DE3916184A1

DE3916184A1 - Glanzmessvorrichtung

Info

Publication number: DE3916184A1
Application number: DE19893916184
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Kuritani; Hirofumi Sakoda
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1989-11-30
Also published as: JPH01299442A; KR920003041B1; JP2996300B2; KR900018655A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Glanzes einer Oberfläche, beispielsweise von Fußböden, lackierten Oberflächen und dergleichen.

Das optische System einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Glanzmessung weist den in Fig. 2 dargestellten Aufbau auf. Eine Lichtquelle (Projektor) 21 und ein Detektor (Lichtempfänger) 22 sind dabei derart angeordnet, daß sich ihre entsprechenden Hauptachsen 21 a bzw. 22 a auf der zu messenden Oberfläche 23 schneiden und symmetrisch zur durch diesen Schnittpunkt gehenden und auf der Oberfläche errichteten Senkrechten 24 sind. Das bedeutet, daß der Winkel α zwischen der Hauptachse 21 A und der Senkrechten 24 dem zwischen der Senkrechten 24 und der Hauptachse 22 A vorhandenen Winkel β entspricht. Ein von der Lichtquelle 21 ausgehendes Licht wird über eine Optik 25 auf die zu messende Oberfläche aufgestrahlt und das spiegelnd reflektierte Licht (Glanzlicht) wird über eine weitere Optik 26 und einen Spalt 27 dem Detektor 22 zugeführt. In dieser bekannten Vorrichtung zur Glanzmessung wird als Lichtquelle eine kontinuierlich leuchtende Wolframlampe verwendet.

Aufgrund der Verwendung der Wolframlampe als Lichtquelle 21 treten folgende Nachteile auf:

(1) Da die Lichtquelle 21 beheizt ist und eine relativ lange Aufwärmphase benötigt bis sie thermisch stabilisiert ist, kann nicht sofort nach dem Einschalten der Vorrichtung eine Messung durchgeführt werden.
(2) Da das ständig von der Wolframlampe abgehende Licht sichtbares Licht ist, kann die Messung durch Streulicht beeinflußt werden, so daß nach jeder Lichtveränderung der Umgebung eine neue Kalibrierung notwendig ist.
(3) Da die Wolframlampe ständig leuchtet, weist sie einen hohen Stromverbrauch und einen verstärkten Verbrauch der Zellen auf, die dadurch häufig gewechselt werden müssen. Hinzu kommt, daß die Vorrichtung große Abmessungen und ein hohes Gewicht aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Glanzmessung zu schaffen, die auf technisch einfache Weise störungssichere Messungen ermöglicht und gleichzeitig einen geringeren Stromverbrauch und eine verbesserte Handhabung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Glanzmessung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lichtquelle verwendet wird, die Nahes Infrarotlicht intermittierend abgibt.

Da das Nahe Infrarotlicht beispielsweise von einer Leuchtdiode abgegeben werden kann, wird keine Heizung und auch keine Aufwärmzeit benötigt, so daß eine Messung sofort nach dem Einschalten der Vorrichtung möglich ist. Besonders vorteilhaft ist auch, daß das auf der zu messenden Oberfläche aufgestrahlte Nahe Infrarotlicht nicht von Streulicht der Umgebung beeinflußt wird. Der Stromverbrauch der Vorrichtung ist dadurch reduziert, daß das Nahe Infrarotlicht lediglich intermittierend abgegeben wird. Dadurch ist es für eine lange Zeitspanne nicht notwendig, selbst Zellen mit geringer Leistung auszuwechseln.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Glanzmessung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels; und

Fig. 2 eine Skizze des optischen Systems einer bekannten Vorrichtung zur Glanzmessung.

In Fig. 1 ist mit der Bezugszahl 1 eine Nahes Infrarotlicht emittierende Diode (im folgenden Nahes Infrarot LED 1) bezeichnet, die Nahes Infrarotlicht mit einen Spitzenleuchtwert abgibt, dessen Wellenlänge beispielsweise bei 0,88 µm liegt. Die Nahes Infrarot LED 1 dient als Lichtquelle für auf eine zu messende Oberfläche aufzustrahlendes Licht.

Die Bezugszahl 2 bezeichnet eine Treiberimpulsstufe, die die Nahes Infrarot LED 1 derart ansteuert, daß sie intermittierend Licht aussendet. Diese Treiberimpulsstufe 2 gibt auf der Grundlage eines Impulsausgangs einer Ansteuerung 3 einen Treiberimpuls im Verhältnis von 1/20 ab, wobei ein Abstrahlzyklus 1 Millisekunde und die Abstrahldauer 50 Mikrosekunden umfassen.

Eine Photodiode 4 mit einer größten Sensitivität für eine Wellenlänge von beispielsweise 0,9 µm dient als Detektor für das von der Nahes Infrarot LED 1 abgegebene und von der zu messenden Oberfläche reflektierte Licht. Diese Photodiode 4 ist bezüglich der Nahes Infrarot LED 1 an einer festen Position angeordnet.

Der Ausgang der Photodiode 4 wird von einem Vorverstärker 5 in geeigneter Weise verstärkt und über einen als Hochpaßfilter dienenden und den Gleichstrom abtrennenden Kondensator 6 einer Spitzenwerthalteschaltung 7 (Spitzenklemmung) zugeführt. Eine nachgeschaltete Ausgang-Regelschaltung ist mit der Bezugszahl 8 gekennzeichnet und ist mit einem Analog/Digitalwandler 9 verbunden. An den Analog/Digitalwandler 9 ist eine Anzeige 10 angeschlossen, die beispielsweise aus einer Flüssigkristall-Sichtanzeige bestehen kann.

Zusätzlich vorhanden sind, in der Zeichnung nicht dargestellt, Bedienungselemente, die aus einem Schalter für die Stromversorgung und einem Schalter zum Halten des dargestellten Werts bestehen und ferner Nullpunkt- Einstellungs- und Empfindlichkeits-Einstellungselemente und ähnliches umfassen. Die oben beschriebenen entsprechenden Teile können mittels entsprechenden Schaltern oder ähnliches reguliert und betrieben werden.

Da in der Vorrichtung zur Glanzmessung, die die oben beschriebene Konstruktion aufweist, als Lichtquelle für ein auf die zu messende Oberfläche aufzustrahlendes Licht eine Nahes Infrarotlicht emittierende Leuchtdiode verwendet wird, muß die Lichtquelle nicht beheizt werden und braucht auch keine Aufwärmphase, so daß eine Messung sofort nach dem Einschalten der Vorrichtung durchgeführt werden kann. Da Nahes Infrarotlicht auf die zu messende Oberfläche aufgestrahlt wird, das als reflektiertes Licht von einem Detektor aufgenommen wird, kann die Messung nicht von Streulicht aus der Umgebung beeinflußt und gestört werden. Insbesondere kann dann, wenn der Ausgang der Photodiode 4 über den Vorverstärker 5 geführt und der Gleichstrombereich durch den Kondensator 6 abgetrennt sowie die Spitzenwertspeicherung in der Spitzenwerthalteschaltung 7 durchgeführt wird, der Einfluß der Umgebungshelligkeit vollständig beseitigt werden. Dadurch ist die Funktion spürbar verbessert, weil eine neue Kalibrierung nicht mehr notwendig ist, wenn sich die Umgebungshelligkeit oder das Umgebungslicht ändert. Hinzu kommt, da das Nahe Infrarotlicht lediglich intermittierend abgegeben wird, daß der Stromverbrauch der Lichtquelle reduziert ist. Dadurch ist die Handlichkeit spürbar verbessert, weil beispielsweise sogar Zellen geringerer Leistung für einen langen Zeitraum nicht ausgewechselt werden müssen und die Vorrichtung verkleinert und ihr Gewicht reduziert werden kann.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung Nahes Infrarotlicht auf die zu messende Oberfläche aufstrahlt, kann die Messung ebenfalls nicht durch den Farbton der zu messenden Oberfläche beeinflußt werden, wodurch die gewünschte Glanzmessung richtig und fehlerfrei durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß reicht es aus, Nahes Infrarotlicht intermittierend abzustrahlen. Es ist selbstverständlich, daß der Zyklus, bei dem Nahes Infrarotlicht intermittierend abgestrahlt wird, nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist.

Da als Lichtquelle jede Nahes Infrarotlicht emittierende Lichtquelle verwendet werden kann, ist der Einsatz eines Halbleiterlasers ebenfalls möglich. Ferner kann jeder auf Nahes Infrarotlicht ansprechende Detektor verwendet werden. Es können ebenfalls andere Photorezeptoren als die Photodiode 4 verwendet werden. Weiter ist es möglich, in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel anstelle des Vorverstärkers 5, der Spitzenwerthalteschaltung 7 und der Ausgang- Regelschaltung 8 für den Ausgang der Photodiode 4 eine Gleichrichtungsschaltung vorzusehen. Des weiteren kann als Anzeige 10 eine Röhre mit fluoreszierender Anzeige oder eine Leuchtdiode eingesetzt werden.

Wie oben beschrieben, gibt eine Lichtquelle der Vorrichtung zur Glanzmessung Nahes Infrarotlicht intermittierend ab, wodurch die Lichtquelle einerseits keine Heizung und andererseits keine Aufwärmphase benötigt. Deshalb kann die Messung sofort nach Einschaltung des Geräts durchgeführt werden. Die Messung wird nicht durch umgebendes Streulicht beeinflußt und es ist keine Kalibrierung notwendig, wenn sich die Umgebungshelligkeit ändert. Zusätzlich ist der Stromverbrauch der Lichtquelle reduziert. Demgemäß brauchen selbst Zellen mit geringer Leistung für einen langen Zeitraum nicht ausgewechselt zu werden und die Vorrichtung kann als Ganzes mit geringen Abmessungen und mit geringerem Gewicht hergestellt werden.

Da sich die Vorrichtung zur Glanzmessung durch besonders gute Funktion und leichte Handhabbarkeit auszeichnet, ist sie besonders für Sofortmessungen geeignet, also für Messungen, die keiner großen Vorbereitungszeit bedürfen.

Claims

1. Vorrichtung zur Glanzmessung, mit einer Lichtquelle zum Bestrahlen einer zu messenden Oberfläche und mit einem Detektor, der von der Oberfläche reflektiertes Licht aufnimmt, dessen Ausgangssignal nach Verstärkung eine Lichtanzeige erregt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (1) verwendet wird, die Nahes Infrarotlicht intermittierend abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Nahes Infrarotlicht emittierende Diode (1) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle ein Halbleiterlaser ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor eine Photodiode (4) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Detektors (4) einer Reihenschaltung zur Verarbeitung zuführbar ist, die aus einem Vorverstärker (5), einem Kondensator (6), einer Spitzenwerthalteschaltung (7), einer Ausgangs-Regelschaltung (8), einem Analog/Digitalwandler (9) und einer Anzeige (10) besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Detektors (4) einer Gleichrichtungsschaltung zur Verarbeitung zuführbar ist.