DE4021388A1 - Vorrichtung zum messen der staerke eines ueberzuges - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine ver­ besserte Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges. Die Vorrichtung arbeitet mit einer Röntgenstrahlröhre. Durch einen ersten Kollimator hindurch emittiert sie Röntgenstrah­ len in Richtung auf den Überzug auf einem Werkstück. Die Rönt­ genstrahlen-Fluoreszenz wird mit einem Signaldetektor gemes­ sen. Die Vorrichtung enthält zusätzlich noch eine eine feste Brennweite aufweisende Betrachtungsvorrichtung und einen un­ ter dem ersten Kollimator angeordneten Spiegel. Damit kann das Werkstück, das auf einem verschiebbaren Werkstückhalter befestigt ist, auf den ersten Kollimator ausgerichtet und in dem richtigen Abstand von der Röntgenstrahlröhre angeordnet werden. Erfindungsgemäß ist noch ein zweiter Kollimator vorge­ sehen. Dieser läßt sich zwischen einer Betriebs- und einer Ru­ hestellung verschieben. In der Betriebsstellung befindet er sich zwischen dem Spiegel und dem zu messenden Überzug und ist auf den ersten Kollimator ausgerichtet.

Vorgeschichte der Erfindung

Das Messen eines Überzuges auf einem Werkstück unter Verwen­ dung der Fluoreszenz von Röntgenstrahlung ist bekannt. Ver­ schiedene Vorrichtungen sind für diesen Zweck entwickelt wor­ den. Beispiele werden in den US-PS 44 06 015 und 46 56 357 be­ schrieben. Die bekannten Vorrichtungen enthalten im typischen Fall einen Rahmen, auf dem eine Röntgenröhre und ein Signalde­ tektor montiert sind. Der aus der Röhre austretende Röntgen­ strahl tritt durch einen Verschluß und dann durch einen Kolli­ mator durch und gelangt dann auf das Werkstück. Dessen Ober­ fläche muß in einem festen Abstand zur Röntgenröhre und zum Detektor gehalten werden. Zur richtigen Anordnung des Werk­ stückes zur Röntgenröhre und zum Kollimator wird eine eine fe­ ste Brennweite aufweisende Betrachtungsvorrichtung verwandt. Diese Vorrichtung kann ein Mikroskop oder eine Fernsehkamera und ein Monitor sein, die in einem geschlossenen Kreis lie­ gen. Das über die Betrachtungsvorrichtung gesehene Bild der Oberfläche des Werkstückes wird zum Vermeiden einer Parallaxe von einem im Weg des Röntgenstrahles liegenden Spiegel reflek­ tiert. Entweder weist der Spiegel eine kleine Öffnung auf, wie es in der US-PS 46 56 357 gezeigt wird, so daß die Rönt­ genstrahlen durch den Spiegel durchtreten können, oder er ist gegenüber dem Röntgenstrahl transparent, wie es in der US-PS 44 06 015 gelehrt wird. Das Werkstück ist auf einem Halter be­ festigt. Dieser kann in der X-, Y- und Z-Richtung verstellt werden. Damit kann der Überzug auf dem Werkstück genau in ei­ nem festen Abstand von der Röntgenröhre angeordnet werden, wo­ bei sich die Oberfläche dann bei Betrachtung durch die Be­ trachtungsvorrichtung im Brennpunkt befindet. In den meisten Fällen hat sich diese Ausführungsform der Vorrichtung als all­ gemein zufriedenstellend erwiesen. Es hat sich jedoch ge­ zeigt, daß beim Messen von Überzügen auf sehr kleinen Flächen zufriedenstellende Ergebnisse nicht immer erreicht werden kön­ nen. Dies liegt daran, daß der aus dem Austrittsende des Kol­ limators austretende Röntgenstrahl sich in einer leicht ko­ nischen Form nach außen aufspreizt. Das heißt, daß der Rönt­ genstrahl, der das Werkstück berührt, beim Messen einer sehr kleinen Fläche und bei Anordnung des Werkstückes in einem Ab­ stand unterhalb des Spiegels außerhalb der Seiten der zu mes­ senden Fläche aufgespreizt wird und dies eine genaue Messung der Stärke des Überzuges verhindert.

Aufgaben und zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Aus­ bildung einer Vorrichtung zum Messen der Stärke von Überzügen der oben beschriebenen Bauart, wobei der Kollimator mit sei­ nem Austrittsende so dicht wie möglich an den Überzug auf dem Werkstück herangerückt werden soll.

Insbesondere liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Ausbildung eines zweiten Kollimators für eine Vorrichtung zum Messen der Stärke von Überzügen der Bauart, die mit Fluo­ reszenz von Röntgenstrahlen arbeitet, und mit einem ersten Kollimator, wobei der zweite Kollimator zwischen einer Ruhe­ stellung, in der er sich nicht zwischen einem Werkstück und einem Spiegel, der mit einem Betrachtungsgerät mit fester Brennweite verwandt wird, befindet, und einer Betriebsstel­ lung verschiebbar ist, in der er sich in einer solchen Lage befindet, daß der durch den Spiegel projizierte Röntgenstrahl dann durch den zweiten Kollimator projiziert wird, der in sei­ ner Betriebsstellung mit seinem Austrittsende so dicht wie möglich am Werkstück liegt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung einer Vorrichtung der oben genannten Bauart, bei der unterschiedliche und zwischen dem Werkstück und dem Spie­ gel anordbare zweite Kollimatoren verwandt werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung einer Vorrichtung, mit der die Messung eines Über­ zuges mit einem verschiebbaren Kollimator stattfindet, der entweder in einer Arbeitsstellung zwischen dem Spiegel und dem Werkstück oder in einer Ruhestellung angeordnet ist. Mit solchen Messungen wird die Stärke von Überzügen mit einer Breite ermittelt, die die Breite des durch den Spiegel auf das Werkstück projizierten Röntgenstrahles übersteigt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung einer Vorrichtung der genannten Bauart, wobei eine Vielzahl von zwischen verschiedenen Arbeitsstellungen ver­ schiebbaren ersten und eine Vielzahl von zweiten Kollimatoren verwandt wird, wobei jeder zweite Kollimator einem ersten Kol­ limator zugeordnet ist und im allgemeinen weniger zweite als erste Kollimatoren vorhanden sind.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Meßvor­ richtung mit einem Rahmen gelöst, auf der eine Röntgenröhre, ein Verschluß, ein erster Kollimator und ein Spiegel, durch den ein Röntgenstrahl projiziert werden kann, angeordnet sind. Auf dem Rahmen sind weiter noch ein Signaldetektor, der die Form eines Proportionalzählers aufweisen kann, eine eine feste Brennweite aufweisende Betrachtungsvorrichtung, über die ein Werkstück durch den Spiegel betrachtet werden kann, und ein Werkstückhalter, der das Werkstück in X-, Y- und Z- Richtung verschieben kann, angeordnet. Die Vorrichtung weist weiter noch einen zweiten Kollimator auf. Dieser kann mit ei­ ner Verschiebevorrichtung aus einer Ruhe- in eine Arbeitsstel­ lung verschoben werden, wobei ein zweiter Kollimator zwischen dem Spiegel und dem Werkstück so angeordnet ist, daß sich das Austrittsende des zweiten Kollimators so dicht wie möglich am Überzug auf dem Werkstück befindet. In einer Ausführungsform sind nur ein einziger fester erster Kollimator und ein einzi­ ger beweglich montierter zweiter Kollimator in jedem Zeitau­ genblick vorgesehen. In einer zweiten Ausführungsform ist ei­ ne Vielzahl von verschiebbaren ersten Kollimatoren und eine geringere Vielzahl von zweiten Kollimatoren vorgesehen. Jeder zweite Kollimator ist auf einen zugehörigen ersten Kollimator ausgerichtet.

Die oben genannten Aufgaben wie auch zusätzliche Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich bei einer Betrachtung der folgenden ins einzelne gehenden Beschreibung in Verbin­ dung mit den beiliegenden Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Vorrichtung, von der Teile zum Verbes­ sern der Klarheit weggelassen sind,

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrich­ tung, gesehen entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Unteransicht der in Fig. 2 gezeigten Konstruk­ tion, gesehen entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, von der Teile zum Erhö­ hen der Klarheit weggelassen sind,

Fig. 5 eine Vorderansicht der in Fig. 4 gezeigten Vorrich­ tung, gesehen entlang der Linie 5-5 in Fig. 4, wobei Teile der Vorrichtung nicht gezeigt sind, und

Fig. 6 eine Ansicht, gesehen entlang der Linie 6-6 in Fig. 4, zur Darstellung der Art und Weise, in der ein Teil der Vorrichtung bewegt wird, von der Teile zum Erhöhen der Klarheit nicht gezeigt sind.

Ins einzelne gehende Beschreibung der ersten Ausführungsform

Die erste Ausführungsform der Erfindung, die allgemein bei 10 dargestellt ist, enthält einen Hauptrahmen 12. Dieser enthält eine horizontal verlaufende Montageplatte 12.1, ein vorderes nach oben verlaufendes vertikales Glied 12.2, einen herunter­ hängenden Abschnitt 12.3, einen Unterrahmen 12.4 (Fig. 2) , ei­ ne Basisplatte 12.5, einen Basisblock 12.6 und andere, nicht dargestellte Teile. Auf der Montageplatte 12.1 ist eine Rönt­ genstrahlröhre 14 angeordnet. Unter der Montageplatte 12.1 und an dieser befestigt befindet sich ein Verschluß 16. Unter­ halb des Verschlusses ist eine erste Kollimatoreinrichtung an­ geordnet. Diese besteht aus einem einzigen ersten Kollimator 18. Der Ausdruck "Kollimator" bedeutet hier eine Vorrichtung, die die Winkelspreizung der Röntgenstrahlen auf die Maße und/oder Winkelspreizung begrenzen soll, die für eine bestimm­ te Anwendung verlangt werden. Unter dem Austrittsende 19 des ersten Kollimators 18 ist ein Spiegel 20 angeordnet. Dieser ist an einem Spiegelhalter 22 befestigt. Dieser ist seiner­ seits am Rahmen 12 befestigt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Spiegel eine kleine Öffnung 24 aufweisen kann. Alternativ kann der Spiegel auch einen so dünnen reflektierenden Überzug aufweisen, daß Röntgenstrahlen durch ihn durchtreten können. Ein Signaldetektor, der die Form eines Proportionalzählers 26 aufweisen kann, ist an dem herunterhängenden Abschnitt 12.3 des Rahmens befestigt. Ein eine feste Brennweite aufweisendes Mikroskop 28 ist mit einem Bügel 30 am vorderen Vertikalglied 12.2 des Rahmens befestigt. Während die die feste Brennweite aufweisende Betrachtungsvorrichtung in der Zeichnung in Form eines Mikroskopes gezeigt wird, sei darauf hingewiesen, daß auch andere eine feste Brennweite aufweisende Betrachtungsvor­ richtungen, wie zum Beispiel eine eine feste Brennweite auf­ weisende Fernsehkamera und ein Monitor im geschlossenen Kreis, verwandt werden können.

Auf der Basis 12.5 des Rahmens 12 ist eine allgemein bei 32 dargestellte Werkstückhalterbefestigungseinrichtung angeord­ net. Diese Werkstückhalterbefestigungseinrichtung trägt ihrer­ seits einen in X-, Y- und Z-Richtung verschiebbaren Werkstück­ halter 34. Die Werkstückhalterbefestigungseinrichtung kann von jeder Konstruktion sein, die eine Bewegung des Werkstück­ halters in der X-, Y- und Z-Richtung zuläßt. Solche Vorrich­ tungen sind gut bekannt und im Handel von vielen Quellen er­ hältlich. So kann der Werkstückhalter mit der Werkstückhalter­ befestigungseinrichtung bei Blick auf Fig. 1 entlang einer Y-Achse von links nach rechts, bei Blick auf Fig. 1 entlang einer Z-Achse aufwärts und abwärts und bei Blick auf Fig. 2 entlang einer X-Achse auch von rechts nach links bewegt wer­ den. Das Werkstück 36, dessen Überzugsstärke zu messen ist, ist während des Betriebes der erfindungsgemäßen Meßvorrich­ tung am Werkstückhalter befestigt. Während das Werkstück 36, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt wird, verhältnismäßig groß ist, ist es auch in vielen Fällen recht klein. Dies gilt zum Beispiel für einen Draht mit einem wirksamen Durchmesser von 0,0012 Zoll, auf den ein Überzug aufgebracht ist. Zum richtigen Messen der Stärke des Überzuges sollte der auf das Werkstück projizierte Röntgenstrahl vorzugsweise nicht größer als die Breite des Überzuges sein.

Nach den Regeln dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist zum Erzielen des gewünschten Röntgenstrahles eine zweite Kol­ limatoreinrichtung 48 vorgesehen. Diese enthält einen zweiten Kollimator 50 mit einem Austrittsende 51. Der zweite Kollima­ tor ist in einem Kollimatorhalter oder in einer Patrone 52 be­ festigt. Dies ergibt sich aus Fig. 3. Da eine Betrachtung des Werkstückes durch den zweiten Kollimator 50 nicht möglich ist, sind Mittel zum Verschieben der zweiten Kollimatorein­ richtung zwischen der in den verschiedenen Figuren in ausgezo­ genen Linien dargestellten Betriebsstellung in eine Ruhestel­ lung vorgesehen. In dieser sind der zweite Kollimator 50 und seine Patrone 52 außerhalb des Weges angeordnet, so daß das Werkstück 36 durch das die feste Brennweite aufweisende Mikro­ skop 28 betrachtet werden kann.

Die Verschiebeeinrichtung 53 zum Verschieben des zweiten Kol­ limators zwischen der Arbeits- und Ruhestellung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Gemäß der Darstellung enthält die Verschiebeeinrichtung einen Linearbetätiger in Form einer elektrisch betriebenen Magnetspule 54. Die Magnetspule ist mit Befestigungseinrichtungen 56 auf einer verschiebbaren Hal­ teplatte 58 befestigt. Diese kann mit einem allgemein bei 60 dargestellten Verstellmechanismus entlang der Y-Achse verscho­ ben werden. Der Verstellmechanismus enthält einen Bügel 62. Mit Befestigungseinrichtungen 64 ist er an dem Unterrahmen­ glied 12.4 befestigt. Dieses ist seinerseits in beliebiger Weise mit dem Rahmen 12 verbunden. Von der Magnetspule 54 ver­ läuft eine Stange 66 nach außen. Gemäß der Darstellung durch den Pfeil 68 kann sie von links nach rechts und dann zurück verschoben werden. Am linken Ende der Stange 66 ist ein Pa­ tronenhalter 70 befestigt. Zwecks linearer Bewegung unter der Einwirkung des linearen Führungsmittels 72 ist dieser seiner­ seits auf der Halteplatte 58 geführt. Die Kollimatorpatrone 52 ist ihrerseits über Ausrichtstifte 74, 76 lösbar mit dem Patronenhalter verbunden. Die Stifte werden vom Patronenhal­ ter getragen und können in geeigneten Öffnungen in der Unter­ kollimatorpatrone und auch mit einer Befestigungseinrichtung 78 aufgenommen werden. Durch Lösen der Befestigungseinrich­ tung 78 kann die Kollimatorpatrone 52 von der Verschiebeein­ richtung 53 abgenommen und die Patrone 52 durch eine andere mit einem anders ausgebildeten zweiten Kollimator ersetzt wer­ den.

Durch Betätigen der Magnetspule 54 zum Verschieben des zwei­ ten Kollimators in seine in den Fig. 2 und 3 gezeigte Ar­ beitsstellung gelangt die Kollimatorpatrone in Anlage an ei­ nem aus einer von einem Bügel 62 getragenen Stellschraube 80 bestehenden Anschlag. Das obere Ende des Bügels 82 ist in ir­ gendeiner konventionellen Weise mit einem Teil des Rahmens 12.1 fest verbunden.

Falls sich der zweite Kollimator bei gestreckter Magnetspule nicht in seiner Sollstellung befindet, kann seine Lage durch Vorschieben oder Zurückziehen der Einstellschraube 80 und zu­ sätzlich durch Verschieben der Halteplatte entlang der Y-Ach­ se über den Einstellmechanismus 60 verändert werden.

Im Betrieb wird die Bedienung das Werkstück 36 durch geeigne­ te Einstellungen an der Werkstückhalterbefestigungseinrich­ tung in die richtige Lage bringen, so daß der zu messende Überzug auf dem Werkstück richtig im Fadenkreuz des Mikro­ skops und in dessen Brennpunkt liegt. In dieser Lage befindet sich der Überzug auf dem Werkstück in einem vorgegebenen Ab­ stand von der Röntgenstrahlröhre. Falls der Überzug eine Brei­ te aufweist, die mit Verwendung nur des ersten Kollimators 18 gemessen werden kann, wird die Bedienung den Betrieb der Meß­ vorrichtung durch Drücken eines Steuerknopfes 84 auslösen, der den Betrieb der Meßvorrichtung auslöst. Falls der Überzug auf dem Werkstück jedoch so breit ist, daß er mit dem Kollima­ tor 18 nicht richtig gemessen werden kann, wird die Bedienung den Betrieb durch Drücken eines zweiten Steuerknopfes 86 aus­ lösen. Dies bewirkt, daß die Magnetspule 54 die Stange aus ih­ rer rechten in eine linke Stellung verschiebt und dort wäh­ rend einer vorgeschriebenen Zeit hält, während der die Stärke des Überzuges gemessen wird, und dann die Patrone und den Pa­ tronenhalter nach Abschluß der Messung in die in strichpunk­ tierten Linien dargestellte Lage 88 zurückzieht, so daß die Bedienung das Werkstück wieder durch das Mikroskop betrachten kann. Bei Anwendung der vorstehenden Konstruktion kann das Austrittsende 51 des zweiten Kollimators 50 so dicht wie mög­ lich an den Überzug auf dem Werkstück herangebracht werden.

Der Betrieb der Magnetspule wie auch der Röntgeneinheit und des Signaldetektors werden ihrerseits mit einer allgemein bei 90 dargestellten Steuerung gesteuert. Bei dieser Steuerung kann es sich um einen mit Mikroprozessoren arbeitenden Compu­ ter handeln.

Während der in den Fig. 2 und 3 gezeigte Linearbetätiger zum Verschieben der zweiten Kollimatoreinrichtung zwischen der Arbeits- und der Ruhestellung von einer Magnetspule ge­ steuert wird, sei darauf hingewiesen, daß auch verschiedene andere Konstruktionen zum Verschieben der zweiten Kollimator­ einrichtung auf einer linearen Bahn verwandt werden können. Ein solcher Mechanismus könnte ein keinen Totgang aufweisen­ der Schraubmechanismus ähnlich dem sein, wie er in der zwei­ ten Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 6 gezeigt wird.

Dieser Mechanismus wird mit einem Schrittmotor gesteuert. Bei Verwendung eines solchen Schrittmotors und eines keinen Tot­ gang aufweisenden Schraubmechanismus kann die zweite Kollima­ toreinrichtung nicht nur zwischen einer Ruhe- und einer er­ sten Arbeitsstellung verschoben werden, sondern die Kollima­ torpatrone 52 kann auch in verschiedene andere Betriebsstel­ lungen gebracht werden. Bei Anordnung von zusätzlichen zwei­ ten Kollimatoren auf der Kollimatorpatrone in einer linearen Anordnung kann dies erwünscht sein. Dies würde nacheinander Messungen von verschiedenen Abschnitten eines Werkstückes un­ ter Verwendung von unterschiedlichen zweiten Kollimatoren zu­ lassen. Die verschiedenartigen zweiten Kollimatoren wären ent­ lang der Linie 92 angeordnet.

Zusätzlich sollte festgestellt werden, daß trotz der Darstel­ lung eines linearen Betätigers zum Verschieben des zweiten Kollimators zwischen der Arbeits- und der Ruhestellung auch andere Mechanismen verwandt werden können. Zum Beispiel könn­ te der Patronenhalter 70 auf einer vertikal verlaufenden Wel­ le zwecks Drehung mit dieser befestigt werden, und die Welle könnte sich drehen, um den zweiten Kollimator entweder in sei­ ne Arbeits- oder in seine Ruhestellung zu bringen. Falls dies der Fall wäre, würde der Anschlagmechanismus 80, 82 an der Vorder- oder der Rückseite der Kollimatorpatrone (abhängig von seiner Ruhestellung) angeordnet werden. Ebenso könnte der die Welle tragende Mechanismus zum genauen Anordnen des zwei­ ten Kollimators in seiner Sollage in der X- oder der Y-Ebene verstellt werden. Der zum Drehen der Welle verwandte Mechanis­ mus könnte ein einfacher, an einem Ende mit der Welle und am anderen Ende mit einer Magnetspule oder dergleichen verbunde­ ner Schwenkarm sein. Alternativ könnte die Welle zwischen ih­ ren beiden Stellungen auch mit einem umsteuerbaren Elektromo­ tor über eine Rutschkupplung angetrieben werden.

Ins einzelne gehende Beschreibung der zweiten Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung wird in den Fig. 4 bis 6 gezeigt. In diesen Figuren tragen Teile, die den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Teilen gleich sind, das glei­ che Bezugszeichen. Etwas abweichende Teile tragen das gleiche Bezugszeichen mit dem Zusatz "a". Das heißt, daß der Rahmen allgemein bei 12a, die Röntgenröhre bei 14, der Verschluß bei 16, der Spiegel bei 20, der Spiegelhalter bei 22, der Signal­ detektor bei 26, die die feste Brennweite aufweisende Betrach­ tungsvorrichtung bei 28 und der Werkstückhalter allgemein bei 32 dargestellt ist. Diese verschiedenen Vorrichtungen sind einander in der gleichen Weise wie bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung zugeordnet. Die in den Fig. 4 bis 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform in erster Linie dadurch, daß eine Vielzahl von ersten Kollimatoren 18.1 bis 18.7 auf einer allgemein bei 100 dargestellten Schlittenanord­ nung befestigt sind. Die Schlittenanordnung trägt auch eine Vielzahl von zweiten Kollimatoren 50.1 und 50.2. Diese sind mit den ersten Kollimatoren 18.1 und 18.7 ausgerichtet. Ein­ richtungen zum Verschieben der Schlittenanordnung sind eben­ falls vorgesehen.

Aus den Fig. 4 bis 6 ist ersichtlich, daß der Rahmen 12a mit einem Basisblock 12.6a von etwas anderer Konstruktion wie der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte versehen ist. Der Basis­ block 12.6a weist eine verlängerte Vertikalfläche 12.7 auf. Auf einer gegenüberliegenden Vertikalfläche (kein Bezugszei­ chen) ist der Spiegelhalter 22 befestigt. Auf der vorderen Vertikalfläche 12.7 des Basisgliedes 12.6 ist die Schlittena­ nordnung 100 befestigt. Die Schlittenanordnung besteht im we­ sentlichen aus einem horizontal verlaufenden Montageblock 102 mit sich gegenüberliegenden horizontal verlaufenden Flächen. Diese nehmen lineare Kugellager 104 und einen im Querschnitt C-förmigen Schlitten 106 auf. Der Schlitten wird von den La­ gern 104 getragen. Am Schlitten 106 ist eine allgemein bei 108 dargestellte erste Kollimatorstütze befestigt. Die erste Kollimatorstütze enthält einen vertikalen Abschnitt 108.1 und einen unteren horizontalen Stützabschnitt 108.2. Dieser ver­ läuft nach hinten. Die erste Kollimatorstütze weist zusätz­ lich einen bei 108.3 dargestellten geeigneten Ausschnitt auf. Dieser erleichtert das Betrachten des Überzuges, dessen Stär­ ke gemessen wird. Der hintere Bereich des Abschnittes 108.2 weist mehrere linear ausgerichtete Öffnungen (kein Bezugszei­ chen) auf. Der Boden jeder Öffnung nimmt einen der ersten Kol­ limatoren 18.1 bis 18.7 auf. Diese ersten Kollimatoren sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie an der ersten Kollimator­ stütze 108 befestigt sind.

An der Unterseite der ersten Kollimatorstütze 108 ist eine allgemein bei 110 dargestellte zweite Kollimatorstütze (in Fig. 6 nicht dargestellt) befestigt. Die zweite Kollimator­ stütze hat im wesentlichen L-Form mit einem Vertikalschenkel 110.1 und einem Horizontalschenkel 110.2. Der Vertikalschen­ kel weist zwischen den zweiten Kollimatoren 50.1 und 50.2 ei­ nen Ausschnitt 110.3 auf. Dies ermöglicht eine Betrachtung des Überzugs von der Betrachtungsvorrichtung aus. Bei Verwen­ dung der Vorrichtung zusammen mit den ersten Kollimatoren 18.2 bis 18.6 kann der Röntgenstrahl dann auch unmittelbar an den zu messenden Überzug gelangen. Der Horizontalschenkel 110.2 weist zwei Öffnungen auf, die mit den die ersten Kolli­ matoren 18.1 und 18.7 aufnehmenden Öffnungen konzentrisch sind. Die Öffnungen nehmen ihrerseits zweite Kollimatoren 50.1 und 50.2 auf, die ebenfalls mit den ersten Kollimatoren 18.1 und 18.7 konzentrisch ausgerichtet sind. Die zweiten Kol­ limatoren 50.1 und 50.2 sind vorzugsweise an der Stütze 110 befestigt. Da die Stütze 110 an der Stütze 108 jedoch entfern­ bar befestigt ist, können die zweiten Kollimatoren ohne eine Veränderung der ersten Kollimatoren durch Ausbildung einer Vielzahl von unterschiedlichen zweiten Kollimatorstützen, die jeweils eine eigene Gruppe von zweiten Kollimatoren aufwei­ sen, verändert werden. Obwohl eine Darstellung fehlt, können den in Fig. 3 gezeigten Ausrichtstiften 74, 76 ähnliche geeig­ nete Ausrichteinrichtungen vorgesehen werden, um sicherzustel­ len, daß die zweiten Kollimatoren 50.1 und 50.2 bei Befesti­ gung der Stütze 110 an der Stütze 108 mit den ersten Kollima­ toren 18.1 bzw. 18.7 richtig ausgerichtet sind.

Die in Fig. 6 allgemein bei 53a dargestellte Verschiebeein­ richtung zum Verschieben des ersten Kollimators dieser Ausfüh­ rungsform entlang der X-Achse wird auch den zweiten Kollima­ tor verschieben. Die Verschiebeeinrichtung enthält einen Schrittmotor 112. Dieser treibt eine keinen Totgang aufweisen­ de Schraube 114 an, die ihrerseits mit einer entsprechenden Mutter 116 in Anlage liegt. Diese ist in geeigneter Weise an einem von der ersten Kollimatorstütze 108 getragenen Bügel 118 (in Fig. 6 nicht dargestellt) befestigt. Der Schrittmotor 112 ist seinerseits in geeigneter Weise an einem Unterrahmen 12.4 befestigt.

Der Betrieb des Schrittmotors der in den Fig. 4 bis 6 ge­ zeigten Ausführungsform wird in geeigneter Weise mit einer Steuerung gesteuert, die der in Fig. 2 bei 84, 86, 90 und 92 gezeigten ähnlich ist. Die Steuerung kann zusätzlich ein ge­ eignetes Tastenfeld aufweisen. Im Betrieb wird die Bedienung dann das Werkstück durch geeignete Einstellungen der Werk­ stückhalterbefestigungseinrichtung richtig einstellen, so daß der zu messende Überzug auf dem Werkstück richtig im Faden­ kreuz des Mikroskops 28 und auch in dessen Brennpunkt liegt. Sobald dies erreicht ist, befindet sich der Überzug auf dem Werkstück im vorgegebenen Abstand von der Röntgenröhre 14. Falls der Überzug eine Breite aufweist, die durch Verwendung von nur einem der ersten Kollimatoren 18.2 bis 18.6 gemessen werden kann, wird die Bedienung den Betrieb der Meßvorrich­ tung durch Drücken eines geeigneten Steuerknopfes oder geeig­ neter Steuertasten auslösen. Dies bewirkt dann, daß der Schrittmotor 112 die erste Kollimatorstütze 108 in ihre Soll­ stellung verschiebt. Dort befindet sich der ausgewählte erste Kollimator in einer Linie mit dem Röntgenstrahl. Falls jedoch die Breite des Überzuges auf dem Werkstück so bemessen ist, daß dieser mit nur einem der ersten Kollimatoren 18.2 bis 18.6 nicht richtig gemessen werden kann, wird die Bedienung einen anderen Steuerknopf oder andere Steuertasten drücken. Dies bewirkt dann, daß die erste Kollimatorstütze 108 in eine andere Stellung verschoben wird und die gewünschte Kombina­ tion aus ersten und zweiten Kollimatoren, entweder 18.1 und 50.1 oder 18.7 und 50.2, mit dem Röntgenstrahl in eine Linie verbringt. Bei Verwendung der vorstehenden Konstruktion kann zwischen sieben verschiedenen Kollimatoranordnungen rasch ge­ wechselt werden. Diese befinden sich sämtlich in der in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform.

Obwohl ein Schrittmotor vorstehend gezeigt und beschrieben wurde, leuchtet es ein, daß zum Verschieben der ersten Kolli­ matorstütze 108 und der zweiten Kollimatorstütze 110 verschie­ dene andere Mechanismen verwandt werden können. Ein solcher Mechanismus könnte eine durch einen piezoelektrischen Motor angetriebene Schraube sein. Andere Mechanismen zum Verstellen der ersten und der zweiten Kollimatoren sind für Fachleute of­ fensichtlich.

Zwei Ausführungsformen, bei denen die Grundlagen der vorlie­ genden Erfindung verwirklicht werden, wurden im vorstehenden gezeigt und beschrieben. Es leuchtet jedoch ein, daß diese Er­ findung nicht auf die oben gezeigten und beschriebenen beson­ deren Einzelheiten beschränkt ist, sondern daß in der Tat in­ nerhalb der breiteren Aspekte dieser Erfindung stark unter­ schiedliche Mittel verwandt werden können.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges auf der Oberfläche eines Werkstückes mit

• a) einem Rahmen,
• b) einer auf dem Rahmen angeordneten Röntgenröhre,
• c) einem auf dem Rahmen angeordneten Spiegel, wobei die Strahlung von der Röntgenröhre durch den Spiegel wäh­ rend der Messung des Überzuges auf dem Werkstück auf diesen projiziert werden kann,
• d) einer ersten Kollimatoreinrichtung, die auf dem Rahmen zwischen der Röntgenröhre und dem Spiegel angeordnet ist,
• e) einer auf dem Rahmen angeordneten, eine feste Brennwei­ te aufweisenden Betrachtungsvorrichtung, durch die der Überzug auf der Oberfläche des Werkstückes betrachtet werden kann, wobei das Bild des Überzuges durch den Spiegel auf die Betrachtungsvorrichtung reflektiert wird,
• f) einer Werkstückhalterbefestigungseinrichtung, die auf dem Rahmen angeordnet ist und den Werkstückhalter und das zugehörige Werkstück in solcher Weise verschiebt, daß der Überzug auf der Oberfläche des Werkstückes, der gemessen wird, in eine Stellung verschoben wird, in der er durch die Betrachtungsvorrichtung scharf ge­ sehen werden kann, wobei der Überzug, wenn er scharf eingestellt ist, sich in einem vorgegebenen Abstand von der Röntgenröhre befindet, und
• g) einer auf dem Rahmen angeordneten Signaldetektorein­ richtung,

dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Kollimatoreinrich­ tung (48) vorgesehen und eine Verschiebeeinrichtung (53) auf dem Rahmen angeordnet ist, die die zweite Kollimator­ einrichtung (48) zwischen einer Arbeits- und einer Ruhe­ stellung verschiebt, die zweite Kollimatoreinrichtung (48) einen zweiten Kollimator (50) enthält, der zwischen einer Arbeits- und einer Ruhestellung verschiebbar und in der Arbeitsstellung zwischen dem Spiegel (20) und dem Werkstück (36) angeordnet ist, das Austrittsende (51) des zweiten Kollimators (50) in der Arbeitsstellung so dicht wie möglich an dem zu messenden Überzug angeordnet ist, so daß der Röntgenstrahl, der den Überzug berührt, nicht über die Seiten der Fläche des zu messenden Überzuges hin­ ausgeht, wobei der Überzug bei sich in Ruhestellung befin­ dendem zweiten Kollimator (50) durch die Betrachtungsvor­ richtung (28) betrachtet werden kann.

2. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kollima­ toreinrichtung (48) einen Kollimatorhalter (52) enthält, der zweite Kollimator (50) auf dem Kollimatorhalter ange­ ordnet und der Kollimatorhalter (52) an der Verschiebeein­ richtung (53) lösbar befestigt ist.

3. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kollima­ toreinrichtung (48) einen Kollimatorhalter (52) enthält, der zweite Kollimator ebenso wie zusätzliche zweite Kolli­ matoren auf dem Halter angeordnet sind und die Verschiebe­ einrichtung Einrichtungen zum Verschieben des Kollimator­ halters in eine Vielzahl von Arbeitsstellungen aufweist, so daß unterschiedliche zweite Kollimatoren während der Messungen verwandt werden können.

4. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeein­ richtung ein linear arbeitender Betätiger ist.

5. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeein­ richtung (53) ein eine Drehbewegung erzeugender Betätiger ist.

6. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach ei­ nem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Kollimatoreinrichtung mehrere auf einem Schlitten (106) angeordnete und quer zwischen der Röntgenröhre und dem Spiegel verschiebbare erste Kollima­ toren enthält, die Verschiebeeinrichtung den Schlitten zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Arbeitsstel­ lungen verschieben kann und nur ein erster Kollimator sich für jede der zahlreichen Arbeitsstellungen in einer Arbeitsstellung befindet.

7. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach An­ spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kollima­ toreinrichtung mit der ersten Kollimatoreinrichtung zur Bewegung mit dieser verbunden ist, die zweite Kollimator­ einrichtung eine Vielzahl von zweiten Kollimatoren ent­ hält und jeder der zweiten Kollimatoren mit einem zugehö­ rigen ersten Kollimator axial ausgerichtet ist.

8. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der zwei­ ten Kollimatoren gleich oder geringer ist als die Zahl der ersten Kollimatoren, der Schlitten (106) in einer Ar­ beitsstellung die ersten und die zweiten Kollimatoren in Ausrichtung mit dem zu messenden Überzug aufweist und in einer anderen Arbeitsstellung des Schlittens (106) nur ein erster Kollimator mit dem zu messenden Überzug ausge­ richtet ist.

9. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach An­ spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kollima­ toren entfernbar angeordnet sind.

10. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges nach ei­ nem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 mit

• a) einem Rahmen,
• b) einer auf dem Rahmen angeordneten Röntgenröhre,
• c) einem auf dem Rahmen angeordneten Spiegel, wobei die Strahlung während der Messung des Überzuges auf einem Werkstück von der Röntgenröhre durch den Spiegel proji­ ziert werden kann,
• d) einer auf dem Rahmen angeordneten, eine feste Brennwei­ te aufweisenden Betrachtungsvorrichtung, durch die der Überzug auf der Oberfläche des Werkstückes betrachtet werden kann und das Bild des Überzuges durch den Spie­ gel zur Betrachtungsvorrichtung reflektiert wird, und
• e) einer auf dem Rahmen angeordneten Signaldetektorein­ richtung, gekennzeichnet durch
• f) eine auf dem Rahmen angeordnete erste Kollimatorein­ richtung, die mehrere zwischen der Röntgenröhre und dem Spiegel angeordnete linear ausgerichtete erste Kol­ limatoren enthält,
• g) eine an der ersten Kollimatoreinrichtung befestigte zweite Kollimatoreinrichtung, die mehrere entfernbare zweite Kollimatoren enthält, wobei sämtliche zweite Kollimatoren in einer Linie mit einem ersten Kollima­ tor angeordnet sind, die zweiten Kollimatoren unter dem Spiegel angeordnet sind und die zweite Kollimator­ einrichtung nach Maßgabe der Stellung der ersten Kolli­ matoreinrichtung zwischen einer Reihe von Arbeits- und Ruhestellungen verschiebbar ist, und
• h) eine auf dem Rahmen angeordnete Verschiebeeinrichtung, die die erste und die zweite Kollimatoreinrichtung zwi­ schen einer Reihe von Arbeitsstellungen verschieben kann, wobei sich für jede Arbeitsstellung nur ein er­ ster Kollimator in einer Arbeitsstellung befindet.