DE3939876A1 - Foil thickness-thermal property contactless measurement device - has head connected to heat source and thermal radiation receiver via optical conductors - Google Patents

Foil thickness-thermal property contactless measurement device - has head connected to heat source and thermal radiation receiver via optical conductors

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Abstract

An arrangement for contactless measurement of the thickness and/or thermal properties of foils and thin surface coatings uses intermittent thermal conduction. It has a heater (Hc) which generates intensity modulated heating radiation (Hs) directed at the measurement object (Mo) and a receiver (Se) of the thermal radiation (St) from the object. The heating radiation is directed at the object by a measurement head (Mk) which is connected to the heater (Hc) and radiation receiver (Se) via flexible light conductors (L11,L12). USE/ADVANTAGE - For contact less measurement of foil thickness and/or thermal properties can be flexibly applied under manufacturing conditions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zur berührungslosen Bestimmung der Dicke und/oder thermischen Eigenschaften von Folien und dünnen Oberflächenbeschichtungen mittels instationä­ rer Wärmeleitung mitThe invention relates to a measuring arrangement for contactless Determination of the thickness and / or thermal properties of Films and thin surface coatings using unsteady rer heat conduction with

  • - einer Heizeinrichtung zur Erzeugung einer auf das Meßobjekt gerichteten zeitlich intensitätsmodulierten Heizstrahlung und- A heating device for generating a on the test object directed temporally intensity-modulated radiant heat and
  • - einem Strahlungsempfänger für die vom angeregten Meßobjekt emittierte thermische Strahlung.- A radiation receiver for the object being excited emitted thermal radiation.

Das Prinzip der Dickenbestimmung von Folien und dünnen Ober­ flächenbeschichtungen mit Hilfe der instationären Wärmeleitung ist seit langem bekannt. Es beruht darauf, bei einer zeitlich veränderlichen Aufheizung einer Probenoberfläche den daraus resultierenden zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur auszuwerten. Es läßt sich zeigen, daß der zeitliche Verlauf der Temperatur nach einer zeitlich definierten Aufheizung empfind­ lich von der Dicke sowie den thermischen Kenngrößen einer Schicht oder Folie abhängt. Im Prinzip kann die Aufheizung dabei einen zeitlichen Verlauf haben, der zwischen einen Ein­ zelimpuls und einer periodischen sinusförmigen Form liegt. Ist die Anregung periodisch, so stellt sich die Temperaturoszilla­ tion hinsichtlich Amplitude und Phase in charakteristischer Weise ein.The principle of determining the thickness of foils and thin tops surface coatings with the help of transient heat conduction has been known for a long time. It is based on a temporal variable heating of a sample surface the resulting resulting course of the surface temperature over time evaluate. It can be shown that the time course of the Temperature after a time-defined heating sens Lich of the thickness and the thermal parameters of one Layer or film depends. In principle, the heating thereby have a temporal course that is between an on cell pulse and a periodic sinusoidal shape. Is the excitation periodically, so arises the temperature oscilla tion regarding amplitude and phase in characteristic Way.

Eine Meßanordnung der eingangs genannten Art ist beispiels­ weise aus Z. Werkstofftech. 15, 140-148 (1984) bekannt. Bei der dort dargestellten Versuchsanordnung wird die von einem Laser erzeugte und in einem nachgeordneten Modulator in der Intensität periodisch veränderte Heizstrahlung auf das Meßob­ jekt gerichtet. Die absorbierte Heizstrahlung erzeugt dann sogenannte Wärmewellen, die von Grenzflächen im Probeninneren reflektiert werden. Diese reflektierten Wärmewellen werden dann an der Oberfläche des Meßobjekts über die resultierende Modula­ tion der thermischen Emission nachgewiesen. Hierzu wird ein In­ frarot-Detektor verwendet, dessen Ausgangssignal in einem phasenempfindlichen Lock-In-Verstärker mit dem Referenzsignal des Modulators verglichen wird. Der derart ermittelte Phasen­ unterschied gibt dann Aufschluß über die jeweilige Schichtdicke wobei durch einen Schiebeschlitten auch eine lokale Ortsauflös­ ung ermöglicht wird.A measuring arrangement of the type mentioned is an example wise from Z. 15, 140-148 (1984). At the experimental arrangement shown there is that of a Laser generated and in a downstream modulator in the Intensity of periodically changing heating radiation on the measuring object ject directed. The absorbed heating radiation then generates so-called heat waves from interfaces inside the sample  be reflected. These reflected heat waves are then on the surface of the measurement object via the resulting modula tion of thermal emission demonstrated. An In infrared detector used, the output signal in one phase-sensitive lock-in amplifier with the reference signal of the modulator is compared. The phases determined in this way difference then provides information about the respective layer thickness a local spatial resolution by a sliding carriage is enabled.

Aus der DE-A-36 31 652 ist eine weitere gattungsgemäße Meßan­ ordnung bekannt, bei welcher die Genauigkeit der Messungen dadurch erheblich gesteigert wird, daß der Strahlungsempfänger, insbesondere durch ein vorgeschaltetes Filter, auf einen von der anregenden Heizstrahlung separaten Empfangsbereich begrenzt wird. Die Heizstrahlung wird bei dieser bekannten Meßanordnung über einen flexiblen Lichtleiter auf das Meßobjekt übertragen.From DE-A-36 31 652 is another generic Messan order known, in which the accuracy of the measurements is significantly increased in that the radiation receiver, in particular through an upstream filter, on one of the stimulating heat radiation limits the separate reception area becomes. The radiant heat is used in this known measuring arrangement transmitted to the test object via a flexible light guide.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung zur berührungslosen Bestimmung der Dicke von Folien und dünnen Oberflächenbeschichtungen mittels instationärer Wärmeleitung zu schaffen, die einen flexiblen Einsatz unter Fertigungsbedingungen ermöglicht.The invention has for its object a measuring arrangement for non-contact determination of the thickness of foils and thin Surface coatings by means of unsteady heat conduction create a flexible use under Manufacturing conditions enabled.

Diese Aufgabe wird bei einer Meßanordnung der eingangs genannten Art durch folgende Merkmale gelöst:This task is the beginning of a measuring arrangement mentioned type solved by the following features:

  • - ein Meßkopf richtet die Heizstrahlung auf das Meßobjekt und empfängt die vom Meßobjekt emittierte thermische Strahlung,- A measuring head directs the radiant heat on the test object and receives the thermal radiation emitted by the measurement object,
  • - Heizeinrichtung und Meßkopf sind über einen ersten flexiblen Lichtleiter miteinander verbunden,- Heating device and measuring head are flexible over a first Light guides connected to each other,
  • - Strahlungempfänger und Meßkopf sind über einen zweiten flexi­ blen Lichtleiter miteinander verbunden.- Radiation receiver and measuring head are via a second flexi blen light guides connected together.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Ver­ wendung von zwei flexiblen Lichtleitern für die Übertragung der Heizstrahlung und für die Übertragung der thermischen Strahlung auch der Strahlungsempfänger außerhalb des Meßkopfes stationär untergebracht werden kann. Durch diese Maßnahme werden Baugröße und Gewicht des Meßkopfes erheblich reduziert, d. h. es ergibt sich eine hohe Flexibilität beim fertigungsgerechten Einsatz der Meßanordnung. Von entscheidendem Vorteil ist dabei die Möglichkeit der Einstellung auf Bewegungen des Meßobjekts durch eine Nachführung des leichten und kleinen Meßkopfes. Diese Nachführung bei beispielsweise senkrecht zur Ausbreitungs­ richtung der Heizstrahlung bewegten Meßobjekten kann durch einen geeigneten Bewegungssensor, beispielsweise einen Ultra­ schallsensor, und eine Handlingeinrichtung vorgenommen werden. Schließlich ist auch noch darauf hinzuweisen, daß die stationäre Unterbringung des Strahlungsempfängers außerhalb des Meßkopfes insbesondere bei Verwendung von flüssig-stickstoff-gekühlten Strahlungsempfängern erhebliche Vorteile mit sich bringt.The invention is based on the knowledge that the Ver Use of two flexible light guides for the transmission of the Radiant heat and for the transmission of thermal radiation the radiation receiver is also stationary outside the measuring head can be accommodated. This measure makes the size  and weight of the measuring head significantly reduced, d. H. it results a high degree of flexibility in production-oriented use the measuring arrangement. The is of decisive advantage Possibility of adjustment to movements of the measurement object a tracking of the light and small measuring head. These Tracking at, for example, perpendicular to the propagation Direction of the heating radiation moving objects can by a suitable motion sensor, for example an Ultra sound sensor, and a handling device can be made. Finally, it should also be noted that the stationary placement of the radiation receiver outside the Measuring head especially when using liquid-nitrogen-cooled radiation receivers considerable Brings advantages.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine im wesentlichen entgegengesetzte Strahlungsrichtung von Heizstrahlung und thermischer Strahlung im Bereich zwischen dem Meßkopf und dem Meßobjekt. Durch diese Maßnahme können Schwankungen des Abstandes zwischen dem Meßobjekt und dem Meß­ kopf sowie Kippbewegungen, die den Mittelpunkt des Heizstrah­ lungsfleckes auf der Oberfläche des Meßobjektes nicht verschie­ ben, auch ohne Nachführen des Meßkopfes leicht toleriert werden.A preferred embodiment of the invention is characterized by an essentially opposite radiation direction of radiant heat and thermal radiation in the range between the measuring head and the measuring object. Through this measure you can Fluctuations in the distance between the measurement object and the measurement head as well as tilting movements that are the center of the radiant heater Do not shift the spot on the surface of the measurement object ben, easily tolerated even without tracking the measuring head will.

Die Führung von Heizstrahlung und thermischer Strahlung in im wesentlichen entgegengesetzten Strahlungsrichtungen kann auf besonders einfache Weise durch eine im Meßkopf angeordnete Um­ lenkeinrichtung realisiert werden, welche die eine Strahlung zumindest weitgehend reflektiert und die andere Strahlung zu­ mindest weitgehend transmittiert. Vorzugsweise wird dann eine Umlenkeinrichtung verwendet, welche die Heizstrahlung zumindest weitgehend reflektiert und die thermische Strahlung zumindest weitgehend transmittiert. Mit Hilfe einer derartigen Umlenkein­ richtung kann dann ein relativ schwach fokussierter Heizstrahl so auf das Meßobjekt gerichtet werden, daß die emittierte ther­ mische Strahlung innerhalb des gleichen Strahlkegels zurückge­ führt wird. The management of radiant heat and thermal radiation in the substantially opposite directions of radiation can particularly simple way by a arranged in the measuring head Um Steering device can be realized, which the one radiation at least largely reflected and the other radiation too at least largely transmitted. Then preferably one Deflection device used, which at least the radiant heat largely reflected and at least the thermal radiation largely transmitted. With the help of such a deflection direction can then be a relatively weakly focused heating beam be directed at the object to be measured so that the emitted ther mix radiation within the same beam cone leads.  

Im Hinblick auf eine leichte Ausgestaltung des Meßkopfes mit geringer Baugröße hat es sich schließlich auch als vorteil­ haft erwiesen, wenn im Meßkopf zwischen erstem Lichtleiter und Umlenkeinrichtung ein erstes abbildendes Element und zwischen zweitem Lichtleiter und Umlenkeinrichtung ein zweites abbil­ dendes Element angeordnet sind.With regard to a light design of the measuring head with small size, it also has an advantage proven if in the measuring head between the first light guide and Deflector a first imaging element and between second light guide and deflection device a second image dendes element are arranged.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Meßanordnung zur berührungslosen Bestimmung der Dicke von Folien und Oberflächenbeschichtungen und Fig. 1 shows a measuring arrangement for non-contact determination of the thickness of films and surface coatings and

Fig. 2 die Strahlführung von Heizstrahlung und thermischer Strahlung im Bereich einer Umlenkeinrichtung der Meßanordnung gemäß Fig. 1. Fig. 2, the beam guidance of heating radiation and thermal radiation in the region of a deflection of the measuring arrangement of FIG. 1.

Mit der in Fig. 1 in stark vereinfachter schematischer Dar­ stellung aufgezeigten Meßanordnung soll an einem mit Mo be­ zeichneten Meßobjekt beispielsweise die Dicke einer auf Stahlblech aufgebrachten Lackschicht gemessen werden. Hierzu wird zunächst die in der Heizeinrichtung He einer stationären Licht/Elektronik/Strahlungsempfänger-Einheit LESE erzeugte intensitätsmodulierte Heizstrahlung Hs auf die Oberfläche des Meßobjekts Mo gerichtet. Für die Übertragung der Heizstrahlung Hs sind ein erster flexibler Lichtleiter L11, ein erstes abbil­ dendes Element E1 und eine Umlenkeinrichtung Ue vorgesehen. Die in der Lackschicht des Meßobjekts Mo absorbierte Heizstrahlung Hs bewirkt an der Oberfläche eine Temperaturoszillation, die über die entsprechend emittierte thermische Strahlung St von einem ebenfalls in der stationären Licht/Elektronik/Strahlungsempfän­ ger-Einheit LESE untergebrachten Strahlungsempfänger Se erfaßt wird. Die emittierte thermische Strahlung St gelangt über die Umlenkeinrichtung Ue zu einem zweiten abbildenden Element E2, welches die thermische Strahlung St auf einen zweiten flexiblen Lichtleiter L12 abbildet, der die thermische Strahlung St dann zum Strahlungsempfänger Se weiterleitet. Innerhalb des mit Mk bezeichneten Meßkopfes befinden sich also nur die beiden Enden der Lichtleiter L11 und L12, die beiden abbildenden Elemente E1 und E2 und die Umlenkeinrichtung Ue.With the measuring arrangement shown in FIG. 1 in a highly simplified schematic Dar position, for example, the thickness of a lacquer layer applied to steel sheet is to be measured on a measurement object marked with Mo. For this purpose, the intensity-modulated heating radiation Hs generated in the heating device He of a stationary light / electronics / radiation receiver unit LESE is directed onto the surface of the measurement object Mo. A first flexible light guide L 11 , a first imaging element E 1 and a deflection device Ue are provided for the transmission of the heating radiation Hs. The heating radiation Hs absorbed in the lacquer layer of the measurement object Mo causes a temperature oscillation on the surface, which is detected via the correspondingly emitted thermal radiation St by a radiation receiver Se also accommodated in the stationary light / electronics / radiation receiver unit LESE. The emitted thermal radiation St passes via the deflection device Ue to a second imaging element E 2 , which images the thermal radiation St onto a second flexible light guide L 12 , which then forwards the thermal radiation St to the radiation receiver Se. Within the measuring head denoted by Mk are therefore only the two ends of the light guides L 11 and L 12 , the two imaging elements E 1 and E 2 and the deflection device Ue.

Die Signalverarbeitung erfolgt in der Licht/Elektronik/Strah­ lungsempfänger-Einheit LESE beispielsweise so, wie es in der Z. Werkstofftech. 15, 140-148 (1984) oder der DE-A-36 31 652 be­ schrieben ist.The signal processing takes place in the light / electronics / beam the receiver unit READ, for example, as in the Z. Materials technology 15, 140-148 (1984) or DE-A-36 31 652 be is written.

Wie es in Fig. 1 durch Doppelpfeile angedeutet ist, kann das Meßobjekt Mo unter Fertigungsbedingungen gegebenenfalls Trans­ lationsbewegungen x, y und Kippbewegungen z ausführen.As indicated in FIG. 1 by double arrows, the measurement object Mo can, if necessary, carry out translation movements x, y and tilting movements z under production conditions.

Translationsbewegungen y (harmonische Schwingungen und sta­ tistische Bewegungen), d. h. Schwankungen des Abstandes zwischen Meßobjekt Mo und dem Meßkopf Mk in Ausbreitungsrichtung der Heizstrahlung Hs sowie Kippbewegungen z, die den Schwerpunkt des Heizstrahlungsfleckes auf dem Meßobjekt Mo nicht verschieben, können durch die insbesondere aus Fig. 2 ersichtliche Strahlführung von Heizstrahlung Hs und ther­ mischer Strahlung St toleriert werden. Diese Strahlführung wird durch die Umlenkeinrichtung Ue bewirkt, welche durch eine mehr­ schichtige Reflexionsbeschichtung Rv auf Saphir Sa gebildet ist. Die beispielsweise auf der Basis von Metalloxiden herge­ stellte Reflexionsbeschichtung Rv bewirkt unter dem dar­ gestellten Einfallswinkel von 45° eine nahezu vollständige Reflexion der Heizstrahlung Hs, wobei das verbleibende trans­ mittierte Licht von Saphir Sa nicht absorbiert wird, so daß keine störende Erwärmung erfolgen kann. Die Heizstrahlung Hs wird somit in der im wesentlichen senkrechten Richtung R1 auf die Oberfläche des Meßobjekts Mo gerichtet. Die vom Meßobjekt Mo emittierte thermische Strahlung St wird dann innerhalb des Strahlkegels des relativ schwach fokussierten Heizstrahles Hs in entgegengesetzter Richtung R2 zurückgeführt. Die Umlenkein­ richtung Ue transmittiert dann die emittierte thermische Strahlung St zumindest weitgehend, so daß sie durch das bereits erwähnte zweite abbildende Element E2 auf den zweiten flexiblen Lichtleiter L12 abgebildet werden kann. Es ist ersichtlich, daß durch die entgegengesetzten Richtungen R1 und R2 von Heizstrahlung Hs und thermischer Strahlung St Translations­ bewegungen y und Kippbewegungen z des Meßobjekts Mo toleriert werden können, sofern bei letzteren der Mittelpunkt des Heizstrahlungsfleckes auf der Oberfläche des Meßobjekts Mo nicht verschoben wird.Translational movements y (harmonic vibrations and sta tical motion), ie variations of the distance between measurement object Mo and the measuring head Mk in the propagation direction of the heat radiation Hs and tilting movements z, which does not shift the center of gravity of Heizstrahlungsfleckes on the measurement object Mo, may be prepared by in particular from FIG. 2 visible beam guidance of heating radiation Hs and thermal radiation St can be tolerated. This beam guidance is effected by the deflection device Ue, which is formed by a multilayer reflection coating Rv on sapphire Sa. The reflection coating Rv, for example, based on metal oxides causes an almost complete reflection of the heating radiation Hs under the angle of incidence of 45 °, the remaining transmitted light being not absorbed by sapphire Sa, so that no disruptive heating can take place. The heating radiation Hs is thus directed in the substantially perpendicular direction R 1 onto the surface of the measurement object Mo. The thermal radiation St emitted by the measurement object Mo is then returned in the opposite direction R 2 within the beam cone of the relatively weakly focused heating beam Hs. The Umlenkein direction Ue then transmits the emitted thermal radiation St at least largely, so that it can be imaged by the aforementioned second imaging element E 2 on the second flexible light guide L 12 . It can be seen that the opposite directions R 1 and R 2 of heating radiation Hs and thermal radiation St translational movements y and tilting movements z of the measurement object Mo can be tolerated, provided that in the latter the center of the heat radiation spot on the surface of the measurement object Mo is not shifted .

Translationsbewegungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Heizstrahlung Hs sowie Kippbewegungen z, bei denen der Mittel­ punkt des Heizstrahlungsfleckes auf der Oberfläche des Meßobjekts Mo verschoben wird, führen noch im Rahmen der nach­ folgend aufgeführten Bedingungen zu einem Erfolg der Messungen.Translational movements perpendicular to the direction of propagation of the Radiant heat Hs and tilting movements z, in which the means point of the radiant heat spot on the surface of the Object Mo is moved, still lead to the conditions listed below for a successful measurement.

Falls die Translationsbewegungen x und die Kippbewegungen z so abgegrenzt sind, daß der Heizstrahlungsfleck mit einer Geschwindigkeit erheblich kleiner als die Ausbreitungsgeschwin­ digkeit der thermischen Welle im Meßobjekt Mo bewegt wird, sind Messungen mit der dargestellten Meßanordnung ohne weiteres möglich.If the translation movements x and the tilting movements z so are delimited that the heating radiation spot with a Speed significantly lower than the propagation speed of the thermal wave in the measurement object Mo is moved Measurements with the measuring arrangement shown without any problems possible.

Falls der Heizstrahlungsfleck sich innerhalb eines bestimmten Bereiches auf der Oberfläche des Meßobjekts Mo bewegt, kann der Heizstrahlungsfleck durch Verschieben des ersten Lichtleiters L11 und des ersten abbildenden Elements E1 größer als der Be­ wegungsbereich aufbereitet werden. Verstellmöglichkeiten der ersten Lichtleiters L11 und des ersten abbildenden Elements E1 sind in Fig. 1 durch Doppelpfeile 1 und 2 angedeutet.If the heating radiation spot moves within a certain range on the surface of the measurement object Mo, the heating radiation spot can be processed larger than the movement range by moving the first light guide L 11 and the first imaging element E 1 . Adjustment possibilities of the first light guide L 11 and the first imaging element E 1 are indicated in FIG. 1 by double arrows 1 and 2 .

In allen anderen Fällen kann der Meßkopf Mk durch einen ge­ eigneten Bewegungssensor, z. B. einen Ultraschallsensor und eine Handlingeinrichtung nachgeführt werden. Diese Nachführung des Meßkopfes Mk ist in Fig. 1 duch Doppelpfeile X und Y aufgezeigt.In all other cases, the measuring head Mk by a suitable motion sensor, for. B. an ultrasonic sensor and a handling device are tracked. This tracking of the measuring head Mk is shown in Fig. 1 by double arrows X and Y.

Die vorstehend beschriebene Meßanordnung entspricht im übrigen in Aufbau und Funktion den bereits bekannten Meßanordnungen zur berührungslosen fotothermischen Schichtdickenmessung. The measurement arrangement described above corresponds otherwise in structure and function of the already known measuring arrangements for non-contact photothermal layer thickness measurement.  

Bei der dargestellten Meßanordnung kann als erster flexibler Lichtleiter L11 beispielsweise ein Flüssigkeitslichtleiter verwendet werden. Derartige Flüssigkeitslichtleiter können beiIn the measuring arrangement shown, for example a liquid light guide can be used as the first flexible light guide L 11 . Such liquid light guide can

LUMATEC Gesellschaft für medizinisch-technisch Geräte mbH
Steinerstr. 15
8000 München 70LUMATEC society for medical-technical devices mbH
Steinerstrasse 15
8000 Munich 70

bezogen werden. Sie bestehen aus einem flüssigen lichtleitenden Kern mit einer Kunststoffummantelung als optische Isolierung. Der Kern besteht aus einer extrem reinen und ungiftigen Lösung, die beispielsweise im Wellenlängenbereich von 250 bis 750 nm transparent ist.can be obtained. They consist of a liquid light-conducting Core with a plastic coating as optical insulation. The core consists of an extremely pure and non-toxic solution, which, for example, in the wavelength range from 250 to 750 nm is transparent.

Als zweiter flexibler Lichtleiter L12 wird ein Infrarot-Licht­ leiter verwendet. Derartige Infrarot-Lichtleiter die beispiels­ weise als Chalcogenid-Lichtleiter ausgebildet sind, können beispielsweise beiAn infrared light guide is used as the second flexible light guide L 12 . Such infrared light guides, for example, as a chalcogenide light guide, can for example

Infrared Fiber Systems Inc.
2301-A Broadabirch Drive
Silber Spring, MD 20904
USAInfrared Fiber Systems Inc.
2301-A Broadabirch Drive
Silver Spring, MD 20904
United States

bezogen werden. Die vorstehend beschriebene Meßanordnung wird in erster Linie zur berührungslosen Bestimmung der Dicke von Folien und dünnen Oberflächenbeschichtungen eingesetzt. Eine berührungslose Bestimmung der thermischen Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme von Folien und dünnen Oberflächenbeschichtungen ist mit der beschriebenen Meßanord­ nung ebenfalls möglich.can be obtained. The measuring arrangement described above will primarily for the contactless determination of the thickness of Foils and thin surface coatings are used. A non-contact determination of thermal properties such as Thermal conductivity and specific heat of foils and thin Surface coating is with the measuring arrangement described also possible.

Claims (7)

1. Meßanordnung zur berührungslosen Bestimmung der Dicke und/oder thermischen Eigenschaften von Folien und dünnen Oberflächenbeschichtungen mittels instationärer Wärmeleitung, mit
  • - einer Heizeinrichtung (He) zur Erzeugung einer auf das Meß­ objekt (Mo) gerichteten zeitlich intensitätsmodulierten Heiz­ strahlung (Hs) und
  • - einem Strahlungsempfänger (Se) für die vom angeregten Meß­ objekt (Mo) emittierte thermische Strahlung (St),
1. Measuring arrangement for the contactless determination of the thickness and / or thermal properties of films and thin surface coatings by means of transient heat conduction, with
  • - A heating device (He) for generating a time-modulated heating radiation directed towards the measurement object (Mo) (Hs) and
  • - a radiation receiver (Se) for the thermal radiation (St) emitted by the excited measurement object (Mo),
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • - ein Meßkopf (Mk) richtet die Heizstrahlung (Hs) auf das Meßobjekt (Mo) und empfängt die vom Meßobjekt (Mo) emittier­ te thermische Strahlung (St),
  • - Heizeinrichtung (He) und Meßkopf (Mk) sind über einen ersten flexiblen Lichtleiter (L11) miteinander verbunden,
  • - Strahlungempfänger (Se) und Meßkopf (Mk) sind über einen zweiten flexiblen Lichtleiter (L12) miteinander verbunden.
 characterized by the following features:
  • a measuring head (Mk) directs the heating radiation (Hs) onto the measurement object (Mo) and receives the thermal radiation (St) emitted by the measurement object (Mo),
  • - The heating device (He) and measuring head (Mk) are connected to each other via a first flexible light guide (L 11 ),
  • - Radiation receiver (Se) and measuring head (Mk) are connected to each other via a second flexible light guide (L 12 ).
2. Meßanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen entgegengesetzte Strahlungsrichtung (R1, R2) von Heizstrahlung (Hs) und thermischer Strahlung (St) im Bereich zwischen dem Meßkopf (Mk) und dem Meßobjekt (Mo).2. Measuring arrangement according to claim 1, characterized by an essentially opposite radiation direction (R 1 , R 2 ) of heating radiation (Hs) and thermal radiation (St) in the region between the measuring head (Mk) and the measurement object (Mo). 3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßkopf (Mk) eine Umlenkeinrichtung (Ue) angeordnet ist, welche die eine Strahlung zumindest weitgehend reflektiert und die andere Strahlung zumindest weitgehend transmittiert.3. Measuring arrangement according to claim 1 or 2, characterized, that a deflection device (Ue) is arranged in the measuring head (Mk), which at least largely reflects the radiation and the other radiation is at least largely transmitted. 4. Meßanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Umlenkeinrichtung (Ue), welche die Heizstrahlung (Hs) zumindest weitgehend reflektiert und die thermische Strah­ lung (St) zumindest weitgehend transmittiert.4. Measuring arrangement according to claim 3, marked by a deflection device (Ue), which the heating radiation (Hs) at least largely reflected and the thermal beam  lung (St) at least largely transmitted. 5. Meßanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung (Ue) durch eine dielektrische Reflexionsbeschichtung (Rv) auf Saphir (Sa) oder CaF2 gebildet ist.5. Measuring arrangement according to claim 4, characterized in that the deflection device (Ue) is formed by a dielectric reflection coating (Rv) on sapphire (Sa) or CaF 2 . 6. Meßanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßkopf (Mk) zwischen erstem Lichtleiter (L11) und Umlenkeinrichtung (Ue) ein erstes abbildendes Element (E1) und zwischen zweitem Lichtleiter (L12) und Umlenkeinrichtung (Ue) ein zweites abbildendes Element (E2) angeordnet sind.6. Measuring arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that in the measuring head (Mk) between the first light guide (L 11 ) and deflection device (Ue) a first imaging element (E 1 ) and between the second light guide (L 12 ) and deflection device (Ue ) a second imaging element (E 2 ) are arranged.
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