DE604376C - - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Bestimmung der mittleren Materialstärke von optisch durchlässigen plattenförmigen Stoffen mit Fotozellen Die Dicke von plattenförmigen Stoffen wird im allgemeinen auf mechanischem Wege durch Lehren, Tiefentaster u. dgl. gemessen. Um die mittlere Dicke festzustellen, muß aus einer größeren Anzahl von Einzelmessungen an den verschiedenen Punkten des Prüflings das Mittel gezogen werden. Dieses Verfahren ist bei Platten größerer Ausdehnung zeitraubend sowie bei Verwendung von Lehren wegen deren großer Abmessungen schwierig. Ferner ist das Meßergebnis durch die Beobachtungsfehler jeder Einzelmessung ungenau.
• Gegenstand vorliegender Erfindung ist daher eine Meßvorrichtung für lichtdurchlässige Stoffe, wie beispielsweise Schaufensterglas, Celluloid, Glimmer, die unter Benutzung lichtelektrischer Zellen die genannten Schwierigkeiten vermeidet und eine einfache und schnelle mittlere Dickenmessung gestattet. -Erfindungsgemäß besteht die Einrichtung darin, daß ein Lichtstrahl mittels geeignet angebrachter reflektierender Vorrichtungen die zu messende lichtdurchlässige Platte mehrfach bzw. vielfach zickzackförmig durchsetzt. Die Helligkeit des austretenden Strahles bzw. seine Intensitätsschwächung ist ein Maß für die mittlere Dicke der zu prüfenden Platte und wird mittels einer lichtelektrischen Zelle gemessen. Die mehrfache zickzackförmzge Durchsetzung der zu prüfenden Stoffplatte durch den Lichtstrahl hat zwei Vorteile: i. Die einfache Durchsetzung würde bei stark lichtdurchlässigen Stoffen, wie Glas u. dgl,eine zu geringe Empfindlichkeit ergeben. Durch die zickzackförmige Durchsetzung wird die Lichtschwächung in geometrischer Reihe gesteigert und dadurch sehr wirksam.
• 2. Durch die vorgeschlagene Anordnung wird die Dicke an einer größeren, praktisch beliebig großen Zahl von Stellen gleichzeitig gemessen, so däß man durch eine Messung einen Mittelwert über die Dicke einer ganzen Plattenbahn erhält.
• Durch Vornahme der Messung in mehreren nebeneinanderliegenden Bahnen kann man gegebenenfalls durch eine verhältnismäßig geringe Zahl von Einzelmessungen einen sehr guten Mittelwert erzielen, der von subjektiven Beobachtungsfehlern nur wenig beeinfiußt ist.
• Die Einzelheiten der erfindungsgemäßen Einrichtung seien an Hand der Abb. i bis q. erläutert, und zwar zeigt Abb. i ein Schaubild der Anordnung gemäß der Erfindung, Abb. 2 den Lichtweg zur Fotozelle, Abb. 3 die Schaltanordnung für die Fotozelle und die Verstärkung der Fotoströme und Abb. q. eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
• Mit z sind zwei voneinander getrennte Tischplatten bezeichnet, von denen die eine den optisch durchlässigen Stoff 2 trägt, dessen Materialstärke gemessen werden soll. An den Tischplatten sind mittels MetalIträger q. zwei parallele Platten 3 aus Holz, Eisenblech usw. befestigt, zwischen denen der zu untersuchende Stoff 2 während der Untersuchung liegt. Die Innenseiten der Platten 3 tragen ein oder mehrere Paare Lichtreflektoren, beispielsweise mehrere Planspiegel 5 oder einen einzigen Spiegel von hinreichender Länge, oder andere für eine mehrfache Reflektion geeignete Mittel, während eine Projektionslampe 6 und eine fotoelektrische Zelle 7 auf je einem Ende der Platten 3 mittels Halter 8, die am Boden der Platte 3 befestigt sind, angeordnet sind. Projektionslampe 6, Zelle 7 und Spiegel 5 werden zweckmäßig in einer Geraden angeordnet, wobei die Spiegel derart eingestellt werden, daß der Lichtstrahl mehrmals reflektiert wird, bevor er auf die Zelle fällt. Im allgemeinen sollte der Lichtstrahl möglichst senkrecht zur Materialoberfläche auffallen. Eine derartige optische Anordnung zeigt die Abb. q., in der die reflektierenden Flächen 5 unter einem solchen .Winkel zum Material 2 gestellt sind, daß das Licht praktisch senkrecht auffällt, wodurch die Reflektionsverluste auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.
• In Abb. 3 ist die Anode g der Fotozelle mit dem Gitter zo der Verstärkerröhre zr bzw. mit dem ersten Gitter eines Mehrröhrensatzes und die Kathode 12 mit dem negativen Pol der Batterie =3 verbunden. Die Heizung der Verstärkerröhre mit der Anode x8 und der Kathode 1q. erfolgt durch die Batterie 1q.', die über eine verschiebbare Anzapfung mit der Batterie 13 verbunden ist. Gitter xo ist ebenfalls über einen Widerstand 15 und einen Anzapfer an die Batterie 13 angeschlossen. Im Ausgangskreis des Verstärkers liegen ein Widerstand 16 und ein Stromerzeuger =7.
• Bei jedem Durchgang des Lichtstrahls durch das zu untersuchende Material wird nun ein bestimmter Teil des Lichtes entsprechend der Durchlässigkeit des Materials absorbiert und der Rest vom nächsten Spiegel wieder reflektiert. Auf. diese Weise addieren sich die Lichtverluste nach einer geometrischen Reihe, wodurch die Empfindlichkeit der Anordnung gegenüber den bekannten Anordnungen, bei denen nur ein Durchgang des Lichtstrahles vorgesehen ist, bedeutend gesteigert wird. Der Durchlässigkeitsunterschied der verschiedenen Materialschichten wird somit entsprechend der Anzahl der Lichtdurchgänge vergrößert und kann so weit erhöht werden, bis alles Licht außer einer zur Einwirkung auf die Fotozelle erforderlichen Lichtmenge absorbiert ist. Die hervorgerufenen Fotoströme werden dann mittels einer oder mehrerer Verstärkerstufen verstärkt und durch ein Milliamperemeter 17 o. dgl. angezeigt, das entsprechend den zu messenden Größen geeicht sein kann. Infolge der erhöhten Empfindlichkeit dieser Anordnung kann die Anzahl der Verstärkungen herabgesetzt werden, wodurch zugleich eine hohe Verstärkung äußerer Störungskomponenten vermieden wird.
• Soll ein Material von unbekannter Materialstärke mit einem solchen von bekannter Materialstärke verglichen werden, so werden die beiden Fotozellen vorteilhaft in eine Brückenanordnung geschaltet. Die Zellen werden dann zweckmäßig durch eine Lichtquelle erregt, die einerseits den bekannten und andererseits den unbekannten Körper durchdringt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: x. 'Einrichtung zur Bestimmung der mittleren Materialstärke von optisch durchlässigen plattenförmigen Stoffen, insbesondere von Stoffen wie Schaufensterglas, Celluloid, Glimmer, mittels Fotozelle, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Lichtquelle auf die Fotozelle einwirkende Lichtstrahl auf seinem Wege die zu untersuchende Materialschicht an mehreren Stellen durchsetzt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß reflektierende Flächen (5) derart vorgesehen sind, daß der Lichtstrahl die zu untersuchende Materialschicht (z) j edesmal in senkrechter Richtung (Abb. q.) durchsetzt.