DE2325457B2 - Vorrichtung zum Messen der Dicke eines transparenten Objektes - Google Patents
Vorrichtung zum Messen der Dicke eines transparenten ObjektesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Massen der Dicke eines transparenten Objekts, wobei ein von
einer Strahlungsquelle ausgesandtes Strahlenbündel schräg auf das zu prüfende Objekt gerichtet und das
von der vorderen und der hinteren Objektfläche reflektierte Strahlenbündel durch ein statisches optisches Systern,
z. B. eine Sammellinse, im Weg der beiden reflektierten Strahlenbündel auf eine Sensorplatte geworfen
wird, dl·* quer zu den beiden reflektierenden Strahlenbündel angeordnet ist und eine Gruppe mehrerer in
Reihe nebeneinanderliegender strahlungsempfindliche Elemente aufweist.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist zwischen die Sammellinse und die Gruppe strahlungsempfindlicher
Elemente eine Blendeneinrichtung geschaltet, die eine Anzahl von Schlitzpaaren aufweist. Diese
Blendeneinrichtung ist als umlaufende Blendenscheibe ausgebildet. Bei der bekannten Vorrichtung wird also
ein rotierendes optisches System verwendet, das nicht nur in der Praxis Justierschwierigkeiten mit sich bringt
und aufwendig und teuer, sondern auch störanfällig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art dahingehend
zu verbessern, die mechanische Abtastbewegung, die erforderlich ist, um die Trennung der reflektierten
Strahlenbündel in ein Zeitintervall umzusetzen, das als Maß für die Dicke des Objektes genommen
werden kann, in Fortfall zu bringen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung erreicht durch stationär im Wege der Strahlenbündel zwischen
dem Objekt und der Sensorpiatte liegende optische Elemente, in einer geraden Linie und in gleichen Abständen
voneinander auf der Sensorplatte angeordnete, strahlungsempfindliche Elemente, so daß durch Bewegen
der Gruppe um1 des Objektes in relative Stellung zueinander das erste und das zweite Strahlenbündel auf
ein beliebiges erstes und ein beliebiges zweites der strahlungsempfindlich»^ Elemente auftritt, durch elektronische
Detektoreinrichtungen einschließlich eines Schwellwertdetektors, die, wenn das von einem strah
luhgsempfindlichen mit diesen verbundene» Elemen
erzeugte elektrische Signal einen Schwellwert über steigt, einen Triggerrlmpuls erzeugen, durch einen der
Schwellwertdetektor aufeinanderfolgend und wieder holt mit jedem der strahlungsempfindlichen Element«
verbindenden Abtaster, durch eine mit dem Schwell wertdetektor verbundene, bei jeder Abtastung durch
den ersten, vom ersten Strahlenbündel erzeugten Trigger-Impuls öffnende und durch den zweiten, vom zweiten
Strahlenbündel erzeugten Trigger-Impuls bei jedei Abtastung schließende Torschaltung und durch eine
mit der Torschaltung verbundene Meßeinrichtung, die das Zeitintervall zwischen den beiden Trigger-Impulsen
als Maß für den Abstand zwischen den beiden reflektierenden Strahlenbündel bzw. die Objektdickc erfaßt
Durch diese Anordnung werden gewissermaßen beide reflektierenden Strahlenbündel »ins Bild gebracht«,
d. h. beide auf je einem Element der Gruppe abgebildet. Nun bildet sich allerdings jedes reflektierende Strahlenbündel
infolge seiner Breite sowie auch auf Grund von Störungen der Schwingungen des Objektes u. dgl..
nicht nur auf einem einzigen Element, sondern einer Teilgruppe solcher Elemente ab, wobei die mittlere
Lage des reflektierenden Strahlenbündels gegenüber den strahlungsempfindlichen Elementen dadurch genau
definiert ist, daß das an dieser Stelle befindliche Element am stärksten von allen Elementen der Teilgruppe
beaufschlagt wird und folglich auch die größte elektrische Ladung bzw. Spannung bei diesem Element auftritt.
Wesentlich ist nun gegenüber den Vorrichtungen zum Stande der Technik, daß es bei dieser Anordnung
nicht mehr erforderlich ist, daß erste, von der vorderen Fläche reflektierte Strahlenbünde! auf ein ganz bestimmtes
erstes Element zu richten. Das wäre im Prinzip auch bei dieser Anordnung sicherlich ,tiöglich, aber
im praktischen Betrieb nicht auf die Dauer einzuhalten, da sich das Objekt oder die Vorrichtung oder beide
durch Erschütterungen, Temperaturänderungen od. dgl. geringfügig gegeneinander verschieben können. Das
führt bei den bekannten Vorrichtungen dann bereits zu Fehlmessungen oder, will man diese vermeiden, zum
Erfordernis einer exakten Nachjustierung. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung genügt es dagegen,
wenn beide reflektierten Strahlenbündel so auf die Gruppe strahlungsempfindlicher Elemente auftreffen,
daß die erregten Einzelelemente bzw. die diese umgebenden Teilgruppen innerhalb der Gesamtgruppe liegen.
Auf Grund der verschiedenen Ladung bzw. der sich daraus ergebenden verschiedenen elektrischen
Spannung gelingt es nun elektronisch leicht, das Mittelelement aus dieser Gruppe abzutrennen. Diese Aufgabe
wird von einer angeschlossenen elektronischen Meßeinrichtung gelöst, die auch den Abstand der beiden
losgek'jten Zentralelemente voneinander be stimmt.
Über die genannten Merkmale hinausgehende Einzelheiten zur Weiterbildung der Erfindung und Ausbildung
der elektronischen Meßvorrichtung und die Abtastung der Elemente durch diese Vorrichtung ergeben
sich aus den Unteransprüchen. Ausführungsbetspiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung
dargestellt. In dieser zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung des ersten Teils des Meßinstrumentes,
F i g. 2 eine schematische Darstellung des zweiten Teils des Meßinstrumentes
F i g. 3 eine schematische Darstellung der Wege der
Strahlenbündel des Instrumentes,
Fig.4 eine Einzelheit des ersten Teils des Meßinstrumentes,
Fig.5 eine Ansicht der auf der Sensorplatte angeordneten
Gruppe strahlungsempfindlichcr Elemente.
F i g. 6 eine schematische Darstellung einer Alternativausführung des ersten Teils des Meßinstrumentes,
F i g. 7 eine grafische Darstellung von elektronischen
Signalen zur Unterstützung der Erläuterung der Funktion des Instrumentes,
F i g. 8 ein Blockschaltbild der elektronischen Meßvorrichtung und
F i g. 9 ein Blockschaltbild einer Variante.
Wird ein Strahlenbündel unter einem spitzen Winkel auf die Fläche einer transparenten Platte geworfen, so
reflektiert sowohl die hintere als auch die vordere Fläche einen Teil des Strahlenbündels und demzufolge
wird ein doppeltes Abbild des Strahlenbündels reflektiert. Die Verschiebung der beiden Abbilder oder der
reflektierten Strahlenbündel ist eine Funktion der Brechungszahl des Werkstoffs, des Einfallwinkels des
Strahlenbündels und der Dicke des Werkstoffs. Für einen bestimmten Werkstoff und einen konstanten Einfallwinkel
ist der Abstand zwischen den reflektierten Strahlenbündeln proportional zur Dicke des Objekts.
Die in F i g. 1 und 2 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Messen der Dicke eines transparenten
Objekts umfaßt einen ersten Teil 10, der an ein Objekt 12 angenähert wird, und einen zweiten Teil 14. der
zweckmäßigerweise mehrere Meter vom ersten Teil 10 entfernt angeordnet ist. Im zweiten, kastenförmigen
Teil 14 ist eine Lichtquelle hoher Intensität angeordnet, deren Strahlen über eine Linse 18 zum Eingangsende
eines optischen Faserkabels 20 gerichtet werden, das sich zum ersten, ebenfalls kastenförmigen Teil 10 der
Vorrichtung hin erstreckt. Außer dieser Verbindung durch das optische Faserkabel 20 sind beide kastenförmigen
Teile 10, 14 durch ein elektrisches Kabel 22 miteinander verbunden.
Der erste Teil 10 umfaßt ein dichtes Gehäuse 24 mit einem Fenster 26 aus transparentem Werkstoff, wie
Quarz, vor das ein Objekt 12 gebracht werden kann. Das Objekt 12 ist bei dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführung^ cispiel die Wand eines Behälters aus transparentem Werkstoff. Das optische Faserkabel 20
endet an einer Seite des Fensters 26 und steht im spitzen Winkel zu diesem. Eine Sammellinse 28 liegt auf
der anderen Seite des Fensters 26, so daß ein vom Faserkabel 20 auf das Objekt 12 gerichtetes Strahlenbündel
42, das von der vorderen und der hinteren Fläche des Objekts reflektiert wird, durch diese gebrochen
wird. Die reflektierten Strahlenbündel werden durch die Linse 28 auf eine Sensorplatte 30 geworfen, die auf
der Oberfläche einer Platte 32 wie gedruckte Schaltungen 34 und 36 angeordnet sind
In F i g. 3,4 und 5 sind die Wege der Strahlenbündel
im einzelnen unter Bezugnahme auf die Sensorplatte 30 dargestellt Es ist erwünscht, ein Strahlenbündel mit
einem Querschnitt zu erzeugen, der im Vergleich zu seiner Breite lang ist Aus diesem Grunde ist vor dem
optischen Faserkabel 20 ein Schirm 38 mit einem Schlitz 40 angeordnet durch den ein Strahlenbündel
mit einer Breite von etwa 0,25 mm austritt Das Strahlenbündel 42 wird in einem spitzen Winkel auf das Objekt
12 gerichtet und ein Teil wird von der vorderen Fläche des Objekts als ein reflektiertes Strahlenbündel
44 reflektiert, während ein anderer Teil des Strahlenbündels 42 den Werkstoff des Objekts durchdringt und
von dessen hinterer Fläche als reflektiertes Strahlenbündel 46 zurückgestrahlt wird. Aus Deutlichkeitsgründen
sind in Fig.3 der Zeichnung die Strahlenbündel
nur als Linien dargestellt. Die reflektierten Strahlenbündel 44 und 46 verlaufen im wesentlichen parallel
zueinander und in einem Abstand voneinander, der proportional zur Dicke des Objekts 12 ist. Die Linse 28
sammelt die Strahlenbündel 44 und 46 auf eine Gruppe
ίο von strahlungsempfindlichen Elementen 12, die in einer
Linie mit gleichen Abständen voneinander auf der Oberfläche der Sensorplatte 12 angeordnet sind. Wie
der F i g. 5 zu entnehmen ist, besteht die Gruppe 50 aus einer Vielzahl von strahlungsempfindlichen Elementen
52. die in einer geraden Linie und in engem Abstand
voneinander angeordnet sind. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Elemente
in Form einer integrierten Schaltung aufgebracht, die 64 strahlungsempfindliche Elemente umfaßt.
die jeweils eine Größe von 0,05 mm im Quadrat besitzen und mit ihren Mitten in einem Abstand von
0,05 mm voneinander entfernt liegen. Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß die Strahlenbündel 44 und 46 eine solche
Querschnittsabmessungs haben, daß jedes Strahlenbündel mehr als eines der strahlungsempfindlichen Elemente
52 gleichzeitig trifft.
In F i g. 6 ist eine andere Ausführungsform eines ersten Teils der Vorrichtung veranschaulicht, der besonders
zum Messen der Dicke eines Objekts 12' geeignet ist. beispielsweise eines Behälters, der eine gekrümmte
Wand hat und weiter von der Scheibe entfernt ist, beispielsweise mehrere Zentimeter. Das optische Faserkabel
20 endet im Gehäuse 24 und das aus diesem austretende Strahlenbündel, wie es durch den Schirm 38 gebildet
wird, wird durch eine Linse 62 auf einen mit der Vorderseite reflektierenden Spiegel 64 und von diesem
durch das Fenster 26 auf die Oberfläche des Objekts 12' gerichtet. Ein weiterer mit seiner Vorderseite reflektierender
Spiegel 66 ist an der gegenüberliegenden
Gehäuseseite vorgesehen, um die von der vorderen und hinteren Fläche des Objekts 12' reflektierten Strahlenbündel
zu richten. Die reflektierten Strahlenbündel werden von diesem Spiegel 66 durch eine Sammellinse
68 auf die Oberfläche der Sensorplatte 30 gerichtet.
Die elektronischen Schaltkreise der Vorrichtung werden unter Bezugnahme auf Fig. 7, 8 und 9 beschrieben.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die elektronischen Schaltkreise
Sensor-Abtastschaltkreise, die Trigger-Spannungen erzeugen, die durch ein Zeitintervall voneinander
getrennt sind, das proportional der räumlichen Versetzung der reflektierten Strahlenbündel ist Ferner umfassen
die elektronischen Schaltkreise eine Meßeinrichtung, die die zeitlich versetzten Trigger-Spannungen in
elektrische Signale umformt, die eine Größe haben, die
der räumlichen Versetzung der Strahlen und damit der Dicke des Werkstoffs entspricht In F i g. 8 der Zeichnung
sind die Sensorabtastkreise zusammen mit einer Meßeinrichtung dargestellt In der vorstehend erläuterten
von der Sensorplatte getragenen Gruppe 50 ist jedes der strahlungsempfindlichen Elemente 52 durch
eine auftreffende Strahlung aufladbar, d h. gibt eine Spannung ab. Diese Wirkung ist in F i g. 7 dargestellt
in der die Ladungen der Elemente durch Linien dargestellt sind Wie bereits erläutert, umfaßt die Gruppe 64
Elemente. Jede vertikale Linie 72 in F i g. 7 stellt ein Element dar. Jene Elemente, die von dem reflektierten
Strahlenbündel 46 getroffen werden, werden aufgela-
den und erzeugen einen Spannungsimpuls 74. In gleicher
Weise bewirkt das reflektierte Strahlenbündel 44 einen Spannungsimpuls 76. Da in den Strahlenbündel
44 und 46 die Intensität der Strahlung nicht gleichmäßig ist, wird ein Spitzenwert in der Mittelachse der
Strahlenbündel auftreten, v/ie dies durch die Spannungsimpulse 74 und 76 angedeutet ist.
Ein abtaster, der der Deutlichkeit wegen als getrennter
Block im Diagramm in F i g. 8 dargestellt ist, ist in der Praxis in die Schaltung der Gruppe 50 integricrt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedes Element durch den Abtaster 78 getrennt und aufeinanderfolgend
geschaltet. In diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Abtaster ein taktgesteuertes Verschiebungsregistcr.
Infolgedessen bewirken die Takt- oder Zeitkreise 80 einen Taktimpuls für den Abtaster 78. Der Ausgang
des Abtasters ist mit einem Verstärker 82 verbunden,
der einen Schaltkreis bildet, der den Spitzenwert jedes einzelnen Impulses feststellt und hält und damit
für die Impulsgruppen 74 und 76 eine Treppenform schafft. Die Zeitkreise 80 slehen mit dem Schaltkreis
des Verstärkers 82 in Verbindung, um diesen vor dem Schalten des nächsten strahlungsempfindlichen Elements
auf Null zurückzustellen. Der Ausgang des Verstärkers 82 ist mit einem Schwellwertdetektor 84 verbundcn.
der beim Auftreten einer bestimmten Schwellwcrtgröße 77 während eines Spannungsanstiegs einen
Trigger-Impuls erzeugt. Infolgedessen bewirkt jede Impulsg-uppe 74 und 76 in F i g. 7 daß der Schwellwertdetektov
84 jeweils nur eine einzige Trigger-Spannung erzeugt. Der Ausgang des Schwellwertdetektors 84 ist
mit einer bistabilen Trigger-Schaltung 86 verbunden, die Schalt-Trigger-Spannungen erzeugt, die den
Schwellwert-Trigger-Spanniingen entsprechen. Der Ausgang der bistabilen Trigger-Schaltung 86 ist mit
einer Torschaltung 88 verbunden, die während jeder Abtastung beim Auftreten des ersten Schwellwerts geöffnet
und beim Auftreten des zweiten Schwellwerts geschlossen wird, wie F i g. 7 zeigt. Die bistabile Trigger-Schaltung
86 und die Torschaltung 88 sind getrennt mit den Takt- und Zeitkreisen 80 verbunden, um die
Trigger-Schaltung 86 am Ende jeder Abtastung zurückzustellen und um die Torschaltung 88 am Ende jeder
Abtastung zu schließen. Obgleich diese Funktion nicht entscheidend ist. ist sie vorgesehen, um ein zusätzliches
Maß an Sicherheit in der Funktion zu schaffen und zwar für den unwahrscheinlichen Fall, daß das Auftreten
des zweiten Schwellwerts während einer Abtastung durch den Schwellwertdetektor nicht erfaßt wird.
Die Torschaltung 88 kann als erste Stufe der Meßeinrichtung
angesehen werden, die zum Umwandeln der zeitlich versetzten Trigger-Spannungen in eine
Analogspannung dient, deren Größe der Dicke des zu messenden Objekts entspricht. Die Spannungsquelle 90,
vorzugsweise eine Gleichstromquelle, ist mit dem Eingang der Torschaltung verbunden, deren Ausgang an
den Eingang eines Integrators 92 angeschlossen ist. Dieser schafft eine Rampenspannung, die eine Größe
hat, die proportional der Zeit ist, während der die Gleichstromquelle 90 Ober die Torschaltung 88 mit dem
Integrator 92 verbunden ist. Auf diese Weise gibt der Integrator 92 eine Ausgangsspannung ab, die proportional
zum Zeitintervall zwischen den Trigger-Impulsen und damit zur Dicke des Objekts ist. Die Takt- und
Zeitkreise 80 stehen auch mit dem Integrator 92 in Vcrbindung, um diesen am Ende jeder Abtatung auf Null
zurückzustellen. Der Ausgang des Integrators 92 ist an den Eingang eines Schaltkreises 94 angelegt, der den
maximalen Spannungswerl speichert, der vom Integrator während einer Abtastung erreicht wird. Die Takt-
und Zeitkreise 80 sind auch mit diesem Schaltkreis verbunden, um unmittelbar vor der nächsten Abtastung
dessen Speicherelement zu entladen. Die gespeicherte Spannung des Haltekreiscs 94 wird an den Eingang
eines Treibcrverslärkers % angelegt. Als solcher wird ein Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz oder ein
Pufferverstärker verwendet. Der Treiberverstärker 96 ist vorzugsweise in seinem Verstärkungsfaktor einstellbar,
so daß eine Einstellung möglich ist, um eine Ausgangsspannung zur Eichung einer Skalcnanzeige zu erhalten,
die der Dicke des gemessenen Objekts entspricht. Der Ausgang dieses Treiberverstärkers ist an
eine der Verwendung der Vorrichtung entsprechend gewählte Einrichtung angeschlossen. Bei dem in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wurden Toleranzkrcise 98 verwendet, um vom Sollwert abweichende
Dicken der zu messenden Objekte zu ermitteln Um auf Fehlstücke aufmerksam zu machen, ist an die
Toleranzkrcise 98 eine Alarmvorrichtung 100 ange schlossen, die beispielsweise optische oder akustische
Signale auslösen kann. Auf diese Weise wird angezeigt wenn die Objektdicke unter oder über dem Sollwert
liegt.
In F i g. 9 der Zeichnung ist eine Variante der Meßeinrichtung
dargestellt. Diese arbeitet nach der Digitaltechnik, um das Zeitintervall zwischen den Trigger-Ini
pulsen in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das der Dicke des Objekts entspricht. Ein Taktkreis 102. der
Taktimpulse mit der gleichen Zeitfolge wie die Takt und Zeitkreise 80 zur Steuerung des Abtasters erzeugt
ist mit der Torschaltung 88 verbunden. Der Ausgang dieser Torschaltung 88 ist an einen Zähler 104 angeschlossen,
der eine Anzahl registriert, die der Anzahl von Taktimpulsen entspricht, die während der geöffneten
Torschaltung 88 anfallen. Die registrierte Anzah entspricht somit der Anzahl der slrahlungscmpfindli
chen Elemente, die zwischen den beiden reflektier'er
Strahlenelementcn liegen und entspricht damit der Dik
ke des Objekts. Der Ausgang des Zählers kann in digi taler Form vorgesehen sein, beispielsweise in einer ein
zigen Anzeige. Im dargestellten Ausführungsbeispie wird der Ausgang des Zählers 104 jedoch an einen Di
gital-Analog-Wandler 106 angeschlossen, der eine Ana
log-Ausgangsspannung erzeugt, deren Größe der regi
strierten Anzahl entspricht, also auch der Dicke de1 Objekts. Zeitkreise 108 sind mit dem Zähler 104 bzw
mit dem Digital-Analog-Wandler 106 verbunden, un
nach erfolgter Abtastung für deren Rückstellung zi sorgen. Der Ausgang des Wandlers 106 ist bei diesen
Ausführungsbeispiel wieder mit einem Treiberverstär ker % verbunden, der wiederum mit Toleranzkreiser
98 verbunden ist, die ebenfalls mit einer Alarmeinrich tung 100 in Verbindung stehen.
Da die Strahlenbündel 44 und 46 eine Querschnitts abmessung haben, die höher als breiter ist, kann ein«
Verlagerung der Strahlen in vertikaler Richtung, wi< dies beim Kippen des zu messenden Objekts eintrete!
kann, wird die Messung nicht beeinflußt, solange di< Strahlenbündel noch auf die Gruppe 50 der strahlungs
empfindlichen Elemente 52 auftreffen. Im dargestellter Ausführungsbeispiel wird der Abtaster 78 mit eine
konstanten Geschwindigkeit von 32 Mikrosekundei pro Element 52 bewegt, also mit 32 Mikrosekunden pn
0,05 mm. Bei 64 strahlungsempfindlichen Elemente! führt der Abtaster 78 somit etwa 500 Abtastungen pn
Sekunde aus, was 500 unabhängigen Messungen pn
409 585/Π
künde entspricht. Dadurch ist die erfindungsgemälJe
irrichtung in besonderer Weise zur kontinuierlichen »erwachung der Dicke von Werkstücken auf einem
aduktionsband geeignet. Darüber hinaus können die msianten der Vorrichtung so gewählt sein, daß das
sgangssignal direkt in tausendstel Millimeter angcgt wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Messen der Dicke eines
transparenten Objektes, wobei ein von einer Strahtungsquelle ausgesandtes Strahlenbündel schräg auf
das zu prüfende Objekt gerichtet und das von der vorderen und der hinteren Objektoberfläche reflektierte
Strahlenbündel durch e?n statisches optisches System, z. B. eine Sammellinse, im Weg der beiden ό
reflektierten Strahlenbündel auf eine Sensorplatte geworfen wird, die quer zu den beiden reflektierten
Strahlenbündel angeordnet ist und eine Gruppe mehrerer in Reihe nebeneinanderliegender strahlungsempfindliche
Element aufweist, gekennzeichnet
durch stationär im Wege der Strahlenbündel (44,46) zwischen dem Objekt (12) und der
Sensorplatte (30) liegende optische Elemente, in einer geraden Linie und in gleichen Abständen voneinander
auf der Sensorplatte angeordnete strahkingsempfindliche
Elemente (52), so daß durch Bewegen der Gruppe (50) und des Objektes (12) in relative Stellungen zueinander das erste (44) und
«las zweite Strahlenbündel (46) auf ein beliebiges er-Ites und ein beliebiges zweites der strahlungsemp- -25
lindlichen Elemente auftrifft, du-'ch elektronische
Detektoreinrichtungen einschließlich eines Schwellwertdetektors
(84), die, wenr das von einem strahlungsempfindlichen mit diesem verbundenen Element
erzeugte c'sktrische Signal einen Schwellwert (77) übersteigt, einen Trigger-Impuls erzeugen,
durch einen den Schwellw.-rtdete'-.tor (84) aufeinanderfolgend
und wiederholt mit j~;dem der strahlungsempfindlichen
Elemente (Si) verbindenden Abtaster (78), durch eine mit dem Schwellwertdelektor
(84) verbundene, bei jeder Abtastung durch den ersten, vom ersten Strahlenbündel (44) erzeugten
Trigger-Impuls öffnende und durch den zweiten, Vom zweiten Strahlenbündel (46) erzeugten Trigger-Impuls
bei jeder Abtastung schließende Torlchaltung (88) und durch eine mit der Torschaltung
(88) verbundene Meßeinrichtung (92, 104), die das Zeitintervall zwischen den beiden Trigger-Impulsen
•Is Maß für den Abstand zwischen den beiden rellektierten Strahlenbündeln (44,46) bzw. die Objektdicke
erfaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit der Meßeinrichtung verbundene
Toleranzprüfeinrichtung (98) zum Feststellen, ob lieh das elektrische Signal von einem Sollwert um
mehr als einen vorbestimmten Betrag unterscheidet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (78) eine elektronische
Abtasteinrichtung umfaßt, die die strahlungstmpfindlichen Elemente (52) mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit abtastet und daß die Meßeinlichtung eine die während einer einzigen Abtastung
zwischen Trigger-Spannungen verstrichene Zeit, die dem Abstand zwischen den Flächen entspricht,
bestimmende Zeiteinrichtung (80) umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinrichtung eine dem Abstand
entsprechende Spannung erzeugende Einrichtung umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinrichtung eine Bezugsspannungsquelle
(90), einen Integrator (92) und eine Torschaltung (88) umfaßt, die zwischen die Bezugsspannungsquelle
(90) und den Integrator (92) geschaltet ist, mit dem Schwellwertdetektor in Verbindung
steht und auf die von diesem erzeugten Trigger-Spannungssignale anspricht, um den Integrator mit
der Spannungsquelle zu verbinden bzw. von dieser zu trennen, wobei eine vom Integrator abgegebene
Spannung dem besagten Abstand entspricht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinrichtung einen Taktimpulsgenerator
und einen Zähler sowie eine zwischen den Taktimpulsgenerator und den Zähler geschalteten
Torschaltung umfaßt, die mit dem Schwellwertdetektor verbunden ist und auf Trigger-Spannungen
so anspricht, daß der Taktimpulsgenerator und der Zähler verbunden bzw. getrennt werden, wobei die
vom Zähler registrierte Zählung dem Abstand entspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekeiinzeichnet
durch einen mit dem Zähler (108) verbundenen Digital-Analog-Wandler
(106), der eine dem Abstand entsprechende Spannung erzeugt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (44) und das zweite
Strahlenbündel (46) jeweils auf eine Vielzahl von Elementen nicht gleichförmiger Strahlungsintensität
auftreffen, daß der Schwellwertdetektor (84) ein Vorderflanken-Schwellwertdetektor ist, so daß für
jedes Strahlenbündel eine Trigger-Spannung erzeugt wird und das Zeitintervall zwischen diesen
den Abstand zwischen diesen Punkten repräsentiert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine bistabile Triggerschaltung, die zwischen
den Schwellwertdetektor und die Torschaltung geschaltet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Abtaster (78)
ein Verschiebungsregister umfaßt, das mit der Zeiteinrichtung verbunden ist und die strahlungsempfindlichen
Elemente (52) mit festliegender Geschwindigkeit abtastet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorplatte (30) in einem
ersten Gehäuse (10) angeordnet ist, während die Lichtquelle (16) in einem zweiten Gehäuse (14) angeordnet
ist, daß das erste Gehäuse (14) mit einem transparenten Fenster (20) versehen ist und mit diesem
gegenüber einem Objekt (12) angeordnet werden kann, daß ein mit der Strahlungsquelle (16) im
zweiten Gehäuse (14) optisch gekoppeltes optisches Faserkabel (20) sich in das erste Gehäuse (10) hinein
zu einem Punkt erstreckt, derart, daß die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung in einem
spitzen Winkel auf das Objekt zur Erzeugung der reflektierten Strahlungsbündel (44, 46) geworfen
wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet
durch einen strahlungsundurchlässigen Schirm (38) mit einem Schlitz (40), der innerhalb des ersten
Gehäuses (10) gegenüber dem Ende des optischen Faserkabels (20) angeordnet ist, so daß ein Strahlenbündel
(42) entsteht, durch das die besagten reflektierten Strahlenbündel (44, 46) gebildet werden,
und durch eine im ersten Gehäuse (10) zwischen dem Fenster (26) und der Sensorplatte (30) angeordnete
Linse (28).
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Zeiteinrichtung der dem Abstand entsprechende Spannung erzeugenden
Einrichtung (96) zugeordnet ist, um diese nach jeder Abtastung zurückzustellen, so daß die Wandstärke
eines beweglichen Objektes während seiner Voranbewegung gemessen werden kann.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das optische Faserkabel (20) direkt aurch das Fenster (26) auf das Objekt richtet
Und daß im ersten Gehäuse zwischen dem Fenster (26) und der Sensorpiatte (30) eine Linse (28) angeordnet
ist, durch die die reflektierten Strahlenbündel (44, 46) auf die Gruppe (50) strahlungsempfindlicher
Elemente (52) gerichtet wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gelennzeichnet,
daß eine erste Linse (62) und ein er-Iter Spiegel im ersten Gehäuse (60) zwischen dem
optischen Faserkabel (20) und dem Fenster (26) angeordnet sind, so daß ein Strahlenbündel durch das
Fenster auf das Objekt gerichtet wird, daß ein zweiter Spiegel (66) im ersten Gehäuse (60) im Wege
der reflektierten Strahlenbündel (44, 46) und eine zweite Linse (68) im Gehäuse zwischen dem zweiten
Spiegel (66) und der Sensorplatte (30) angeordnet ist.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1498811A (en) * | 1974-03-01 | 1978-01-25 | Crosfield Electronics Ltd | Preparation of gravure printing cylinders |
LU73607A1 (de) * | 1974-10-24 | 1976-06-11 | ||
US4018638A (en) * | 1975-08-22 | 1977-04-19 | North American Philips Corporation | Method of reducing the thickness of a wafer of fragile material |
JPS52104256A (en) * | 1976-02-27 | 1977-09-01 | Iwatsu Electric Co Ltd | Thickness measuring device |
US4120590A (en) * | 1977-06-03 | 1978-10-17 | Owens-Illinois, Inc. | Method for measuring the thickness of transparent articles |
DE2906641A1 (de) * | 1979-02-21 | 1980-08-28 | Freudenberg Carl Fa | Verfahren zur optisch-elektrischen messung des abstandes zwischen einer messeinrichtung und einem pruefling |
US4371482A (en) * | 1979-08-01 | 1983-02-01 | Ppg Industries, Inc. | Method of determining optical quality of a shaped article |
US4285745A (en) * | 1979-08-01 | 1981-08-25 | Ppg Industries, Inc. | Method of determining optical quality of a laminated article |
FR2481445A1 (fr) * | 1980-04-23 | 1981-10-30 | Thomson Csf | Procede et dispositif de mesure de caracteristiques geometriques d'un element en materiau refringent, notamment d'un tube |
US4622462A (en) * | 1981-06-11 | 1986-11-11 | Mts Vektronics Corporation | Method and apparatus for three-dimensional scanning |
DE3216053A1 (de) * | 1982-04-29 | 1983-11-03 | Karl Mengele & Söhne Maschinenfabrik und Eisengießerei GmbH & Co, 8870 Günzburg | Optoelektronisches messverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
JPS58216903A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-16 | Toshiba Corp | 厚さ測定装置 |
US4645351A (en) * | 1983-06-01 | 1987-02-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Methods and apparatus for discriminating between the front and back surfaces of films |
DE3503086C1 (de) * | 1985-01-30 | 1986-06-19 | Dipl.-Ing. Bruno Richter GmbH & Co. Elektronische Betriebskontroll-Geräte KG, 8602 Stegaurach | Verfahren bzw.Vorrichtung zur Messung der Wanddicke von transparenten Gegenstaenden |
JPS621105U (de) * | 1985-06-20 | 1987-01-07 | ||
FR2591341B1 (fr) * | 1985-12-10 | 1988-02-19 | Saint Gobain Vitrage | Technique de detection de defauts optiques sur ligne de production de verre |
JPH0690149B2 (ja) * | 1986-01-31 | 1994-11-14 | 東洋ガラス株式会社 | 透光度検査装置 |
GB8611728D0 (en) * | 1986-05-14 | 1986-06-25 | Tole W R | Determining thickness of glass plates & tubes |
JPS6319506A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-27 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 滴下液滴の検出方法 |
JPS643503A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-09 | Fujitsu Ltd | Method for measuring thickness of crystal layer |
US4849643A (en) * | 1987-09-18 | 1989-07-18 | Eaton Leonard Technologies | Optical probe with overlapping detection fields |
US4883061A (en) * | 1988-02-29 | 1989-11-28 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Method and apparatus for measuring the thickness of eye components |
US5008555A (en) * | 1988-04-08 | 1991-04-16 | Eaton Leonard Technologies, Inc. | Optical probe with overlapping detection fields |
US4837449A (en) * | 1988-05-16 | 1989-06-06 | Maltby Jr Robert E | Inspecting for matching of paired sheets of transparent material |
US5144151A (en) * | 1991-03-20 | 1992-09-01 | Thorne Brent A | Apparatus and method for detecting the presence of a discontinuity on a glass surface |
TW257898B (de) * | 1991-04-11 | 1995-09-21 | Sumitomo Electric Industries | |
DE4143186A1 (de) * | 1991-12-30 | 1993-07-01 | Vma Ges Fuer Visuelle Messtech | Vorrichtung zur beruehrungslosen messung der wanddicke |
US5291271A (en) * | 1992-08-19 | 1994-03-01 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Measurement of transparent container wall thickness |
US5682449A (en) * | 1995-12-22 | 1997-10-28 | Packard Hughes Interconnect Company | Sharp angle fiber optic interconnection system |
US5748091A (en) * | 1996-10-04 | 1998-05-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Fiber optic ice detector |
US5717490A (en) * | 1996-10-17 | 1998-02-10 | Lsi Logic Corporation | Method for identifying order skipping in spectroreflective film measurement equipment |
US6166808A (en) * | 1996-12-24 | 2000-12-26 | U.S. Philips Corporation | Optical height meter, surface-inspection device provided with such a height meter, and lithographic apparatus provided with the inspection device |
AU5567098A (en) * | 1997-01-21 | 1998-08-07 | Neil Colin Hamilton | Thickness measuring apparatus |
FR2762083B1 (fr) * | 1997-04-11 | 1999-07-02 | Verreries Souchon Neuvesel | Procede optique de mesure de l'epaisseur de la paroi et/ou de l'ovalisation d'un recipient et dispositif en faisant application |
DE19818190B4 (de) * | 1998-04-23 | 2004-02-19 | VMA Gesellschaft für visuelle Meßtechnik und Automatisierung mbH | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Wanddicke |
US6285451B1 (en) * | 1999-04-30 | 2001-09-04 | John M. Herron | Noncontacting optical method for determining thickness and related apparatus |
DE19928171B4 (de) * | 1999-06-19 | 2011-01-05 | Leybold Optics Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung der optischen Schichtdicke von Beschichtungen |
US6683695B1 (en) | 1999-07-21 | 2004-01-27 | Electronic Design To Market, Inc. | Method and apparatus for detecting properties of reflective transparent surface coatings on a sheet of transparent material |
AT410257B (de) * | 2000-10-23 | 2003-03-25 | Mte Innovative Measurement Sol | Vorrichtung zur überprüfung und kontrolle einer einzel-glasscheibe oder eines isolierglas-elements |
US6975410B1 (en) * | 2002-04-15 | 2005-12-13 | Sturgill Dennis T | Measuring device |
DE10225488A1 (de) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | Bild Und Signalverarbeitung Mb | Verfahren und eine Vorrichtung zur berührungslosen Dickenmessung von transparenten Messobjekten |
US20040061873A1 (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-01 | Davis Brett L. | Method and apparatus for detecting media thickness |
US7417749B1 (en) * | 2004-09-01 | 2008-08-26 | Electric Design To Market, Inc. | Method and apparatus for protecting an optical transmission measurement when sensing transparent materials |
US20060054843A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-16 | Electronic Design To Market, Inc. | Method and apparatus of improving optical reflection images of a laser on a changing surface location |
US7516628B2 (en) * | 2005-01-11 | 2009-04-14 | Corning Incorporated | On-line thickness gauge and method for measuring the thickness of a moving glass substrate |
DE102005050795A1 (de) * | 2005-10-24 | 2007-04-26 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Meßvorrichtung zur Bestimmung der Dicke und/oder der optischen Transmissionseigenschaften einer Scheibe, vorzugsweise einer Fahrzeugscheibe |
DE102005052044A1 (de) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines transparenten Objekts |
US7583368B1 (en) | 2006-04-05 | 2009-09-01 | Electronic Design To Market, Inc. | Method of enhancing measurement of stress in glass |
US7652760B1 (en) | 2006-04-05 | 2010-01-26 | Electronic Design To Market, Inc. | System for detecting coatings on transparent or semi-transparent materials |
DE202008017454U1 (de) | 2008-02-15 | 2009-09-24 | VMA Gesellschaft für visuelle Meßtechnik und Automatisierung mbH | Vorrichtung zur berührungslosen Messung einer Wanddickeverteilung |
DE102008018844A1 (de) | 2008-04-15 | 2009-10-29 | VMA Gesellschaft für visuelle Meßtechnik und Automatisierung mbH | Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Messung einer Wanddickeverteilung |
DE102009009272B4 (de) * | 2009-02-17 | 2013-02-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Qualitätsprüfung für Rotorblätter einer Windenergieanlage |
FR2971847B1 (fr) * | 2011-02-18 | 2013-07-19 | Tiama | Procede et dispositif pour detecter des defauts de repartition de matiere dans des recipients transparents |
US9593939B1 (en) * | 2013-12-30 | 2017-03-14 | Flextronics Ap, Llc | Glue thickness inspection (GTI) |
DE102014216227B4 (de) * | 2014-08-14 | 2020-06-18 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Abstandes zweier voneinander entlang einer ersten Richtung beabstandeter optischer Grenzflächen |
JP6956673B2 (ja) * | 2018-04-09 | 2021-11-02 | 三菱電機株式会社 | 膜厚測定装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3307446A (en) * | 1962-07-11 | 1967-03-07 | Owens Illinois Inc | Gauging wall thickness of glass tubing |
US3259022A (en) * | 1963-12-17 | 1966-07-05 | Ibm | Object scanning techniques |
US3428817A (en) * | 1964-11-27 | 1969-02-18 | Jones & Laughlin Steel Corp | Length measurer with plurality of photocells which are sequentially gated |
GB1207976A (en) * | 1967-12-12 | 1970-10-07 | Gen Electric & English Elect | Improvements in or relating to apparatus for determining the spacing between substantially parallel rays of radiation |
US3690774A (en) * | 1971-02-26 | 1972-09-12 | Dow Chemical Co | Continuous optical quality control monitor |
-
1972
- 1972-05-22 US US00255332A patent/US3807870A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-05-10 GB GB2236373A patent/GB1430426A/en not_active Expired
- 1973-05-19 DE DE2325457A patent/DE2325457C3/de not_active Expired
- 1973-05-22 JP JP5710773A patent/JPS5435503B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4943660A (de) | 1974-04-24 |
US3807870A (en) | 1974-04-30 |
DE2325457A1 (de) | 1973-11-29 |
GB1430426A (en) | 1976-03-31 |
DE2325457C3 (de) | 1975-09-11 |
JPS5435503B2 (de) | 1979-11-02 |
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