DE2553536B2

DE2553536B2 - Anordnung zum messen des schwaerzungsgrades der ebenen oberflaeche einer festen probe

Info

Publication number: DE2553536B2
Application number: DE19752553536
Authority: DE
Inventors: Herbert 4044 Kaarst; Brücker Friedhelm 4000 Düsseldorf Sudars
Original assignee: Dr Bruno Lange GmbH
Current assignee: Hach Lange GmbH
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DE2553536C3; DE2553536A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen des Schwärzungsgrades der ebenen Oberfläche einer festen Probe, mit einer Lichtquelle, einem außerhalb des Strahlenganges der Lichtquelle und außerhalb des Strahlenganges des an der Oberfläche der Probe im Falle einer völlig glatten Oberflächenstruktur spiegelnd reflektierten Lichts angeordneten Fotoelement zum Empfang des von der Oberfläche der Probe remittierten Lichts, und mit einer im Strahlengang von der Oberfläche der Probe angeordneten durchsichtigen Scheibe.

Eine solche Anordnung ist aus der Firmendruckschrift der Firma Elmar Lecher Gerätebau, betreffend das Meßgerät »Farbolux« und aus dem Buch »Kolorimetrische Analyse« Dr. Bruno Lange, 6. Auflage 1964, Verlag Chemie GmbH, Weinheim/Bergstr. Abb. 76 allerdings ohne im Strahlengang angeordnete durchsichtige Scheibe bekannt

Die Messung des Schwärzungsgrades einer Probe aus z. B. eloxiertem Aluminium mit dem bekannten Gerät bereitet insofern Schwierigkeiten, als das remittierte und vom Fotoelement empfangene Licht neben dem für den Schwärzungsgrad maßgebenden Anteil der diffusen Reflexionsstrahlung auch einen großen Anteil der gerichteten Reflexionsstrahlung enthält

In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei gleichem Schwärzungsgrad in Abhängigkeit von der Rauhigkeit der Oberfläche verschiedene Meßergebnisse erhalten wurden. Der Meßfehler beruht vermutlich darauf, daß bei der Messung ein zu großer Anteil der gerichteten Reflexionsstrahlung mit erfaßt wird.

Ferner ist ein Abtastkopf eines Kolorimeters bekannt, der eine halbkugelige Innenfläche aufweist, in deren Scheitelpunkt eine Lichtquelle und auf der Oberfläche verteilt Fühler für die reflektierte Strahlung angeordnet sind. Ein solcher Meßkopf ist bestimmt für die Farbmessung glatter flacher und undurchsichtiger Oberflächen. Auch bei einem solchen Meßkopf wird ein zu großer Anteil der gerichteteten reflektierten Strahlung erfaßt, so daß er als Meßkopf für die Messung des Schwärzungsgrades rauher Oberflächen nicht geeignet ist Sofern ein solcher Meßkopf zur Messung von Flüssigkeiten eingesetzt werden soll, ist er mit einer durchsichtigen Glasscheibe abgedeckt (DT-OS 2101818).

Ferner ist es in der Durchlichtmikroskopie bekannt, im Strahlengang unmittelbar auf dem Objekt ein Deckglas anzuordnen. Die durch die Verwendung des Deckglases entstehenden Schwierigkeiten sollen durch Verwendung einer Immersionsflüssigkeit überwunden werden. Mit den bei der Messung des Schwärzungsgrades einer rauhen Oberfläche auftretenden Schwierigkeiten hat das nichts zu tun (011 ο, »Durchlichtmikroskopie« VEB-Verlag Berlin 1959, S. 159-161).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Messen des Schwärzungsgrades der ebenen Oberfläche einer festen Probe zu schaffen, die weitgehend unabhängig von der Rauhigkeit der Oberfläche den Schwärzungsgrad mißt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß auf die Oberfläche der Probe ein Netzmittel aufgebracht ist und daß die Scheibe so angeordnet ist, daß sie mit dem Netzmittel in Kontakt steht

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Einfluß der gerichteten Reflexionsstrahlung bzw. der spiegelnd reflektierten Strahlung auf das Meßergebnis derart vermindert, daß es weitgehend unabhängig von der Oberflächenrauhigkeit der Probe ist. Dieser Effekt wird durch das Netzmittel und durch die mit dem Netzmittel in Kontakt stehende Scheibe erreicht, die die Oberfläche des Netzmittels glättet Durch die aufgesetzte Kontaktscheibe wird ferner erreicht, daß das Netzmittel der Probe während des Netzvorganges nicht trocknet und/oder eine Schlierenbildung auf der Probenoberfläche neue Meßfehler hervorruft Eventuelle Kratzer an der Kontaktfläche der Kontaktscheibe werden durch das Netzmittel als mögliche Fehlerquellen ebenfalls ausgeschaltet

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Scheibe aus Glas, das ungefärbt sein kann.

Um eine sichere Kontaktierung zwischen der Oberfläche der Probe und der Scheibe zu gewährleisten, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kontaktfläche der Scheibe gegenüber ihrer Fassung im Meßkopfgehäuse erhaben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines schematisch und im Querschnitt dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

Die Anordnung besteht aus einem rotationssymmetrischen, insbesondere zylindrischen Gehäuse 1, in dessen oberem Teil eine Lichtquelle 2 angeordnet ist Das von der Lichtquelle ausgehende Licht wird über eine Linse 3 in eine Parallelstrahlung umgewandelt, die über eine Lochblende 4 und eine mittige öffnung 5 eines als Ringscheibe ausgebildeten Fotoelementes 6 sowie eine Scheibe 7 aus Glas auf die ebene Oberfläche einer Probe 8 fällt, deren Schwärzungsgrad gemessen werden soll. Das Fotoelement 6 bildet den oberen Abschluß einer an der Innenwand mattweißen Kammer 9, deren unterer Abschluß die in einer Fassung 10 gehaltene Scheibe 7 bildet Die aus ungefärbtem Glas bestehende Scheibe 7 ist gegenüber der Unterseite des Gehäuses 1 erhaben und weist planparallele Oberflächen auf.

Zur Messung des Schwärzungsgrades der Oberfläche der Probe 8 wird die Oberfläche an der zu messenden Stelle mit einem Netzmittel, z.B. farblosem öl, bestrichen. Durch Aufsetzen der erhabenen Oberfläche

11 der Scheibe 7 verteilt sich das Netzmittel gleichmäßig zwischen der Oberfläche 11 und der Oberfläche der Probe 8.

Bei der Anordnung fällt ein Teil des spiegelnd reflektierten Lichtes zurück durch die mittige öffnung 5, ein anderer Teil fällt auf die mattweiße Innenwand der Kammer 9, während ein übriger Teil an der Grenzschicht Scheibe—Luft total reflektiert wird. Nur ein geringer Anteil der spiegelnd reflektierten Strahlung fällt noch auf das Fotoelement 6. Hauptsächlich empfängt das Fotoelement aber die remittierte Strahlung, die allein für den Schwärzungsgrad der Probe verantwortlich ist.

Wegen dieser Meßmethode ist die Anordnung insbesondere zur unmittelbaren Messung beim Eloxieren von Aluminium geeignet. Hierbei wird die Badflüssigkeit als Netzmittel verwendet Da die Scheibe 7 das Gehäuse 1 unten abschließt, kann die Anordnung durch die Badflüssigkeit nicht verschmutzen und es können auch keine schädlichen Dämpfe des Bades in das Innere des Gehäuses gelangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Messen des Schwärzungsgrades der ebenen Oberfläche einer festen Probe, mit einer Lichtquelle, einem außerhalb des Strahlenganges der Lichtquelle und außerhalb des Strahlenganges des an der Oberfläche der Probe im Falle einer völlig glatten Oberflächenstruktur spiegelnd reflektierten Lichts angeordneten Fotoelement zum Empfang des von der Oberfläche der Probe remittierten Lichts und mit einer im Strahlengang vor der Oberfläche der Probe angeordneten durchsichtigen Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der Probe (8) ein Netzmittel aufgebracht ist und daß die Scheibe (7) so angeordnet ist, daß sie mit dem Netzmittel in Kontakt steht

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (7) aus insbesondere ungefärbtem Glas besteht

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (11) der Scheibe (7) gegenüber ihrer Fassung (10) im Gehäuse (1) erhaben ist.