EP1423667A2 - Strahlungsmessvorrichtung - Google Patents

Strahlungsmessvorrichtung

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EP1423667A2
EP1423667A2 EP02776996A EP02776996A EP1423667A2 EP 1423667 A2 EP1423667 A2 EP 1423667A2 EP 02776996 A EP02776996 A EP 02776996A EP 02776996 A EP02776996 A EP 02776996A EP 1423667 A2 EP1423667 A2 EP 1423667A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
rod
measuring device
radiation measuring
sensor unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02776996A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Schulz
Erich Dreier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Edus Systemtechnik GmbH
Original Assignee
Edus Systemtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Edus Systemtechnik GmbH filed Critical Edus Systemtechnik GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01J2001/0276—Protection
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    • G01J2001/0485—Cosinus correcting or purposely modifying the angular response of a light sensor

Definitions

  • the invention is based on a radiation measuring device according to the preamble of claim 1.
  • a generic radiation measuring device for high-energy radiation which has a measuring window and a deflection unit formed by a mirror system, via which part of a radiation to be measured can be passed from the measuring window to a sensor unit.
  • the invention is particularly based on the object of providing a generic radiation measuring device with which particularly precise measurement results can be achieved, which has a long service life and which can nevertheless be produced inexpensively. It is solved according to the invention by the features of claim 1. Further refinements result from the subclaims. Advantages of the invention
  • the invention is based on a radiation measuring device, in particular for measuring high-energy radiation, with a measuring window and a deflection unit, via which at least part of the radiation to be measured can be passed from the measuring window to a sensor unit.
  • the deflection unit have at least one rod, into which the radiation can be coupled in via the measurement window transversely to its longitudinal extent via a side face and in its longitudinal extent can be passed on to the sensor unit.
  • the deflection unit By coupling in transversely to its longitudinal extent and by forwarding it in the longitudinal direction, only a certain amount of radiation can be decoupled in a targeted manner and passed on via the rod.
  • a strong heating of the rod can be avoided and interference caused by the heating and the resulting inaccuracies in measurement can be avoided.
  • interference formation caused by an axial coupling can be avoided.
  • a device can be created which provides accurate measurement results for the measurement of high-energy radiation, such as in particular high-energy UV radiation, over a long service life.
  • an easily mountable, inexpensive device can be created with a rod, in which the sensor unit and a measurement data evaluation unit can also advantageously be arranged outside the main radiation. Loads on the sensor unit and the measurement data evaluation unit caused by the main radiation can at least largely avoided and particularly small-area radiation absorption areas and minor disturbances of the radiation operation can be achieved.
  • the coupling of the radiation into the rod can be achieved by various methods which appear sensible to a person skilled in the art, for example the rod can be completely coated with a reflecting material, such as aluminum, and the layer can only be freed from the layer by grinding, etching, etc., in the area of the measuring window his.
  • the rod is particularly advantageously roughened or made matt, at least in the area of the measuring window or in the area of the side receiving the radiation, e.g. by a grinding process, so that a diffuse, preferably uniform, coupling can be achieved.
  • Roughened should also be understood to mean a surface roughness in the ⁇ range.
  • the side surface of the rod is advantageously curved at least in the area of the measuring window or preferably has a so-called cosine-correcting contour, as a result of which disturbances occurring during the coupling can be automatically compensated for.
  • the rod can only be designed with a corresponding contour in the area of the side surface, but it advantageously has a round cross-sectional area over its entire length, as a result of which a structurally simple and inexpensive rod can be used.
  • the end faces of the rod are preferably flat and polished, whereby a good measurement signal can be achieved.
  • the reflection within the rod is advantageously achieved via total reflection.
  • the rod can also be used with a reflective layer may be coated, such as aluminum, in order to be able to transmit a larger amount of radiation. If the rod only has a roughened surface in the area of the measuring window, an advantageous total reflection can be achieved in the rest of the rod. But is that
  • Rod roughened over its entire circumference and over its entire length a reverse assembly of the rod can be easily avoided and an inexpensive production of the rod can be achieved.
  • the rod can be made of various light-guiding materials that appear useful to the person skilled in the art. However, this is advantageously produced from a high-purity quartz glass, specifically with a broad transmission range, in particular up to 3 nm wavelength, which enables precise measurement results, a wide range of applications and a long service life to be achieved.
  • the rod be surrounded by at least one tube. Interference from extraneous light can be avoided and advantageous mechanical protection of the rod can be achieved.
  • the tube can be formed from various materials which appear sensible to the person skilled in the art and are resistant to high temperatures and in particular resistant to UV radiation.
  • the tube is particularly advantageously made of stainless steel. Stainless steel has a high resistance and also advantageously a relatively low thermal conductivity.
  • the rod be loaded with a defined force in the direction of the sensor unit, and in particular over the force is pressed into a fit. An exact position of the rod end relative to the sensor unit can always be achieved and measurement errors caused by positioning inaccuracies can be avoided.
  • the force can be applied directly to the rod via a rigid component, for example via a screw tightened with a certain torque, or can advantageously be applied to the rod via a spring, for example via) a plate spring, a helical compression spring, etc.
  • the spring can cause temperature-related Changes in the length of the rod can easily be compensated for and unwanted stresses avoided.
  • the rod is thermally decoupled from the sensor unit via an insulation unit, as a result of which thermal loads on the sensor unit can be further reduced.
  • a particularly advantageous insulation can be achieved by an air gap between the rod and the sensor unit in the direction of the deflected radiation.
  • the rod is advantageously mounted in a mounting plate via a first insulating element of the insulating unit and the sensor unit is mounted in the mounting plate via a second insulating element of the insulating unit.
  • Several “heat barriers” can be reached from the rod to the sensor unit.
  • the measuring window be closed by a closure element.
  • the closure element can be operated manually or advantageously by a control unit via an actuator, depending on at least one operating variable, for example the closure element can be closed automatically for self-protection if too much radiation is detected or if no radiation is measured for a certain time is, or can only open on a measurement request, etc.
  • the protection can be improved and the ease of use can be increased.
  • a measurement data evaluation unit of the radiation measurement device has at least two measurement channels, the device can be easily calibrated.
  • the radiation measuring device can always be designed with one or more additional rods and sensor units or can only be upgraded with a further measuring device for calibration. It is also possible that an external measuring unit for calibration is connected to the measuring data evaluation unit of the radiation measuring device.
  • the radiation measuring device is particularly suitable for measurements of high-energy UV radiation, but can also be used in the case of other radiation which appears useful to the person skilled in the art, such as, for example, laser radiation, etc. drawing
  • FIG. 1 shows a schematic partial section through a radiation measuring device according to the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged detail II from FIG. 1 in the direction of a radiation to be measured
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a measuring system with radiation measuring devices from FIG. 1.
  • the radiation measuring device has a measuring window 12 and a deflection unit, via which part of the radiation 10 to be measured can be conducted from the measuring window 12 to a sensor unit 14 with a photosensitive element ,
  • the deflection unit has a cylindrical rod 16 with a round cross-sectional area made of high-purity quartz glass, into which the radiation '10 can be coupled in via the measuring window 12 transversely to its longitudinal extension 18 via a side surface 70 of the rod 16 and can be passed on in the longitudinal extension 18 to the sensor unit 14 ,
  • the rod 16 has a roughened or matt surface, so that the radiation 10 can be coupled into the rod 16 diffusely and uniformly via the measuring window 12.
  • the diffusely coupled-in radiation 32 illuminates the rod 16 or is guided to the sensor unit 14 by total reflection within the rod 16 to the sensor unit 14 transversely to the direction of the radiation 10, specifically at an angle of 90 ° to the radiation 10 the radiation 10 is arranged.
  • the rod 16 is oriented at an angle of 90 ° to the radiation 10. However, it would also be possible to align it at a different angle to the radiation 10, for example in order to couple more or less of the radiation 10 into the rod 16.
  • the rod 16 is surrounded by a first, inner, non-rotatably mounted stainless steel tube 20 and by a second, outer, rotatably mounted stainless steel tube 22.
  • the first stainless steel tube 20 has a first elongated recess 40 with rounded corners forming the measuring window 12 (FIGS. 1 and 2).
  • the second stainless steel tube 22 has a recess 42 corresponding to the recess 40 at the level of the recess 40.
  • a screw 44 is screwed into the first stainless steel tube 20 at one end facing away from the sensor unit 14, by means of which the rod 16 is screwed in the direction of the screw spring 46
  • Sensor unit 14 is pressed with a defined force into a fit 24 of a high-temperature-resistant plastic insulating element 36 of an insulating unit 26, via which the rod 16 is thermally decoupled from the sensor unit 14.
  • the defined force and the fit 24 ensure reproducible installation of the rod 16.
  • the first stainless steel tube 20 is also pressed in the direction of the sensor unit 14 against another high-temperature-resistant insulating element 30 made of plastic of the insulating unit 26 and thereby secured against rotation, by means of which the rod 16 is mounted in a mounting plate 34 made of a temperature-resistant hard tissue.
  • the second noble jet pipe 22 is supported on the screw 44 in the direction facing away from the sensor unit 14 and is loaded in the direction of the screw 44 by a helical compression spring 48 on the side facing the sensor unit 14.
  • the helical compression spring 48 is supported on the insulating element 30 on the side facing away from the second stainless steel tube 22.
  • the second stainless steel tube 22 serves as a closure element of the measuring window 12 and can be moved in the direction of the sensor unit 14 against the spring force of the helical compression spring 48 and then rotated, namely until a wall of the second stainless steel tube 22 in front of the recess 40 of the first stainless steel tube 20 Lying comes and closes it.
  • the insulating element 36 has a radial distance 50 and the mounting plate 34 has a radial distance 52 from the rod 16.
  • the rod 16 lies in the direction of the sensor unit 14 only over a circumferential area via the insulating element 30 the mounting plate 34 and via a small axial annular surface 54 on the insulating element 36.
  • the sensor unit 14 is mounted in a recess 56 of the insulating element 36 via the insulating element 36 in a recess 62 of the mounting plate 34.
  • the sensor unit 14 is fixed in the recess 56 of the insulating element 36 in the axial direction of the rod 16 by means of two screws 58, 60.
  • the measurement data evaluation unit 38 On the side of the mounting plate 34 facing away from the rod 16, a measurement data evaluation unit 38 is fastened on it.
  • the measurement data evaluation unit 38 has two measurement channels in order to enable calibration.
  • FIG. 3 schematically shows a measuring system with radiation measuring devices for a production line, in which applied UV-curing lacquers are cured by means of UV radiation.
  • the radiation measuring devices are connected via data lines 64 to a control unit 66, which in turn is connected via a data line 68 to further control units of the production line, not shown in detail.
  • the measurement value query takes place via serial communication, whereby a plurality of measurement data evaluation units 38 can be connected via the central control unit 66.
  • a power regulation of the UV radiation is set up via the measuring system, by means of which the power can be regulated continuously between 30% and 100%.
  • the control unit 66 directs measured values of the radiation 10 to the further control unit (not shown in any more detail), which then regulates the power of UV radiators (not shown in detail) and thus the radiation intensity.

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Strahlungsmessvorrichtung, insbesondere zur Messung hochenergetischer Strahlung (10), mit einem Messfenster (12) und einer Umlenkeinheit, über die zumindest ein Teil der zu messenden Strahlung (10) yom Messfenster (12) an eine Sensoreinheit (14) leitbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Umlenkeinheit zumindest einen Stab (16) aufweist, in den die Strahlung (10) über das Messfenster (12) quer zu dessen Längserstreckung (18) über eine Seitenfläche (70) einkoppelbar und in dessen Längserstreckung (18) zur Sensoreinheit (14) weiterleitbar ist.

Description

Strahlungsmeßvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Strahlungsmeßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist eine gattungsbildende Strahlungsmeßvorrichtung für hochenergetische Strahlungen bekannt, die ein Meßfenster und eine von einem Spiegelsystem gebildete Umlenkeinheit aufweist, über die ein Teil einer zu messenden Strahlung vom Meßfenster an eine Sensoreinheit leitbar ist.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Strahlungsmeßvorrichtung bereitzustellen, mit der besonders präzise Meßergebnisse erreichbar sind, die eine lange Lebensdauer aufweist und dennoch kostengünstig herstellbar ist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst . Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Strahlungsmeßvorrichtung, insbesondere zur Messung hochenergetischer Strahlung, mit einem Meßfenster und einer Umlenkeinheit, über die zumindest ein Teil der zu messenden Strahlung vom Meßfenster an eine Sensoreinheit leitbar ist .
Es wird vorgeschlagen, daß die Umlenkeinheit zumindest einen Stab aufweist, in den die Strahlung über das Meßfenster quer zu dessen Längserstreckung über eine Seitenfläche einkoppel- bar und in dessen Längserstreckung zur Sensoreinheit weiterleitbar ist. Durch die Einkopplung quer zu dessen Längserstreckung und durch die Weiterleitung in Längserstreckung kann gezielt nur eine bestimmte Strahlungsmenge ausgekoppelt und über den Stab weitergeleitet werden. Eine starke Erwärmung des Stabs kann vermieden und durch die Erwärmung bedingte Interferenzbildungen und daraus resultierende Meßungenau- igkeiten können vermieden werden. Ferner kann eine durch eine axiale Einkopplung bedingte Interferenzbildung vermieden werden. Es kann eine Vorrichtung geschaffen werden, die über eine lange Lebensdauer genaue Meßergebnisse bei der Messung hochenergetischer Strahlung, wie insbesondere hochenergetischer UV-Strahlung, liefert.
Ferner kann mit einem Stab eine einfach montierbare, kostengünstige Vorrichtung geschaffen werden, bei der zudem die Sensoreinheit und eine Meßdatenauswerteeinheit vorteilhaft außerhalb der HauptStrahlung angeordnet werden können. Durch die HauptStrahlung bedingte Belastungen der Sensoreinheit und der Meßdatenauswerteeinheit können zumindest weitgehend ver- mieden und es können besonders kleinflächige Strahlungsaufnahmebereiche und geringe Störungen des Strahlungsbetriebs erreicht werden.
Die Einkopplung der Strahlung in den Stab kann durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Methoden erreicht werden, beispielsweise kann der Stab mit einem relektierenden Material, wie Aluminium, vollständig beschichtet und nur im Bereich des Meßfensters von der Schicht durch Freischleifen, Ätzen usw. befreit sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch der Stab zumindest im Bereich des Meßfensters bzw. im Bereich der die Strahlung aufnehmenden Seitenfläche aufgerauht bzw. matt ausgeführt, z.B. durch einen Schleif organg, so daß eine diffuse, vorzugsweise gleichmäßige Einkopplung erreicht werden kann. Unter aufgerauht soll auch eine Oberflächenrauhigkeit im μ-Bereich verstanden werden.
Die Seitenfläche des Stabs ist vorteilhaft zumindest im Bereich des Meßfensters gewölbt ausgeführt bzw. besitzt vor- zugsweise eine sogenannte cosinus-korrigierende Kontur, wodurch bei der Einkopplung auftretende Störungen automatisch ausgeglichen werden können. Der Stab kann nur im Bereich der Seitenfläche mit einer entsprechenden Kontur ausgeführt sein, vorteilhaft besitzt dieser jedoch über seine gesamte Länge eine runde Querschnittsfläche, wodurch ein konstruktiv einfacher und kostengünstiger Stab verwendet werden kann. Die Stirnflächen des Stabs sind vorzugsweise plan und poliert, wodurch ein gutes Meßsignal erreicht werden kann.
Die Reflexion innerhalb des Stabs wird vorteilhaft über Totalreflexion erreicht. Der Stab kann jedoch auch mit einer reflektierenden Schicht beschichtet sein, wie beispielsweise mit Aluminium, um eine größere Strahlungsmenge weiterleiten zu können. Besitzt der Stab nur im Bereich des Meßfensters eine aufgerauhte Oberfläche, kann eine vorteilhafte Totalre- flexion im restlichen Stab erreicht werden. Ist dagegen der
Stab über seinen gesamten Umfang und über seine gesamte Länge aufgerauht, kann eine seitenverkehrte Montage des Stabs einfach vermieden und eine kostengünstige Herstellung des Stabs erreicht werden.
Der Stab kann aus verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, lichtleitenden Materialien hergestellt sein. Vorteilhaft wird dieser jedoch aus einem hochreinen Quarzglas hergestellt, und zwar mit einem breiten Transmissionsbereich, insbesondere bis zu 3 nm Wellenlänge, wodurch genaue Meßergebnisse, ein breiter Einsatzbereich und eine lange Lebensdauer erreicht werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge- schlagen, daß der Stab von zumindest einem Rohr umgeben ist. Störeinflüsse von Fremdlicht können vermieden und es kann ein vorteilhafter mechanischer Schutz des Stabs erreicht werden. Das Rohr kann aus verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, hochtemperaturbeständigen und insbesondere ge- gen UV-Strahlung beständigen Werkstoffen gebildet sein. Besonders vorteilhaft ist das Rohr jedoch aus Edelstahl hergestellt. Edelstahl besitzt eine hohe Beständigkeit und zudem vorteilhaft eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit.
Ferner wird vorgeschlagen, daß der Stab in Richtung Sensoreinheit mit einer definierten Kraft belastet und insbesondere über die Kraft in eine Passung gedrückt ist. Es kann stets eine genaue Position des Stabendes zur Sensoreinheit erreicht und durch Positionierungsungenauigkeiten bedingte Meßfehler können vermieden werden.
Die Kraft kann direkt über ein starres Bauteil auf den Stab aufgebracht sein, beispielsweise über eine mit einem bestimmten Drehmoment angezogene Schraube oder kann vorteilhaft über eine Feder auf den Stab aufgebracht sein, beispielsweise über ) eine Tellerfeder, eine Schraubendruckfeder usw. Durch die Feder können temperaturbedingte Längenänderungen des Stabs einfach ausgeglichen und ungewünschte Spannungen vermieden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Stab über eine Isoliereinheit von der Sensoreinheit thermisch entkoppelt ist, wodurch thermische Belastungen der Sensoreinheit weiter reduziert werden können.
Eine besonders vorteilhafte Isolation kann erreicht werden, indem in Richtung der umgelenkten Strahlung zwischen dem Stab und der Sensoreinheit ein Luftspalt ist .
Ferner ist vorteilhaft der Stab über ein erstes Isolierele- ment der Isoliereinheit in einer Montageplatte und die Sensoreinheit über ein zweites Isolierelement der Isoliereinheit in der Montageplatte gelagert. Es können mehrere „Wärmesperren" vom Stab zur Sensoreinheit erreicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Meßfenster über ein Verschlußelement ver- schließbar ist, wodurch unnötige Belastungen des Stabs und der Sensoreinheit vermieden werden können. Das Verschlußelement kann manuell bedienbar oder vorteilhaft von einer Steuereinheit über einen Aktuator, abhängig von zumindest einer Betriebsgröße steuerbar ausgeführt sein, beispielsweise kann das Verschlußelement zum Selbstschutz automatisch geschlossen werden, wenn eine zu große Strahlung detektiert wird, oder wenn über eine bestimmte Zeit keine Strahlung gemessen wird, oder kann nur auf eine Meßanforderung öffnen usw. Mit dem automatisch steuerbaren Verschlußelement kann der Schutz verbessert und der Bedienkomfort gesteigert werden.
Besitzt eine Meßdatenauswerteeinheit der Strahlungsmeßvorrichtung zumindest zwei Meßkanäle, kann die Vorrichtung einfach kalibriert werden. Die Strahlungsmeßvorrichtung kann hierfür stets mit einem oder mehreren zusätzlichen Stäben und Sensoreinheiten ausgeführt sein oder kann nur zur Kalibrierung mit einer weiteren Meßvorrichtung aufgerüstet werden. Möglich ist auch, daß eine externe Meßeinheit zur Kalibrierung an die Meßdatenauswerteeinheit der Strahlungsmeßvorrichtung angeschlossen wird.
Die Strahlungsmeßvorrichtung eignet sich insbesondere für Messungen von hochenergetischer UV-Strahlung, kann jedoch auch bei anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Strahlungen eingesetzt werden, wie beispielsweise bei Laser- Strahlung usw. Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Strahlungsmeßvorrichtung,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt II aus Fig. 1 in Richtung einer zu messenden Strahlung und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Meßsystems mit Strahlungsmeßvorrichtungen aus Fig. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch eine Strahlungsmeßvorrichtung zur Messung hochenergetischer UV- Strahlung 10. Die Strahlungsmeßvorrichtung besitzt ein Meßfenster 12 und eine Umlenkeinheit, über die ein Teil der zu messenden Strahlung 10 vom Meßfenster 12 an eine Sensoreinheit 14 mit einem fotoempfindlichen Element leitbar ist. Die Umlenkeinheit besitzt erfindungsgemäß einen zylindrischen Stab 16 mit einer runden Querschnittsfläche aus einem hochreinen Quarzglas, in den die Strahlung' 10 über das Meßfenster 12 quer zu dessen Längserstreckung 18 über eine Seitenfläche 70 des Stabs 16 einkoppelbar und in dessen Längserstreckung 18 zur Sensoreinheit 14 weiterleitbar ist.
Der Stab 16 besitzt eine aufgerauhte bzw. matte Oberfläche, so daß die Strahlung 10 über das Meßfenster 12 in den Stab 16 diffus und gleichmäßig einkoppelbar ist. Die diffus eingeko- pelte Strahlung 32 leuchtet den Stab 16 aus bzw. wird durch Totalreflexion innerhalb des Stabs 16 zur Sensoreinheit 14 quer zur Richtung der Strahlung 10, und zwar in einem Winkel von 90° zur Strahlung 10, zur Sensoreinheit 14 geleitet, die außerhalb der Strahlung 10 angeordnet ist. Der Stab 16 ist in einem Winkel von 90° zur Strahlung 10 ausgerichtet. Möglich wäre jedoch auch, diesen in einem anderen Winkel zur Strahlung 10 auszurichten, beispielsweise um mehr oder auch weniger von der Strahlung 10 in den Stab 16 einzukoppeln.
Der Stab 16 ist von einem ersten, inneren, drehfest montierten Edelstahlrohr 20 und von einem zweiten, äußeren, drehbar gelagerten Edelstahlrohr 22 umgeben. Das erste Edelstahlrohr 20 besitzt eine das Meßfenster 12 bildende erste, längliche Ausnehmung 40 mit abgerundeten Ecken (Fig. 1 und 2) . Das zweite Edelstahlrohr 22 besitzt in Höhe der Ausnehmung 40 eine der Ausnehmung 40 entsprechende Ausnehmung 42.
In das erste Edelstahlrohr 20 ist an einem der Sensoreinheit 14 abgewandten Ende eine Schraube 44 eingeschraubt, mit der der Stab 16 über eine Schraubendruckfeder 46 in Richtung der Sensoreinheit 14 mit einer definierten Kraft in eine Passung 24 eines hochtemperaturbeständigen Isolierelements 36 aus Kunststoff einer Isoliereinheit 26 gedrückt ist, über die der Stab 16 von der Sensoreinheit 14 thermisch entkoppelt ist. Durch die definierte Kraft und die Passung 24 wird ein reproduzierbarer Einbau des Stabs 16 sichergestellt.
Über die Schraube 44 wird ferner das erste Edelstahlrohr 20 in Richtung der Sensoreinheit 14 gegen ein weiteres hochtem- peraturbeständiges Isolierelement 30 aus Kunststoff der Isoliereinheit 26 gedrückt und dadurch drehfest gesichert, über das der Stab 16 in einer Montageplatte 34 aus einem temperaturbeständigen Hartgewebe gelagert ist .
Das zweite Edelstrahlrohr 22 ist in die von der Sensoreinheit 14 abgewandte Richtung an der Schraube 44 abgestützt und wird auf der der Sensoreinheit 14 zugewandten Seite über eine Schraubendruckfeder 48 in Richtung der Schraube 44 belastet. Die Schraubendruckfeder 48 ist auf der dem zweiten Edelstahl- röhr 22 abgewandten Seite an dem Isolierelement 30 abgestützt. Das zweite Edelstahlrohr 22 dient als Verschlußelement des Meßfensters 12 und kann in Richtung der Sensoreinheit 14, entgegen der Federkraft der Schraubendruckfeder 48 verschoben und anschließend verdreht werden, und zwar bis ei- ne Wandung des zweiten Edelstahlrohrs 22 vor der Ausnehmung 40 des ersten Edelstahlrohrs 20 zum Liegen kommt und diese verschließt .
Um einen direkten Wärmeübergang vom Stab 16 auf die Sensor- einheit 14 zu vermeiden, ist in axialer Richtung des Stabs 16 bzw. in Richtung der umgelenkten Strahlung 32 zwischen dem Stab 16 und der Sensoreinheit 14 ein Luftspalt 28. Ferner besitzt das Isolierelement 36 einen radialen Abstand 50 und die Montageplatte 34 einen radialen Abstand 52 zum Stab 16. Der Stab 16 liegt in Richtung Sensoreinheit 14 nur über einen Um- fangsbereich über das Isolierelement 30 an der Montageplatte 34 und über eine kleine axiale Ringfläche 54 am Isolierelement 36 an .
In einer Ausnehmung 56 des Isolierelements 36 ist die Sensor- einheit 14 über das Isolierelement 36 in einer Ausnehmung 62 der Montageplatte 34 gelagert. Die Sensoreinheit 14 ist in der Ausnehmung 56 des Isolierelements 36 in axialer Richtung zum Stab 16 über zwei Schrauben 58, 60 fixiert.
Auf der dem Stab 16 abgewandten Seite der Montageplatte 34 ist auf dieser eine Meßdatenauswerteeinheit 38 befestigt. Die Meßdatenauswerteeinheit 38 besitzt zwei Meßkanäle, um eine Kalibrierung zu ermöglichen.
In Fig. 3 ist schematisch ein Meßsystem mit Strahlungsmeßvorrichtungen für eine Fertigungsstraße dargestellt, in der aufgebrachte UV-härtende Lacke mittels UV-Strahlung ausgehärtet werden. Die Strahlungsmeßvorrichtungen sind über Datenleitungen 64 mit einer Steuerungseinheit 66 verbunden, die wiederum über eine Datenleitung 68 mit weiteren, nicht näher dargestellten Steuereinheiten der Fertigungsstraße verbunden ist.
Die Meßwertabfrage erfolgt über eine serielle Kommunikation, wodurch mehrere Meßdatenauswerteeinheiten 38 über die zentra- le Steuerungseinheit 66 verbunden werden können. Über das Meßsystem ist eine Leistungsregelung der UV- Strahlung aufgebaut, über die die Leistung zwischen 30% und 100% stufenlos regelbar ist. Die Steuerungseinheit 66 leitet hierfür Meßwerte der Strahlung 10 zu der nicht näher dargestellten, weiteren Steuereinheit, die daraufhin die Leistung nicht näher dargestellter UV-Strahler und damit die Strahlungsstärke regelt .
Bezugszeichen
10 Strahlung 56 Ausnehmung
12 Meßfenster 58 Schraube
14 Sensoreinheit 60 Schraube
16 Stab 62 Ausnehmung
18 Längserstreckung 64 Datenleitung
20 Rohr 66 Steuerungseinheit
22 Rohr 68 Datenleitung
24 Passung 70 Seitenfläche
26 Isoliereinheit
28 Luftspalt
30 Isolierelement
32 Strahlung
34 Montageplatte
36 Isolierelement
38 Meßdatenauswerteeinheit
40 Ausnehmung
42 Ausnehmung
44 Schraube
46 Feder
48 Feder
50 Abstand
52 Abstand
54 Ringfläche

Claims

Ansprüche
1. Strahlungsmeßvorrichtung, insbesondere zur Messung hochenergetischer Strahlung (10) , mit einem Meßfenster (12) und einer Umlenkeinheit, über die zumindest ein Teil der zu messenden Strahlung (10) vom Meßfenster (12) an eine Sensoreinheit (14) leitbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umlenkeinheit zumindest einen Stab (16) aufweist, in den die Strahlung (10) über das Meßfenster (12) quer zu dessen Längserstreckung (18) über eine Seitenfläche (70) einkoppelbar und in dessen Längserstreckung (18) zur Sensoreinheit (14) weiterleitbar ist.
2. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) zumindest im Bereich des Meßfensters (12) eine aufgerauhte Oberfläche zur diffusen Einkopplung der Strahlung (10) aufweist.
3. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Seitenfläche (70) des Stabs (16) zumindest im Bereich des Meßfensters (12) gewölbt ausgeführt ist.
4. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) eine runde Querschnittsfläche aufweist .
5. Strahlungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) von einem hochreinen Quarzglas gebildet ist.
6. Strahlungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) von zumindest einem Rohr (20, 22) umgeben ist.
7. Strahlungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) in Richtung der Sensoreinheit (14) mit einer definierten Kraft belastet ist.
8. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) über die Kraft in eine Passung (24) gedrückt ist .
9. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kraft über eine Feder (46) auf den Stab (16) aufgebracht ist .
10. Strahlungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) über eine Isoliereinheit (26) von der Sensoreinheit (14) thermisch entkoppelt ist.
11. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in Richtung der umgelenkten Strahlung (32) zwischen dem Stab (16) und der Sensoreinheit (14) ein Luftspalt (28) ist.
12. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) über ein erstes Isolierelement (30) der Isoliereinheit (26) in einer Montageplatte (34) gelagert ist.
13. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 12 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sensoreinheit (14) über ein zweites Isolierelement (36) der Isoliereinheit (26) in der Montageplatte (34) gelagert ist.
14. Strahlungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Meßfenster (12) über ein Verschlußelement (22) 5 verschließbar ist .
15. Strahlungsmeßvorrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verschlußelement von einer Steuereinheit über .0 einen Aktuator, abhängig von zumindest einer Betriebsgröße steuerbar ist .
16. Strahlungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,
.5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Meßdatenauswerteeinheit (38) vorgesehen ist, die zumindest zwei Meßkanäle aufweist.
17. Strahlungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden !0 Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (16) in Richtung Sensoreinheit (14) eine plane und polierte Stirnfläche aufweist.
.5 18. Verfahren zur Messung einer Strahlung (10) mit einer
Strahlungsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
50
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