DE7001426U

DE7001426U - Vorrichtung zur messung der profils von profilstaeben.

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Publication number: DE7001426U
Application number: DE7001426U
Authority: DE
Original assignee: NUKLEAR MESSTECHNIK und IND EL
Current assignee: NUKLEAR MESSTECHNIK und IND EL
Priority date: 1970-01-16
Filing date: 1970-01-16
Publication date: 1971-08-19

Description

AndrejewskS, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 33 661/fos/Ma Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den 1 * Juni 1971 Theaterplatz 3

Gebrauchsmus teranmeldung Gesellschaft für Nuklear-Meßtechnik und Industrie-Elektronik M. Knüfelmann & Co. mbH 509 Leverkusen-Schlebusch, DhUnnberg 18

"Vorrichtung zur Messung des Profils von Profilstäben"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Profils von Profilstäben im Durchlaufverfahren, wobei der zu untersuchende Profilstab an zumindest zwei radioaktiven Strahlenquellen vorbeigeführt und die vom Profilstab geschwächten Intensitäten der Strahlenquelleneinzeln mit Detektoren gemessen werden, bestehend aus im wesentlichen

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zylindrischen Kollimatoren mit jevieils in dem Kollimatorboden eingesetzter puxiktförmiger Strahlenquelle, einem die Kollimatoren und Detektoren aufnehmenden Gehäuse und einer die Meßwerte der Detektoren vergleichenden elektronischen Einrichtung.

Mit einer bekannten Vorrichtung der genannten Art (vergl_e deutsches Gebrauchsmuster 1 8l8 2jU), die für die Untersuchung von Rohren, Schweißelektroden und dergl. eingerichtet ist, können nur Profile mit rundem Querschnitt untersucht werden, da jedes Strahlenbündel einer Strahlenquelle jeweils nur den halben Querschnitt des Prüflings durchsetzt und die Meßwerte der zugeordneten Detektoren in einer Differenzschaltung unter-einander verglichen werden. Für die Messung von unsymmetrischen Profilen im Durchlaufverfahren, insbesondere mit hoher Durchlaufgeschwindigkeit, ist diese bekannte Vorrichtung nicht geeignet.

Zum Stand der Technik gehören auch Vorrichtungen zur Untersuchung von Profilstäben im Durchlaufverfahren mit hoher Durchlaufgeschwindigkeit, wobei der zu untersuchende Profilstab an einer oder auch mehreren radioaktiven Strahlenquellen vorbeigeführt wird und die vom Profilstab geschwächte Intensität der einzelnen Strahlenquellen gemessen wird. Auf diese Weise läßt sich praktisch eine Massenmessung und damit auch eine Dickenmessung der zu untersuchenden Profilstäbe durchführen. Es läßt sich jedoch beispielsweise nicht feststellen, ob ein solcher Profilstab unrund ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung beliebigen Profils von Profilstäben im Durchlaufverfahren anzugeben. Insbesondere sollen Rundstäbe in bezug auf ihre Wundheit gemessen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kollimatoren mit den Strahlenquellen und die Detektoren praktisch in der gleichen Querschnittsebene des Profilstabes angeordnet sind, daß der öffnungswinkel eines jeden Kollimators mehr als den gesamten Bewegungsraum des durchlaufenden ProfiIstabes erfaßt, daß die Detektoren für die Messung der Gesamtintensität des Strahlenbündels der zugeordneten Strahlenquelle ausgelegt sind, und daß die elektronische Einrichtung für einen Vergleich der Maßwerte der Detektoren mit Sollwerten eines vorgegebenen Profils eingerichtet ist. Überraschenderweise kommt man zu einer Aussage über das Profil der untersuchten Profilstäbe, wenn der Profilstab an zwei oder mehr als zwei in praktisch der gleichen Querschnittsebene des Profilstabes angeordneten Strahlenquellen vorbeigeführt, die geschwächten Intensitäten dieser Strahlenquellen einzeln gemessen und diese Meßwerte mit Sollwerten eines vorgegebenen Profils verglichen werden. Dieser Vergleich läßt sich mit Hilfe eines Computers, in dem die Sollwerte des vorgegebenen Profils eingespeichert sind und der die Meßwerte mit diesen Sollwerten vergleicht, unschwer automatisch durchführen.

Wenn bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für Profilstäbe mit rundem Querschnitt der Rundstab an zwei

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Strahlenquellen vorbeigeführt wird, so erhält man bereite eine Aussage über die Unrundheit desselben. Denn die von Rundstab geschwächte Intensität der Strahlenquellen ist nur in erster Näherung von der Masse des Rundstabes« in zweiter Näherung jedoch auoh von der Geometrie des Rundstabes abhängig, so daß bei Unrundheit die Intensitäten der vom Rundstab geschwächten Strahlenquellen verschieden sein werden. Eine Aussage Über die Unrundheit, d.h. an welcher Stelle des Querschnittes der Rundstab unrund ist, läßt sich auf diese Weise nooh nicht vornehmen. Wird Jedooh der Rundstab an drei Strahlenquellen vorbeige führt, die zweckmäßigerweise in einem Winkel von etwa 120° längs des Umfange verteilt sind, und wird jeweils ein Meßwert der vom Rundstab geschwächten Intensität einer Strahlenquelle zugeordnet, so kann m&n über die drei einzelnen Meßwerte bereits zu Aussagen Über die Größe der Abweichung von der Rundheit bzw. über die Verteilung der Unrundheit kommen. Bei absolut rundem Querschnitt dee Profilet%bes sind die drei einzelnen Meßwerte der vom Rundstab geschwächten Intensitäten der Strahlenquellen gleich. Wird der absolut runde Querschnitt lediglich in seinem Durchmesser geändert, so sind die drei Intensitäten bzw. Meßwerte immer nooh gleich; ihre absolute QrBße aber wird eine andere sein. Wird angenommen, daß der au vermessende Rundstab eine Unrundheit in Richtung der Haupfcintensität einer Strahlenquelle besitzt, so werden die den beiden anderen StrahlenqueLen zugeordneten Meßwerte praktisch gleich sein, während der Meßwert, welcher der Strahlenquelle zugeordnet ist, in deren Hauptintensitätsrichttacg sich die Unrundheit befindet, von den beiden anderen MaS-

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werten stark abweichen wird. Beim Vergleich der einzelnen Meßwerte mit den Sollwerten des vorgegebenen Profils ergeben eich daher sehr genaue und detaillerte Informationen Über die Art der Unrundheit, deren Genauigkeit umso größer wird« Je mehr Strahlenquellen und Meßwerte zum Vergleich mit den vorgegebenen Sollwerte·- tut Verfügung stehen.

Daß bei einen absolut runden Profilstab in der vorbeschriebenen Anordnung die drei Meßwerte gleich sind, setzt voraus« daß keine der drei Strahlenquellen gegenüber der Achse des Rundstabes bevorzugt 1st. Diese Forderung läßt sich in den seltensten Fällen verwirklichen, da sich der Rundstab In-.folg« der Vorbewegung auch in dazu orthogonalen Richtungen bewegen wird. Dies kommt umso deutlicher zum Vorschein, je geringer der Durchmesser dej Rundstabes ist, wie es z.B. bei dünnen Drähten der Fall ist* Daher werden die Sollwerte zweckmäSigerweiie durch Eichung mit Hilfe eines Normprofils bestimmt und dem Computer eingespeichert, wobei Bewegungen in orthogonalen Richtungen zur Vorbewegungs-/*->. richtung in der Eichung berücksichtigt werden. Um die Meß-

genaulgkeit zu erhöhen, 1st es empfehlenswert, den zu vermessenden Profilstab im Bereich der Strahlenquellen ?u führen.

Sinngemäß läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung daher auch bei Profilen beliebigen Querschnittes, wie z.B. Sektorleitern, T-Profilen oder dergl. verwenden, wobei die Genauigkeit und Aussagekraft bzgl. des Profils natürlich von der Zahl der Strahlenquellen und damit der Meßwerte abhängt.

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Bei Verwendung von vielen Strahlenquellen zur Erhöhung der Genauigkeit kann es apparativen Gründen notwendig werden, die einzelnen Strahlenquellen teilweise in Bewegungsrichtung des Profilstabesi hintereinander anzuordnen _c Dadurch wird die Zeit, clie zur Messung zur Verfügung steht, verlängert. Diese Meßzeit bestimmt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des vorbeigeführten Profilstabes die noch aufzulösende Profiländerung. Über Profiländerungen, die in Zeiten an den Strahlenquellen vorbeigeführt werden, die klein sind im Vergleich zur Meßzeit,, wird gleichsam integriert, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für Profilstäbe mit zur Achse asymmetrischen und an der Meßstelle sich drehendem Querschnitt verwendbar ist;, sofern die Änderungen des Querschnitts nur schnell genug bzgl. der Meßzeit erfolgen» Da in solchen Fällen die Änderung des Querschnittes, das heißt die Geschwindigkeit, mit der der Profilstab an den Strahlenquellen vorbeigeführt wird, durch die Arbeitsgeschwindigkeit der vor den Strahlenquellen liegenden Vorrichtung vorgegeben ist, sieht die Erfindung eine veränderliche Meßzeit vor.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehend darin_f daß der Fachwelt zunersten Mal eine Vorrichtung in die Hand gegeben ist, mit der sich Profilstäbe mit nahezu beliebiger Querschnittsform bzgl. des Profils automatisch überwachen lassen und die ohne Eingriff in den Fertigungszeitplan verwendet werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Messung der Unrundhelt von Rundstäben,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.

Die in den Fig. dargestellte Vorrichtung dient zur Messung des Profils von Profilstäben» insbesondere der Itunoheit von Rundstäben (Drähten). Die Vorrichtung besteht in ihrem wesentlichen Aufbau aus drei« im Winkel von 120° zueinander angeordneten punktförmigen Strahlenquellen 1» die jeweils in den Boden von im wesentlichen, zylindrischen Kollimatoren

2 eingesetzt sind, drei auf der gegenüberliegenden Seite des Rundstabes J>, ebenfalls im Winkel von 120° zueinander angeordneten und den gegenüberliegenden Strahlenquellen 1 zugeordneten Detektoren 4, und aus einer elektronischen Einrichtung (nicht dargestellt), die die Meßwerte der Detektoren 4 mit Sollwerten eines vorgegebenen Profils vergleicht. Kollimatoren 2 und Detektoren 4 befinden sich in einem Gehäuse 5» das mit FUhrungsstutxen 7 für den Draht

3 und einer Aufstellkoneiole 6 versehen ist.

Der in Fig. i gexi-igie Querschnitt 3 isennz©lehnet den gesamten Bewegungerauiw des Rundstabes beim Durchlauf, d.i. Rundstabquerschnitt plus Fläche, die vom Rundstab bei Bewegungen in zur Vorbewegungsrichtung orthogonalen Richtungen eingenommen werden kann. Der Kollimatoröffnungswinkel ist so ausgebildet, daß er mehr als im gesamten Bewegungsraum des durchlaufenden Rundstabes 3 erfaßt. Die

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: Strahlenquellen 1 sind so ausgewählt, daß ihr« Strahlisng

I voia Rundstab 3 beachtlich absorbiert wird· Die Detektoren

■■ 4 sind für die Messung der aesamtlntetneitKt des Strahlen«

I bündele der zugeordneten Strahlenquellen 1 ausgelegt· SB

ξ Ausführungsbeispiel sind die punktfönnlgen Strahlenquellen 1 mit einem Halter 8 in den entsprechenden Boden -, des Kollimators 2 eingesetzt, üblioh® Abeohirepla.fcte 9

1st aufgi»setzt. Im übrigen befinden sich in Au*ftihrun®s- ; beispiel vor den Detektoren 4 Blenden 4a, deren Clffknsoge«

durchmesser praktisch dem Durchmesser des BewegurigsrasiH»» des durchlaufenden Rundstabes 3 entsprechen.

Schutzansprüehe s

Claims

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Schutzansprüche :

1. Vorrichtung zur Messung des Profils von Profilistäben im Durchlaufverfahren, wobei der zu untersuchende Profilstab an zumindest zwei radioaktiven Strahlenquellen vorbeigeführt und die vom Profilstab geschwächten Intensitäten der Strahlenquellen einzeln mit Detektoren gemessen werden, bestehend aus im wesentlichen zylindrischen Kollimatoren mit jeweils in dem Kollimatorboden eingesetzter punktförmiger Strahlenquelle, einem die Kollimatoren und Detektoren aufnehmenden Gehäuse und einer die Meißwerte der Detektoren vergleichenden elektronischen Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatoren (2) mit den Strahlenquellen (1) und die Detektoren (4) praktisch in der gleichen Querschnittsebene des Profilstabes angeordnet sind, daß der öffnungswinkel eines jeden Kollimators (2) mehr als den gesamten Bewegungsraum (3) des durchlaufenden Profilstabes erfaßt, daß die Detektoren (4) für die Messung der Gesamtintensität des Strahlenbündels der zugeordneten Strahlenquelle (1) ausgelegt sind, und daß die elektronische Einrichtung für einen Vergleich der Meßwerte der Detektoren (4) mit Sollwerten eines vorgegebenen Profils eingerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Detektoren (4) jeweils eine Blende (4a) angeordnet ist, deren Öffnungsdurchmesser praktisch dem Durchmesser des Bewegungsraumes (^) des durchlaufenden Profilstabes entspricht.

700142619.8.71 J

Andrejewski, Honke & Gesthuyten, Patentanwalt·, 4300 Emn, Th«atorpla«z

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3» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß orthogonal zu den Kolliraatorachaen als Einlauf- und AuslauffUhrung ausgebildete Führungs« stutzen (7) am Gehäuse (5) angeordnet sind,

4. Vorrichtung nach ein&ro der Ansprüche 1 bis 2, in dm? Aus führ ungs form für RunästÄbe (Drähte)« dadurch gekentizeIchnet, daß drei Kollimatoren (2) mit Strahlenquellen (1) in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind·