JP6761478B2 - 測定対象物の層厚又は間隔を算出するためのテラヘルツ測定法及びテラヘルツ測定装置 - Google Patents
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Description
2 測定対象物
2a 管壁外面
2b 管壁内面
3 層
4 送受信ユニット
4a 測定ヘッド
5 送信機
6 受信機
7 テラヘルツビーム
7a テラヘルツビーム
7b テラヘルツビーム
8 制御装置
10 固定ミラー
11 調整可能ミラー
12 光レーザ
14 収容リング
15 フレーム、ベース
17 案内装置
102 合成樹脂フィルム
102a フィルム外面
102b フィルム内面
A 対称軸
B 管軸
C 光軸
E 調整方向
s 調整区間調
α 整角度範囲
Claims (15)
- テラヘルツビーム(7a,7b)によって1つの測定対象物(2,102)の層厚(d)又は間隔を測定するための方法であって、少なくとも1つのテラヘルツビーム(7a)が、1つのテラヘルツ送受信ユニット(4)から光軸(C)に沿って前記測定対象物(2,102)へ放射され、前記測定対象物(2,102)の少なくとも1つの層(3)を透過して反射したテラヘルツビーム(7b)又は前記測定対象物(2,102)の少なくとも1つの層(3)に到達し反射したテラヘルツビーム(7b)が検出され、当該検出された反射したテラヘルツビーム(7b)の測定信号が評価され、層厚(d)及び/又は間隔が、前記層(3)の少なくとも1つの境界面(2a,2b)で反射したビーム(7b)の伝搬時間差(t2−t1)から算出される当該方法において、
複数の測定が、異なる複数の光軸(C)によって実行され、
当該放射されたテラヘルツビーム(7a)の前記光軸(C)が、前記複数の測定中に又は前記複数の測定間に調整され、前記複数の測定のうちの1つの測定が、前記層厚(d)及び/又は前記間隔を算出するために使用されることを特徴とする方法。 - 前記測定対象物の表面(2a,102a)が、センサによって捕捉され、前記放射されたテラヘルツビーム(7a)の前記光軸(C)が、前記センサの測定に依存して、前記センサによって算出された最小の間隔の位置に整合され追従されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記放射されたテラヘルツビーム(7a)の前記光軸(C)は、調整範囲(α,s)、特に調整角度範囲(α)にわたって連続的に且つ周期的に調整され、複数の測定が、当該調整中に記録され、
複数の測定が互いに比較され、最大振幅(A)によるか又は検出された最大信号による1つの測定が、前記層厚(d)を算出するための測定として使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記放射されたテラヘルツビーム(7a)の前記光軸(C)は、互いに非平行な2つの方向に、特に直交する2つの方向に、調整範囲(α,s)内で、特に調整角度範囲(α)内で周期的に調整されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記光軸(C)は、1つの方向に調整角度(α)内で周期的に調整され、さらに前記放射されたテラヘルツビーム(7a)を放射する1つの測定ヘッド(4a)から前記測定対象物(2)までの間隔が、周期的に調整されることを特徴とする請求項2又は3に記載の方法。
- 前記放射されたテラヘルツビーム(7a)の前記光軸(C)は、前記テラヘルツ送受信ユニット(4)の1つの測定ヘッド(4a)を旋回させることによって前記調整角度(α)内で調整されることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記テラヘルツ送受信ユニット(4)は、前記放射されたテラヘルツビーム(7a)及び前記反射したテラヘルツビーム(7b)を偏向するために調整可能ミラー(11)を有するミラー装置(10,11)を備え、
前記調整可能ミラー(11)は、前記光軸(C)の方向を変えるために調整されることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記放射されたテラヘルツビーム(7a)が前記測定対象物(2,102)の表面(2a,102a)に当たる位置は、前記測定、特に伝搬時間の算出から算出され確認されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記放射されたテラヘルツビーム(7a)の前記光軸(C)は、前記複数の測定中に又は前記複数の測定間で、前記光軸(C)に対して直角な調整方向(E)に並進調整されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 製造装置内で製造された合成樹脂製品又は合成樹脂管(2)又は合成樹脂フィルム(102)が、その製造後に搬送方向に沿って、少なくとも1つのテラヘルツ送受信装置(4)を有する測定装置(1)に沿って連続して案内され、前記テラヘルツ送受信ユニット(4)によって層厚(d)又は壁厚を検査され、
当該放射されたテラヘルツビーム(7a)の光軸(C)が、前記搬送方向に対して直角に整合されていて、この搬送方向に対して直角な平面内で調整され、
前記層厚(d)が、伝搬時間測定によって算出され、この伝搬時間測定時に、この層厚(d)の表面(2a,102a)への前記放射されたテラヘルツビーム(7a)の入射時の反射の第1測定ピーク(p1)とこの層(d)を透過しこの層厚(d)からの出射時に反射した後の時間的に後続する第2測定ピーク(p2)との間の時間差(t2−t1)が算出され、
前記層厚dが、d=c(t2−t1)/2nから算出され、
この場合、cは、真空中の光速度であり、nは、前記反射したテラヘルツビーム(7b)に対する合成樹脂材料の屈折率であり、(t2−t1)は、前記第1測定ピーク(p1)と前記第2測定ピーク(p2)との間の時間差であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。 - 合成樹脂の測定対象物(2,102)の層厚(d)及び/又は間隔を測定するための、テラヘルツ送受信ユニット(4)を有するテラヘルツ測定装置(1)であって、このテラヘルツ送受信ユニット(4)は、テラヘルツビーム(7a)を光軸(C)に沿って前記測定対象物(2,102)に放射するための1つの送信機(5)と、前記測定対象物(2,102)から反射したテラヘルツビーム(7b)を受信するための1つの受信機(6)と、層の第1境界面又は外面(2a)で反射したテラヘルツビーム(7b)とこの層を透過した後に第2境界面で反射したテラヘルツビーム(7b)との伝搬時間差から前記層厚(d)を算出するための1つの制御装置(8)とを有する当該テラヘルツ測定装置(1)において、
前記テラヘルツ送受信ユニット(4)の少なくとも一部が、前記光軸(C)を調整範囲(α,s)内で調整するために設けられていて、
前記制御装置(8)は、当該放射されたテラヘルツビーム(7a)の光軸(C)を調整範囲(α,s)内で連続的に又は途切れずに又は周期的に調整し、当該調整中に複数の測定を記録するように構成されていて、前記制御装置(8)は、これらの測定を互いに比較し、最大振幅による測定を前記層厚(d)及び/又は前記間隔を算出するために使用するように構成されていることを特徴とするテラヘルツ測定装置(1)。 - 前記テラヘルツ測定装置(1)の1つの測定ヘッド(4a)が、少なくとも1つの旋回軸方向に調整角度(α)内で調整可能であることを特徴とする請求項11に記載のテラヘルツ測定装置(1)。
- 前記テラヘルツ測定装置(1)は、調整可能な少なくとも1つのミラー(11)を有するミラー装置(10,11)を有し、前記調整可能な少なくとも1つのミラー(11)は、当該放射されたテラヘルツビーム(7a)の前記光軸(C)を調整するために少なくとも1つの調整範囲(α,s)内で、特に調整角度範囲(α)内で調整可能であることを特徴とする請求項11又は12に記載のテラヘルツ測定装置(1)。
- 前記テラヘルツ測定装置(1)は、前記測定対象物(2,102)の表面(2a,102a)の位置及び/又は地点を算出するためのセンサを有し、前記制御装置(8)が、このセンサによって捕捉された地点に依存して前記光軸(C)を追従させることを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項に記載のテラヘルツ測定装置(1)。
- 前記制御装置(8)は、調整範囲(α,s)内で、特に調整角度範囲(α)内で前記光軸(C)を調整し、測定信号を前記調整範囲内で連続して記録し、
前記制御装置(8)は、最大振幅を有する1つの測定を前記測定対象物(2,102)の表面(2a,102a)に直角に入射したときの測定として使用することを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項に記載のテラヘルツ測定装置(1)。
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