DE2637375A1

DE2637375A1 - Oberflaechen-pruefgeraet

Info

Publication number: DE2637375A1
Application number: DE19762637375
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Akiyama; Asahiro Kuni
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-08-20
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1977-02-24
Also published as: US4095905A; GB1548973A; DE2637375C3; DE2637375B2

Description

Oberflächen-Prüfgerät

Die Erfindung betrifft ein Oberflächen-Prüfgerät zum optischen Erfassen von Schäden der Oberfläche und/oder von Fremdkörpern auf der Oberfläche eines zu prüfenden Materials (Prüflings).

Eines der herkömmlichen Verfahren zur Prüfung auf Schäden der Oberfläche oder auf Fremdkörper, die an
der Oberfläche eines Prüflings haften, die gleichmäßig eindimensional sind, arbeitet mechanisch, wobei
eine Unregelmäßigkeit auf der Oberfläche infolge Schäden oder Fremdkörper darauf mit piezoelektrischen Elementen oder Wandlern erfaßt wird, die in Berührung mit der
Oberfläche eines Prüflings gehalten werden. Jedoch ist dieses Verfahren für Schwingungen oder Vibrationen eines Prüflings, für die mechanische Betriebsdauer eines
Fühlers und zum Erfassen kleiner Fehler problematisch.

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Bei einem anderen Verfahren werden Schäden u.dgl. optisch erfaßt, indem die Oberfläche eines Prüflings entsprechend einem punkt- oder schlitzähnlichen Muster beleuchtet wird, um durch Photoelemente (photo- oder lichtelektrische Elemente) eine Änderung in der Stärke des von diesen Schäden in der Oberfläche oder von an der Oberfläche des Prüflings haftenden Fremdkörpern reflektierten Lichtes zu erfassen. Mit diesem Verfahren ist zwar eine sehr genaue Prüfung eines Prüflings möglich] es hat jedoch auch die anhand des obigen Verfahrens erläuterten Nachteile, d.h., mehrere Fühler oder Detektoren sollten in einer Ebene senkrecht zur Achse des Prüflings angeordnet sein, um dessen gesamte Oberfläche zu prüfen, was hinsichtlich Raumbedarf, Wartung und Aufwand problematisch ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Oberflächen-Prüfgerät anzugeben, das bei kleinen Abmessungen und einfachem Aufbau genau und zuverlässig arbeitet; ein OberfläcHenfehler eines Prüflings soll dabei erfaßt werden, indem dieser durch Löcher in Reflexions-Spiegeln kontinuierlich in einer Richtung zugeführt wird, um eine Fehl erprüf ung zu ermöglichen; die Größe eines Fehlers soll dabei entsprechend dem Pegel eines Signals von einem Photoelement oder Fühler prüfbar und bestimmbar sein; und schließlich soll eine vereinfachte Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten einer kleinen Ring - Zone auf der Mantelfläche eines Prüflings angegeben werden.

Erfindungsgemäß ist ein Oberflächen-Prüfgerät vorgesehen, bei dem eine kleine Ring - Zone (mit Kreis- oder

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Polygon-Schnitt) auf der Mantelfläche eines Prüflinge in einer Ebene senkrecht zur Achse des Prüflings in jeder Richtung beleuchtet wird; wenn diese kleine Ring-Zone eine einheitliche Fläche zeigt, ist das an ihr reflektierte Licht regelmäßig, so daß es nicht durch Photoel-emente empfangen wird; wenn andererseits ein Schaden oder ein Fremdkörper auf der kleinen Ring - Zone vorhanden ist, wird das Licht an ihn so in zahlreichen Richtungen unregelmäßig reflektiert, daß es auf die Brennpunkte auf einer Seite der Reflexions-Spiegel mit sphäroidalen Reflexions - Flächen fokussiert werden kann, während die anderen Brennpunkte hiervon bei dieser kleinen Ring - Zone auf der anderen Fläche des Prüflings liegen; danach wird das so fokussierte Licht durch Photoeletnente empfangen, die es in elektrische Signale umsetzen, um dadurch einen Fehler auf der Prüflingsfläche zu erfassen. Zusätzlich ermöglicht die Erfindung die Prüfung eines Prüflings , dessen Oberfläche kontinuierlich eindimensional geprüft werden soll, während er durch ein Loch oder eine öffnung in einem der Reflexions- Spiegel zugeführt wird, um an einem der Brennpunkte des anderen Reflexions-Spiegels anzukommen, und wobei dann der Prüfling durch ein Loch im anderen Reflexions - Spiegel abgeführt wird, um dadurch eine kontinuierliche Prüfung der Fläche des Prüflings zu ermöglichen.

Die von beiden Photoelementen abgegebenen Signale werden weiterhin verstärkt und dann addiert; das SmnHien-Signal wird dann bezüglich eines gegebenen Pegels in' seinem Schwellenwert untersucht; wenn ein Signal einen gegebenen Pegel überschreitet, wird angenommen, daß die Prüf-

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lingsfläche einen Fehler aufweist; wenn das Signal kleiner als der gegebene Pegel ist, wird angenommen, daß die Prüflingsfläche keinen Fehler hat.

Weiterhin ermöglicht die Erfindung ein Oberflächen-Prüfgerät, das auf die Prüfung eines Prüflings in der Form einer kontinuierlichen Linie gerichtet ist und eine Beleuchtungseinrichtung vorsieht, mit einer Lichtquelle, einer Fokussier-Optik zum Fokussieren des Lichts von der Lichtquelle auf eine kleine Ring - Zone auf der Oberfläche des Prüflings und mit ewei Relexions- Spiege]n auf der Seite gegenüber zum einfallenden Licht von der Fokussier-Optik bezüglich des Prüflings und zur optischen Achse des einfallenden Lichts ungefähr 60 ° geneigt, wobei die kleine Ring - Zone auf der Prüflingsfläche entsprechend einem ringförmigen Muster in jeder Richtung beleuchtet werden kann.

Die Erfindung sieht also ein Oberflächen-Prüfgerät vor,

mit wenigstens zwei Reflexions - Spiegeln mit sphäroidalen Flächen und Brennpunkten in der kleinen Ring-Zone, um das von dieser reflektierte Licht auf die Mantelfläche des Prüflings zu fokussieren; mit Photoelementen jeweils bei den anderen Brennpunkten der Reflexions-Spiegel,

so daß das Licht an der Oberfläche des Prüflings regelmäßig reflektiert wird, wenn kein Fehler in der kleinen Ring - Zone auf der Mantelfläche des Prüflings vorliegt,

während andererseits das Licht unregelmäßig an der kleinen Ring - Zone reflektiert und durch Photoelemente empfangen wird, wenn ein Fehler auf der kleinen Ring - Zone

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auf der Mantelfläche des Prüflings vorhanden ist,

so daß dieser auf einen Fehler auf seiner Oberfläche entsprechend Signalen geprüft werden kann, die von den Photoelementen erhalten werden, und daß die Größe eines so erfaßten Fehlers bestimmt werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Spiegel- und Photoelementsystems im erfindungsgemäßen Oberflächen-Prüfgerät,

Fig. 2 einen waagrechten Querschnitt des Ausführungsbeispiels der Fig. 1, von oben gesehen,

Fig. J5 eine Vorderansicht des Umrisses der Beleuchtungseinrichtung beim erfindungsgemäßen Oberflächen-Prüfgerät,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Beleuchtungseinrichtung der Fig. 3,

Fig. 5 einen waagrechten Querschnitt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Oberflächen-Prüfgeräts,

Fig. 6 einen Querschnitt A-A der Fig. 5, und

Fig. 7 den Umriß des Aufbaus einer Signal-Verarbeitungsschaltung für Signale, die von den Photoelementen der Fig. 1, 2 und 5 zugeführt werden.

In erfindungsgemäß zu prüfende Prüflinge sind emaillierte Drähte 1 und dergleichen eingeschlossen, die kontinuierlich eindimensional sind, und die Prüfung ist auf Schaden oder Fremdkörper gerichtet, die an der Oberfläche des emaillierten Drahtes 1 haften. In Fig. 1 ist ein Ausführungs-

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beispiel des erfindungsgemäßen Oberflächen-Prüfgeräts gezeigt. Das Lieht von Lichtquellen 2, 3, k, 5 wird durch Linsen 6, 7, 8, 9 auf eine kleine Ring - Zone auf der Oberfläche des emaillierten Drahtes 1 fokussiert. Das von dieser kleinen Ring - Zone reflektierte Licht wird auf die Oberflächen von Photoelementen 12, 13 mittels sphäroidaler Flächen (definiert durch Drehung eines Teiles einer Ellipse) von Spiegeln 10, 11 fokussiert. Zum besseren Verständnis sind die Lichtquellen 2, 3, 4·, 5 radial um den mit Emaille überzogenen Draht 1 (vgl. Fig. 1) angeordnet. Alternativ kann eine einzige Lichtquelle verwendet werden, deren Licht durch ein herkömmliches Fokussiersystem, wie z.B. Linsen, Spiegel oder optische Fasern, geleitet wird, um auf eine kleine Ring - Zone auf der Oberfläche des emaillierten Drahtes 1 fokussiert zu werden. Bei einem kreisförmigen Querschnitt des Prüflings, wie z.B. des emaillierten Drahtes 1, erfolgt die Beleuchtung zwangsläufig von wenigstens drei Winkelstellungen aus, die winkelmäßig um 120° beabstandet sind, und bei einem polygonalen Querschnitt des Prüflings mit wenigstens vier Seiten ist die Beleuchtung von vier Winkelstellungen gegeben, die um 90° beabstandet sind.

In Fig. 2 ist ein horizontaler Querschnitt des Ausführungsbeispiels durch dessen Mitte gezeigt. In dieser Figur sind die Lichtquellen 2, 4 und Linsen 6, 8 weggelassen. Das Licht von den Lichtquellen 2, 3* ^, 5 wird auf die kleine Ring - Zone auf der gesamten Mantelfläche des Materials, d.h. des emaillierten Drahtes 1, fokussiert. Inzwischen wird der emaillierte Draht 1 durch Löcher in Spiegeln 10, 11 mit sphäroidalen Oberflächen zu-bzw, abgeführt. Wenn die Oberfläche der kleinen Ring-Zone glatt ist, wird das von dieser reflektierte Licht re-

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gelmäßig in der gleichen Ebene wie das einfallende Licht reflektiert, wodurch reflektierte Lichtstrahlen 15, 16 entstehen. Demgemäß ist ein Spalt S zwischen den sphäroidalen ' Spiegeln 10, 11 vorgesehen, damit die Strahlen 15, 16 des einfallenden und des reflektierten Lichtes durchgehen können. Dieser Spalt kann ein freier Raum sein, durch den das Licht nach außen geführt wird, oder er kann durch einen schwarzen Teil ersetzt sein, der einen wesentlichen Anteil des Lichts absorbiert oder das Licht dort nicht reflektiert, d.h., der Spalt kann ein nicht reflektierender Teil sein.

Wenn andererseits ein Schaden oder Fremdkörper auf der Oberfläche einer kleinen Ring - Zone vorliegt, wird das einfallende Licht dort unregelmäßig reflektiert, was durch reflektierte Lichtstrahlen 17, l8 gezeigt ist, die zum spharoidalen - Spiegel 10 gerichtet sind, ohne durch den Spalt S auszutreten. Die Oberfläche des Spiegels 10 ist Teil einer spharoidalen Fläche, während der übrige Teil der spharoidalen Fläche mit Ausnahme der reflektierenden Fläche durch eine Strichlinie dargestellt ist. Die beiden Brennpunkte der spharoidalen Fläche des Spiegels 10 liegen in der kleinen Ring - Zone 14 und in einem Photoelement 12. Demgemäß wird das Licht von der kleinen Ring - Zone 14 zwangsläufig auf das Photoelement 12 fokussiert. Das gleiche kann für den spharoidalen Spiegel 11 und das Photoelement oder den Fühler 13 angeführt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten einer kleinen Ring - Zone auf der Oberfläche eines Prüflings in einem.erfindungsgemäßen Oberflächen-Prüfgerät. Die Beleuchtungseinrichtung

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besteht aus einer Lichtquelle 19, einer ersten Linse 20, einem Schlitz 21, einer zweiten Linse 22, dem Prüfling 1 und Spiegeln 23, 24. Das Licht von der Lichtquelle 19 wird durch die erste Linse 20 auf den Schlitz 21 fokussiert. Das Licht nach dem Schlitz 21 wird durch die zweite Linse 22 fokussiert, um ein Bild des Schlitzes 21 zu bilden. In diesem Fall ist die zweite Linse 22 so gewählt, um für ein Bild des Schlitzes 21 eine erhöhte Tiefenschärfe bzw. Schärfentiefe zu erzeugen. Der Prüfling 1 ist unmittelbar vor diesem Bild

angeordnet, während die Spiegel 23, 24 unmittelbar hinter diesem Bild liegexi. Wie in der Fig. 4 dargestellt ist, liegen die Spiegel 25, 24 unter einem Winkel von - 60° zur optischen Achse des einfallenden Lichtes. Auf diese Weise bilden die Spiegel 23, 24 einen Winkel von 120°. Zusätzlich sind die Breiten der Spiegel 23, 24 gleich wie die Breite eines Bildes des Schlitzes 21. Wie in den Fig. 3, 4 gezeigt ist, liegt die Richtung des Schlitzes 21 rechtwinklig zur Achse des Prüf lings I. Weiterhin sollte die Breite des Schlitzes 21 so gewählt sein, daß die Breite eines Bildes des Schlitzes 21 mit einer gewünschten Länge einer kleinen Ring - Zone auf der Oberfläche des Prüflings zusammenfallen kann, während der Schlitz 21 wenigstens dreimal so lang wie der Durchmesser des Prüflings 1 ist. Ein Teil eines Bildes des Schlitzes beleuchtet direkt die Seite des Prüflings auf der Seite der Lichtquelle 19, während der übrige Teil des Bildes auf Spiegeln 23, 24 reflektiert ist, die die Rückseite der kleinen . Ring - Zone in den Richtungen beleuchten, die einen Winkel von 120° zur optischen Achse bilden.

Wie aus den obigen Erläuterungen folgt, wird das Licht von einer einzigen Lichtquelle auf eine kleine

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Ring - Zone auf der Oberfläche des Prüflings 1 in den Richtungen fokussiert, die winkelmäßig um 120° beabstandet sind. In diesem Fall wird die Richtung des Schlitzes rechtwinklig zur Achse des Prüflings eingestellt, während die Länge des Schlitzes so eingestellt ist, daß die Länge eines Bildes des Schlitzes, der auf den Prüfling fokussiert ist, wenigstens dreimal so groß wie der Durchmesser des Prüflings 1 ist. Zusätzlich wird die Breite des Schlitzes durch die gewünschte Länge des zu beleuchtenden Prüflings bestimmt, wenn ein Bild des.Schlitzes auf den Prüfling fokusssiert wird. Hinter dem Prüfling sind zwei Spiegel entsprechend einem V-förmigen Muster angeordnet, um einen Winkel von - 60° zur optischen Achse des einfallenden Lichtes zu bilden, wobei diese Spiegel gleich breit sind wie ein Bild des Schlitzes. Auf diese Weise werden die .ohne Beleuchtung des Prüflings durchgelaufenen Lichtstrahlen an diesen Spiegeln reflektiert, um dadurch die Rückseite des'Prüflings zu beleuchten. Weiterhin ist beim obigen Ausführungsbeispiel der Schlitz 21 nicht notwendig vorgesehen, da eine Lampe 19 angeordnet werden kann, deren Faden senkrecht zur axialen Richtung des Prüflings geführt ist, und das von der Lampe emittierte Licht wird fokussiert, um ein Bild zu erzeugen, das wenigstens dreimal so lang wie der Durchmesser des Prüflings ist, und zwar durch die erste Linse 20 und die zweite Linse 22 ohne durch den Schlitz 21 direkt gesammelt zu werden. Mit anderen Worten, selbst wenn der Schlitz weggelassen wird, kann die gesamte kleine Ring - Zone auf der Oberfläche des Prüflings beleuchtet werden.

Im folgenden wird das Oberflächen-Prüfgerät mit den Spiegeln 10, 11 mit sphäroidalen reflektierenden Flächen

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und mit den Photoelementen 12, 13 der Fig. 2 sowie der Beleuchtungseinrichtung der Fig. 3 und K anhand der Fig. 5 und 6 näher erläutert (hier ist der Schlitz weggelassen). In einer Fassung 25 ist die Lampe 19 so befestigt, daß die Länge ihres Fadens senkrecht zur Achse des emaillierten Drahtes 1 gerichtet ist. Eine Abdeckung 26 schirmt das von der Lichtquelle 19 emittierte Licht gegen seitliches Austreten ab, wobei die Fassung 25 am oberen Ende der Abdeckung 26 mittels einer Schraube 27 befestigt ist. Die Abdeckung 26 ist auf ihrem äußerenUmfang mit Kühlrippen 26a versehen. Eine iOkussier-Makro-bzw. Kondensor linse fokussiert das Licht von der Lichtquelle 19 auf die Brennpunkte auf einer Seite der Spiegel 10, 11, um ein 5 - 6mal so langes Bild wie der Durchmesser des emaillierten Drahtes zu erzeugen. Die fokussierende Makrolinse 28 verstärkt die Wirkung der ersten Linse 20 und der zweiten Linse 22 in Fig. 4. Ein Flansch 29 ist an der Oberseite eines Gehäusedeckels 30 befestigt. Die Abdeckung 26 ist am

Deckel 30 mittels einer Schraube 31 so angebracht, daß sie entlang der optischen Achse beweglich ist. Die fokussierende Makrolinse 28 ist am Flansch 29 mit einem Außengewinde befestigt, das in ein Innengewinde auf der inneren Umfangsflache des Flansches 29 eingreift. Gehäuse-Seiten wände 32, 33 halten die beiden Spiegel 10, 11 mit spnäroidalen reflektierenden Flächen und Brennpunkte auf einer Seite, die in einem Punkt P liegen. Löcher 32a, 33a sind in den Spiegeln 10, 11 in deren Mitten vorgesehen, so daß ein emaillierter Draht mit gegebener Geschwindigkeit dort hindurch zugeführt und abgeführt werden kann. Eine nicht dargestellte Führungseinrichtung verhindert Risse und führt den Draht zu oder über den Punkt P hinaus ab bzw.weg . Ein Spalt S mit einer Breite H ist zwischen den Spiegeln 10, 11 vorge- -

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sehen, so daß das Licht zum Erfassen eines Fehlers auf dem emaillierten Draht regelmäßig reflektiert und durch den Spalt S nach außen geführt wird. In den Brennpunkten auf der anderen Seite der Spiegel 10, 11 mit sphäroidalen reflektierenden Flächen liegen Photoelemente 11, 12, die das von den Spiegeln 10, 11 empfangene Licht in elektrische Signale umsetzen. Ein zylinderförmiges Teil 35 ist an der Unterseite eines unteren Gehäusedeckels 34 vorgesehen. Eine Platte 36 hat eine Gewinde-öffnung, die in Eingriff mit einem unteren Gewinde-Endteil eines Stabes steht, der an seinem oberen Ende Spiegel 23, 24 aufweist, die einen Winkel von 120° bilden. Die Platte 36 ist an der Unterseite des zylinderformigen Teiles 35 mit einer Schraube 38 befestigt, wobei ein elastisches Material 37 zwischen der Unterseite des zylinderformigen Teiles 35 und der Oberseite der Platte 36 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die Neigung der Spiegel 23, 24 eingestellt werden, indem das Ausmaß geändert wird, mit dem die Schraube 38 festgezogen ist, um eine seitliche Änderung im Deformationsgrad des elastischen Materials 37 zu erzeugen. Weiterhin ist ein Gewindering oder eine Mutter 39 vorgesehen. Die Oberfläche des emaillierten Drahtes 1 wird direkt mit Licht bestrahlt, das von der Lichtquelle 19 emittiert und durch die fokussierende Makrolinse 28 fokussiert wurde, während die Unterseite des emaillierten Drahtes durch Licht beleuchtet wird, das seitlich vom emaillierten Draht 1 verläuft und dann fokussiert und an den Flächen der Spiegel 23, 24 reflektiert wurde, so daß die gesamte Oberfläche einer kleinen Ring - Zone auf der Außen fläche des emaillierten Drahtes einheitlich beleuchtet wird. Wenn in diesem Fall kein Fehler im Punkt P auf der Oberfläche des emaillierten Drahtes 1 vorliegt, dann wird dort das so ausgestrahlte Licht nicht regelmäßig reflektiert, um direkt "durch den Spalt S zwischen den

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Spiegeln 10, 11 rait spheroidalen Oberflächen geführt zu werden, wodurch verhindert wird, daß das reflektierte Licht die Photoelemente 12, 15 erreicht. Wenn ein Fehler im Punkt P auf der Oberfläche des emaillierten oder überzogenen Drahtes vorliegt, wird das so ausgestrahlte Licht jeweils unregelmäßig an den sphäroidalen Flächen der Spiegel 10, 11 reflektiert, um durch die Photoelemente 12, 13 empfangen zu werden. Das durch die Photoelemente 12, 13 empfangene Licht wird durch diese jeweils in elektrische Signale umgesetzt. Dann werden, wie in Fig. 7 gezeigt, die elektrischen Signale jeweils durch Verstärker 4l, 42 verstärkt, und die so verstärkten Signale werden durch einen Differenzverstärker 43 verstärkt; anschließend werden die Summensignale im Schwellenwert mit Spannungen V₃., V.,, V„ in Schwellenwert-Gliedern 44, 45, 46 verglichen,um Ausgangssignale 47, 48, 49 zu erzeugen. Da die Größe eines Fehlers auf dem emaillierten Draht 1 proportional zum Pegel eines im obigen Differenzverstärker 43 addierten Signales ist, wird das Vorliegen eines kritischen Fehlers bestimmt, wenn· der Pegel eines Signales die Schwellenspannung V_T überschreitet und damit ein Ausgangssignal, wie z.B. Ί' vom Schwellenwert-Glied 44 erhalten wird. Wenn der Pegel eines Signales eine mittlere Schwellenspannung V_M überschreitet und damit ein Ausgangssignal 48, wie z.B. 'l' vom Schwellenwert-Glied 45 erhalten wird, wird bestimmt, daß ein größerer Fehler vorliegt. Wenn der Pegel eines Signales eine untere Schwellenspannung V_M überschreitet und damit ein Ausgangssignal 49, wie z.B. ¹I¹ vom Schwellenwert-Glied 46 erhalten wird, dann wird bestimmt, daß ein kleinerer Fehler vorliegt. Zusätzlich kann die Anzahl von Fehlern je gegebener Länge eines emaillierten Drahtes erhalten werden, indem die Signale von den jeweiligen Schwellenwert-Gliedern 44, 45, 46 durch Zähler 50, 51, 52 gezählt werden. Durch einen Schalter 56

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wird ein Rückstellsignal erhalten, das die gezählten Vierte in den Zählern 50, 51, 52 als Signale 55, 54, 55 liest und die Inhalte der Zähler 50, 5I, 52 auf Null rückstellt.

Wie- aus der obigen Beschreibung folgt, sieht die Erfindung ein Oberflächen-Prüfgerät vor, das aufweist: eine Beleuchtungseinrichtung, die die gesamte kleine Ring - Zone auf der Mantelfläche eines · Prüflings beleuchtet, einen Spiegel mit einem nicht reflektierenden Teil, in dem das Licht, das regelmäßig reflektiert wurde, nach außen geführt und/oder an sphäroidalen reflektierenden Flächen absorbiert werden kann, die so ausgebildet sind, daß sie das auf der Fläche eines Prüflings unregelmäßig reflektierte Licht zu Photoelementen leiten. Dadurch werden eine einfache Handhabung und Signalverarbeitung erreicht,da nicht wie bei den herkömmlichen Prüfgeräten zahlreiche Lichtquellen und Photoelemente vorgesehen sind. Erfindungsgemäß werden die von den beiden Photoelementen erhaltenen Signale addiert, und dann wird ein Fehler auf dem Prüfling aufgrund des Pegels des Summensignales ermittelt, so daß die oben erwähnte Signalverarbeitung vereinfacht werden kann und Fehler auf einem Prüfling klassifiziert oder bestimmt werden können.

Zusätzlich erlaubt eine einzige Lichtquellen-Optik, die eine kleine Ring- Zone auf die Oberfläche eines Prüflings fokussiert und beleuchtet, die Beleuchtung der gesamten Oberfläche des Prüflings ., wodurch die Wartung und die Überprüfung der Lichtquellen-Optik vereinfacht und die Größe des Oberflächen-Prüfgeräts auf ungefähr die Hälfte verringert werden kann.

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Claims

Patentans prüche

!./Oberflächen-Prüfgerät, mit einer Beleuchtungseinrichtung und mit Photoelementen, dadurch gekennzeichnet ,

daß die Beleuchtungseinrichtung (19-24) eine schmale Ring-Zone (14) auf einer Prüflings-Oberfläche beleuchtet,

daß Spiegel (10, 11) mit nicht reflektierenden Teilen im wesentlichen das Licht ausblenden, das gleichmäßig an der schmalen Ring-Sne (-14) auf dem Prüfling (1) bei Beleuchtung durch die Beleuchtungseinrichtung (19-24) reflektiert worden ist,

daß die reflektierenden Spiegel (10, 11) weiterhin wenigstens zwei sphäroidale bzw. kugelähnliche Reflexionsflächen haben, die das ungleichmäßig an der schmalen Ring-Zone (14) auf der Prüflingsoberfläche reflektierte Licht reflektieren und fokussieren,

daß die Brennpunkte auf einer Seite der Spiegel (10, 11) in der schmalen Ring-Zone (14) auf der Prüflingsoberfläche liegen, und

daß die Photoelemente (12, 13) in den Brennpunkten auf der anderen Seite der Spiegel (10, 11) Licht von den Spiegeln (10,11) empfangen und in elektrische Signale umsetzen,

so daß ein Fehler auf der Prüflingsoberfläche entsprechend den elektrischen Signalen von den Photoelementen (12, 13) erfaßbar ist.

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2. Oberflächen-Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfling (l) die Form einer kontinuierlichen Linie oder eines Bandes aufweist und durch eine öffnung in jedem Spiegel (10, 11) zu- oder abführbar ist.
3. Oberflächen-Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung (19-24) die Prüflingsoberfläche in einer Ebene senkrecht zur Achse des Prüflings "(1) beleuchtet*
4. Oberflächen-Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

einen Addierer (43) zum Addieren der Ausgangssignale der Photoelemente (12, 13)* und

mindestens ein Schwellenwert-Glied (44, 45, 46), das das Ausgangssignal des Addierers (43) mit gegebenen Schwellenwerten (V_L, V_M,. V_s) vergleicht,

wodurch die Größe des Fehlers auf der Prüflingsoberfläche prüfbar und entsprechend dem Pegel der vom Schwellenwert-Glied (44, 45, 46) erhaltenen Signale bestimmbar ist.
5. Oberflächen-Prüfgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Schwellenwerte (V_T, V_M, V₀)

L· Pl ο

vorgesehen sind.
6. Oberflächen-Prüfgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Prüfling (l) eine Oberfläche aufweist, die eine kontinuierlich lineare Beleuchtung mit Licht erlaubt, und so ausgelegt ist, daß er durch eine Öffnung in jedem Spiegel (10, 11) zu- oder abgeführt werden kann, und

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daß die Anzahl der vom Schwellenwert-GIied (44, 45, 46) erhaltenen Impulse durch ein Zählerglied (50, 51, 52) gezählt wird, während der Prüfling (l) durch die öffnung zugeführt wird, wodurch die Anzahl von Fehlern auf der Prüflingsoberfläche bestimmbar ist.
7. Oberflächen-Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch

eine Lichtquelle (19), die Licht zum Beleuchten des Prüflings (l) emittiert, und

eine Fokussier-Optik (20, 21, 22) zum Fokussieren des Lichtes von der Lichtquelle (19) zum Beleuchten der schmalen Ring-Zone (14) auf der Prüflingsoberfläche,

wobei die Beleuchtungseinrichtung wenigstens zwei Spiegel (23i 24) auf der Seite gegenüber zu dem durch die Fokussier-Optik (20, 21, 22) einfallenden Licht bezüglich des Prüflings (1) hat, die im wesentlichen mit 60 zur optischen Achse des einfallenden Lichtes geneigt sind, wodurch die schmale Ring-Zone (l4) auf der Prüflingsoberfläche in drei Richtungen gleichmäßig beleuchtbar ist.
8. Oberflächen-Prüfgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung einen Schlitz (S) zum Begrenzen oder Sammeln (Kondensieren) des Bereiches des durch die Fokussier-Optik (20, 21, 22) auf die schmale Ring-Zone (l4) auf der Prüflingsoberfläche zu fokussierenden Lichtes aufweist.

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