DE2331124A1

DE2331124A1 - Verfahren zur bestimmung der groesse von haerteeindruecken mit optischen mitteln.

Info

Publication number: DE2331124A1
Application number: DE19732331124
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Ing Reiniger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-19
Filing date: 1973-06-19
Publication date: 1975-05-15

Description

Siegfried Reiniger

Verfahren zur Bestimmung der Größe von Härteeindrücken mit optischen Mitteln _s ,,·:>«„.·

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Größe von Härteeindrücken mit optischen Mitteln.

Fällt Licht mit definierter Richtung auf eine reflektierende Oberfläche, die einen Härteeindruck enthält, so werden die von den Härteeindruckflächen reflektierten Anteile jeweils in andere Richtungen umgelenkt als die von der ungestörten Oberfläche reflektierten Anteile. Diese Tatsache wird beim Anmeldungsgegenstand ausgenutzt, um von einem Härteeindruck, der in der Oberfläche eines Werkstoffes liegt, insbesondere durch die Wahl einer kleinen Apertur, ein Bild des Härteeindruckes und der ihn umgebenden Oberfläche zu erzeugen, bei welchem die Härteeindruckflächen dunkel und die umgebende Oberfläche hell erscheinen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Größe von Härteeindrücken, dadurch gekennzeichnet, daß das dunkel erscheinende Bild des Härteeindruckes und das hell erscheinende Bild der den Härteeindruck umgebenden Oberfläche auf einer Fläche mit vorgegebener bekannter Größe entstehen, und daß jeweils die Größe des hellen Flächenanteiles bestimmt wird. Zur Durchführung des Verfahrens werden der Härteeindruck und die ihn umgebende Oberfläche auf ein faseroptisches Bauelement abgebildet, bei welchem die optisch wirksamen Pasern so angeordnet sind, daß sie auf der Eingangsseite dicht gepackt liegen, auf der Ausgangsseite in gleicher Zahl wie auf der Eingangsseite auftreten, aber so angeordnet sind, daß sie einzeln ausgezählt werden können. Nur jeweils die hell erleuchteten Pasern ergeben einen Beitrag zur Meßgröße, während die dunklen Pasern keinen Beitrag liefern.

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Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist in einer Zeichnung dargestellt und nachfolgend in Fig. 1 beschrieben. Von einer lampe 10 gelangt Licht in die Köhlersche Beleuchtungsanordnung 11, dann über eine Teilerplatte 12 in ein Objektiv 13 und anschließend auf den Härteeindruck 14 mit der ihn umgebenden Oberfläche. Hier treten entsprechend dem Reflexionsgesetz an den unterschiedlich geneigten Flächen Reflexionen auf. Infolge der kleinen Apertur des Objektives 13 werden von diesem nur die Anteile erfaßt, welche von der ungestörten Oberfläche reflektiert wurden. Diese Anteile gelangen über die Teilerplatte 12 und die Tubuslinse 15 auf die Eingangsseite des faseroptischen Bauelementes 16 und erzeugen ein Bild 14', wobei die Härteeindruckflächen dunkel und die den Härteeindruck umgebende Oberfläche hell erscheinen· Auf der Ausgangsseite des faseroptischen Bauelementes 16 werden die kreisringförmig angeordneten hellen und dunklen Fasern 14" mit einer drehbaren Abtasteinrichtung 17 abgetastet und die Lichtsignale auf einen photoelektrischen Empfänger 18 gegeben, welcher die hellen Signale in elektrische Signale umformt und einem Zähler 19 zuführt. Die Anzahl der gezählten Impulse am Zähler 19 ist dann ein Maß für die Größe des Härteeindruckes, weil die Gesamtzahl der Fasern bekannt ist.

Um die Größe der Härteeindrücke optimal an die Größe der Eingangsfläche des faseroptischen Bauelementes 16 anzupassen, können entweder Objektive 13 mit unterschiedlicher Maßstabszahl oder Varioobjektive verwendet werden, oder kann auch die Tubuslinse 15 in ihrer Brennweite variiert werden.

Anstelle der gezeichneten Abtastfaser 17 kann auch ein Abtastspalt verwendet werden, der die Information über die abgetasteten Fasern über ein Prisma und eine Linse auf den Photoempfänger 18 gibt.

B6i einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fasern auf der Ausgangsseite des in Fig. 1 gezeichneten faseroptischen Bauelementes 16 nicht kreisringförmig,

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sondern geradlinig angeordnet, so daß die Pasern ebenfalls einzeln ausgezählt werden können. Anstelle der rotierenden Bewegung der Abtasteinrichtung 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine translatorische Bewegung vorgesehen.

Zusätzlich sind die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Anordnungen mit nicht dargestellten Einrichtungen ausgerüstet, die ebenfalls eine visuelle Beobachtung des Härteeindruckes zulassen. Dies ist deshalb notwendig, um einen auf einer Werkstoffoberfläche vorhandenen Härteeindruck einfangen zu können oder eine geeignete Stelle für die Erzeugung eines Härteeindruck,es aussuchen zu können.

Bisher wurden die Härteeindrücke visuell so gemessen, daß die Längen der Diagonalen bestimmt wurden. Die Begrenzung der Apertur führt jedoch zu einem unerwünschten Längenverlust an den Diagonalenenden, welcher durch das Auflösungsvermögen des Objektives bedingt ist. Außerdem können bei den technisch realisierbaren Werkstoffoberflächen unbeabsichtigte Störungen aufteten, welche die wahren Diagonalenlängen schwer erfaßbar machen.

Diese Nachteile werden bei der Anwendung des neuen Verfahrens vermieden, weil nicht die wichtigen Details der Diagonalenenden benötigt werden, sondern eine Bewertung der gesamten Härteeindruckfläche vorgenommen wird.

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Claims

Patentansprüche;

1.JVerfahren zur Bestimmung der Größe von Härteeindrücken, dadurch gekennzeichnet, daß

a. das Bild des Härteeindruckes und die ihn umgebende Oberfläche auf einer Fläche mit vorgegebener und bekannter Größe erzeugt werden, bei welchem die Härteeindruckflächen dunkel und die umgebende Oberfläche hell erscheinen,

b. Mittel zur digitalen Auswertung der hellen und der dunklen Flächenanteile verwendet werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung der Flächenanteile von Härteeindruck und den Härteeindruck umgebender Oberfläche faseroptische Bauelemente verwendet werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Veränderung der Bildgröße von Härteeindruck und umgebender Oberfläche vorhanden sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Änderung der Abtastung der faseroptischen Bauelemente vorhanden sind.

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