WO2002035181A1 - Vorrichtung zur überprüfung und kontrolle einer einzel-glasscheibe, eines isolierglas-elements oder eines laminatglases - Google Patents

Vorrichtung zur überprüfung und kontrolle einer einzel-glasscheibe, eines isolierglas-elements oder eines laminatglases Download PDF

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WO2002035181A1
WO2002035181A1 PCT/AT2001/000252 AT0100252W WO0235181A1 WO 2002035181 A1 WO2002035181 A1 WO 2002035181A1 AT 0100252 W AT0100252 W AT 0100252W WO 0235181 A1 WO0235181 A1 WO 0235181A1
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WO
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glass
light
laminate
housing
light source
Prior art date
Application number
PCT/AT2001/000252
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Abraham
Wolfgang Krob
Robert Vonasek
Original Assignee
Sensor-Tech Messtechnik Gmbh
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Publication date
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Priority to AU2001277383A priority patent/AU2001277383A1/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material

Definitions

  • the invention relates to a device for checking and checking a single glass pane, an insulating glass element comprising two or more parallel glass panes, e.g. an insulating glass window, or a laminate glass, with a first light source, the optical axis of which can be brought into the reflection position with the single glass pane, the insulating glass element or the laminate glass, and an optical unit which is fixed relative to this, for determining the mutual distance of the individual -Glass pane, the insulating glass element or the laminate glass reflected parallel light rays.
  • an insulating glass element comprising two or more parallel glass panes, e.g. an insulating glass window, or a laminate glass, with a first light source, the optical axis of which can be brought into the reflection position with the single glass pane, the insulating glass element or the laminate glass, and an optical unit which is fixed relative to this, for determining the mutual distance of the individual -Glass pane, the insulating glass element or the laminate glass reflected parallel
  • the thickness of the glass panes of an insulating glass element is determined by laser triangulation, the mutual distances of the laser beams reflected from the glass panes being able to be measured using a scale.
  • the measurement error caused by the unsharpness of the light points generated by the reflected light beams only enables a relatively imprecise determination of the thickness and distance of the insulating glass element.
  • the presence of a coating on the glass panes cannot be determined in this known device.
  • Another method of determining a coating on an insulating glass element is to measure it capacitively.
  • this is only possible up to a certain thickness of the insulating glass element and the suitable measuring device must always rest on the coated pane of the insulating glass element, which is not always possible if it is on the outside of a building, for example.
  • the object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned at the outset with which a non-destructive check of the position of coatings or laminate foils present on a single glass pane, the glass panes of the insulating glass element or within a laminate glass, and a thickness measurement of the Coating or the laminate film is possible.
  • Another object is to make the device portable, easy to handle and safe to use.
  • the optical unit for determining the mutual distance of the reflected light beams is formed by a spatially resolving optoelectronic detector which is connected to an evaluation device which determines the thickness of the individual from the distances and intensities of the reflected light beams - Glass pane, the thickness of the individual glass panes of the insulating glass element or the thickness of the layers of the laminate glass and their mutual distances and / or the presence and location of coatings applied to the individual glass pane or the individual glass panes of the insulating glass element or from one or several laminate films contained in the laminate glass.
  • an opto-electronic detector enables an exact measurement of the mutual distance of the rays reflected from the individual glass pane, the insulating glass element or the laminate glass, since the intensity maxima can be determined from the intensity distribution of the reflected rays, which enables a very precise distance determination enable. With their help, the thickness of the glass panes and also the thickness of the laminate films can be determined.
  • a transport device is arranged at a distance from the first light source, on which individual glass panes, insulating glass elements or laminate glasses can be moved, so that the individual glass pane, the insulating glass element or of the laminated glass the first light source reaches the reflection position and the reflected light rays strike the optoelectronic detector.
  • the glass panes moved past at a defined distance can thus be measured and checked during their movement without having to stop.
  • Another variant of the invention may consist in that the device is arranged in a housing which can be placed on one of the outer sides of the individual glass pane, the insulating glass element or laminate glass, with at least one first opening in the housing for the passage of the light source from the first emittable light beam and the light rays reflected by the single glass pane, the insulating glass element or the laminate glass is provided.
  • glass panes already installed in window frames or in building parts can be checked to determine whether a coating or a laminate film is present on or in these.
  • the housing can be placed on the outside of the glass pane and the measurement can then be carried out.
  • the optoelectronic detector is formed from a CCD (Charge Coupled Device) element containing a plurality of image memory points, and that of the individual - Glass pane, light rays reflected from the insulating glass element or from the laminate glass strike the image memory points.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the CCD element is designed as a CCD line in which the image memory points are linear along the longitudinal axis the CCD line are arranged, and that the longitudinal axis of the CCD line runs in the plane spanned by the reflected light beams.
  • An advantageous embodiment of the invention for practical use and for the manufacture of the device according to the invention can consist in that the at least one first opening for the passage of the light beam emittable by the first light source and that of the individual glass pane, the insulating glass element or the laminate glass back-reflected light rays - in a known manner - is excluded in a housing wall on the underside of the housing, and that the optical axis of the first light source, preferably in an angular range of 45 ° to 60 °, with respect to the housing wall.
  • a very compact design of the device according to the invention can be achieved according to a further variant of the invention in that the first light source is formed by a laser diode.
  • the first wall opening is rectangular and that the CCD line is arranged along the longitudinal central axis of the first wall opening and offset in height from the housing wall forming the first wall opening.
  • a further embodiment of the invention can consist in that the evaluation device is connected to a display device via which the number, the thickness, the mutual spacing of the parallel glass panes and the position of a coating which may be present on the front or rear side of the individual glass pane or the glass panes of the insulating glass element or the number and thickness of the laminate films of the laminate glass can be displayed.
  • the display device enables a clear and quick representation of the measurement result.
  • an interference filter is arranged at a distance in front of the CCD line, taking into account the angle of incidence of the reflected Radiation is only permeable to the wavelength of the light emitted by the first light source. In this way, practically only light with the wavelength emitted by the first light source can reach the optoelectronic detector, which enables a very precise determination of the intensity of the reflected rays.
  • a further reduction in the influence of stray light can be achieved in that, according to a further embodiment of the invention, the thickness of the housing wall on the underside of the housing is greater than the opening width of a recessed wall opening for the passage of the reflected light rays. From outside the device according to the invention, the light incident obliquely onto the opening from the surroundings of the glass pane or the insulating glass element can thus largely be prevented from entering through the opening or the stray light is absorbed on the opening wall.
  • the invention further relates to a device for checking and checking a single glass pane, an insulating glass element consisting of two or more parallel glass panes, e.g. an insulating glass window, or a laminate glass.
  • the object of the invention is to provide a device of the aforementioned type which, in addition to determining the thickness of single and multiple (insulating) glass panes, also enables simple and convenient structural testing which does not require the viewer to perform tiring test steps.
  • this is achieved in that a second light source for emitting a flat light field and a first light polarization device and a second light polarization device are provided, the first light polarization device polarizing the light emitted by the second light source and the second light polarization device the light reflected from the single glass pane, from the insulating glass element or from the laminated glass polarizes.
  • the light field viewed under polarized light gives at a glance information about the structure that forms during glass hardening and thus the presence of hardened or unhardened glass panes.
  • a transport device is arranged at a distance from the second light source, on which individual glass panes, insulating glass elements or laminate glasses can be moved, so that during the movement past the single glass pane, the insulating glass element or the laminate glass, the flat light field emittable by the second light source strikes the glass surface.
  • the condition of the glass quality can be checked during the transport movement of the glass panes, the movement even being able to be used to move the entire surface of the glass with the device according to the invention.
  • the observation of the reflected light can be automated.
  • the device comprises a housing which can be placed on one of the outer sides of the individual glass pane, the insulating glass element or the laminate glass, that the housing has at least one second opening for the passage of the surface area which can be emitted by the second light source Luminous field and the first light polarization device is arranged in the region of the second light source, and that a housing window directed towards the second housing opening is provided, in the region of which a second light polarization device is arranged.
  • the device housed in the housing can be placed on a built-in glass element and the condition of the glass surface can be fully assessed by moving the housing.
  • a further embodiment of the invention can consist in that the second light source is formed by a, preferably U-shaped, fluorescent tube. In this way, a very uniform illumination of the light field striking the insulating glass element can be achieved.
  • a variant of the invention that is technically simple to implement is that the first light polarization device is formed by a first pole filter and the second light polarization device is formed by a second pole filter.
  • a very comfortable and clear control of an insulating glass element or a laminate glass for the viewer can be carried out in a further embodiment of the invention in that the housing window is recessed in an inclined angle, preferably 45 °, of the housing wall, and that the second pole Filter is embedded in a first frame part running parallel to the housing window.
  • a second frame part for receiving the first pole filter is arranged in the interior of the housing
  • the plane is preferably oriented at a right angle to the first frame part, so that the first and second frame parts extend like a roof over the second opening.
  • a stable and symmetrical positioning of the light polarization devices within the housing is thereby achieved.
  • a uniform polarization over the entire light field can be achieved according to a further embodiment of the invention in that the fluorescent tube extends parallel to the plane of the second frame part.
  • Fig.l is a plan view of the housing of an embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a plan view of the opened housing according to Fig.l
  • FIG. 3 shows a section AA through the housing according to Figure 2;
  • FIG. 4 shows a section BB through the housing according to FIG. 2;
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the beam path through an insulating glass element and a further embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the intensity distribution of the rays reflected from a pane of an insulating glass element according to FIG. 5,
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the intensity distribution of the rays reflected by a coated insulating glass element
  • FIG. 9 shows a schematic representation of a further embodiment of the device according to the invention.
  • Fig. 1 to 4 show a device for checking and checking an insulating glass element 41, 42 consisting of two parallel glass panes, for example an insulating glass window, a laminated glass or a similar object made of glass, which can also comprise more than two parallel glass plates.
  • the control of individual glass panes is also possible with this device.
  • the condition of the insulating glass can be checked and checked after it has been manufactured or after it has been installed in buildings, for example to ensure that any coatings that may have been applied have been correctly applied to the glass panes, and whether the glass has actually been hardened and not uncured Glass at the manufacture of the insulating glass element has been used. It is also possible to check a laminate glass in which, for example, a laminate film is glued between two parallel glass panes and the presence of which can be determined using the device according to the invention.
  • One embodiment of the device comprises a housing 1 which can be placed on one of the outer sides of the insulating glass element 41, 42 and a first light source 2, preferably a laser light source 2, arranged therein, from which a light beam 10 directed downwards can be emitted.
  • a first light source 2 preferably a laser light source 2 arranged therein, from which a light beam 10 directed downwards can be emitted.
  • two or more openings can also be provided as long as these do not hinder the passage of the emitted and the reflected light.
  • the housing 1 has on its underside three support points, not shown in FIG. 3, which ensure that the light beam 10 strikes essentially in a normal plane to the glass panes of the insulating glass element 41, 42, even with a slightly curved glass pane 41, which is a prerequisite for the correct function of the device is.
  • a spatially resolving, optoelectronic detector 3 is provided for determining the mutual distance of the reflected light beams 11, 12, 13, 14 and their intensity.
  • the optoelectronic detector is preferably formed from a CCD (Charge Coupled Device) element 3 containing a plurality of image storage points 17 (FIG. 6), which is arranged within the housing 1 in such a way that the insulating glass element 41, 42 reflected light rays 11, 12, 13, 14 strike the image storage points 17.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the device according to the invention can be used in particular for hardened, laminated, coated and colored glasses. It can be protected against improper start-up by another sensor, which determines whether there is a glass surface in the measuring range.
  • the mode of operation of the device according to the invention is shown on the basis of the beam path shown in FIG. 5 through an insulating glass element formed from three parallel panes 41, 42, 43. In most cases, these are due to an inert gas filled gap separated from each other, whereby both reflection and refraction phenomena are observed when the emitted beam passes.
  • the distance between two glass panes can also be filled with a laminate film.
  • the device according to the invention can also be used with such insulating glass panes, provided that there is a change in the refractive index between two panes.
  • the reflected beam 11 strikes the CCD element 3, which in the illustrated embodiments of the device according to the invention is designed as a CCD line 3, in which the image memory Points 17 are arranged linearly along the longitudinal axis of the CCD line 3, the longitudinal axis of the CCD line 3 running in the plane spanned by the reflected light beam 10 and the further reflected light beams 11, 12, 13, 14, 15, 16, so that they all hit CCD line 3 and can be registered there.
  • a metallic coating 50 is applied to the rear of the glass pane 41, as is customary for insulating glass elements.
  • the non-reflected portion of the light beam 10 is broken upon entry into the glass pane 41 in accordance with its refractive index and partially reflected again at the rear side of the glass pane 41, as a result of which a reflected light beam 12 parallel to the reflected light beam 11 emerges at the front side of the glass pane 41 and displaces it strikes the light beam 11 on the CCD line 3.
  • the other glass panes 42, 43 generate in the same way on their front and back reflected beams 13, 14 and 15, 16, respectively, which strike the CCD line 3 offset from one another.
  • the multiple refraction of the reflected rays caused by the other glass panes of the insulating glass element on the way to the CCD line 3 is shown in FIG. 5.
  • the coating 50 on the back of the glass pane 41 increases the proportion of the light reflected by this coating 50 compared to a glass pane which is uncoated at this point.
  • the resulting increase in intensity of the reflected beam 12 is reproduced in FIG. 7, in which the intensity I of the reflected light and incident on the CCD line 3 is plotted as a function of the distance x measured along the CCD line 3.
  • the beam 11 reflected on the front of the glass pane 41 produces a first intensity distribution, the maximum In of which is smaller than the maximum I * 2 that reflected on the rear of the glass pane 41 and the coating 50 Intensity distribution is.
  • the intensity maxima are at a distance from the glass thickness dl, which can thus be determined via the CCD line 3.
  • the dashed line in FIG. 7 shows the intensity profile of an insulating glass element without coating 50.
  • the lower light intensity reflected on the rear side of the glass pane 41 can be clearly seen in this case.
  • the presence of a metallic coating can be determined from this difference in intensity.
  • the light rays reflected on the second glass pane 42 are higher without coating 50 than with one. This must be taken into account when evaluating the measurement results.
  • complicated cases with several coated glass panes or the simple case of a coated single glass pane can be dealt with in an analogous manner.
  • the mutual distance a between the glass panes 41, 42 and the thickness d2 of the glass pane 42 can also be determined from the position of the intensity maxima.
  • each image storage point 17 of the CCD line 3 being assigned a location coordinate.
  • the spatial resolution is approximately 0.05 mm.
  • the intensity distributions generated by the reflected rays 11 and 12 are resolved via the image memory points 17 of the CCD line 3 into discrete intensity measuring points, from which the position and the height of the maxima In and I ⁇ 2 can be determined.
  • the distance between the maxima enables the thickness to be determined and the mutual distance between the glass plates to be determined.
  • the CCD line 3 is connected to an evaluation device 45 (FIG. 5), which determines the presence from the intensities of the reflected light beams 11, 12, 13, 14, 15, 16 and the position of the coatings 50 applied to the individual glass panes of the insulating glass element 41, 42, 43 measured in FIG. 5 is determined.
  • the evaluation device 45 is also connected to a display device 46, for example an LCD display, via which the number, the thickness, the mutual spacing of the parallel glass panes and the position of any coating, if any, on the front or back of the glass panes of the insulating glass. Elements 41, 42, 43 or one or more laminate foils contained in a laminate glass, optionally with the aid of graphic symbols.
  • the display 46 is on the top of the Housing 1 attached, keys 21, 22 and 23 are provided for operating the device according to the invention (Fig.l).
  • the first light source as a laser diode 2, e.g. to form red light, ⁇ 3 mW, the optical axis of which preferably extends at an angle of 45 ° to 60 °, preferably 52.5 °, relative to the housing wall 61.
  • the first wall opening 60 for the passage of the light emitted by the laser diode 2 and reflected by the insulating glass element 41, 42 is rectangular in the exemplary embodiment shown.
  • the CCD line 3 is arranged along the longitudinal central axis of the first wall opening 60 and offset in height from the housing wall 61 forming the first wall opening 60.
  • an interference filter 67 is arranged - as seen in the direction of the reflected rays 11, 12, 13, 14 - at a distance in front of the CCD line 3, which only takes into account the angle of incidence of the reflected rays 11, 12, 13, 14 is transparent to the wavelength of the light emitted by the first light source 2. It can be inserted into the first opening 60.
  • a further spectral filter 66 can be arranged in the beam path of the light emitted by the laser diode 2 before it is reflected by the insulating glass element.
  • the thickness of the housing wall 61 on the underside of the housing 1 can be larger than the opening width of the opening 60 for the passage of the reflected light rays 11, 12, 13, 14, 15, 16. This limits the penetration of stray light. This is partially absorbed on the wall of the opening 60.
  • a second light source 7 for emitting a flat light field and a first light polarization device 33 and a second light polarization device 32 are provided according to the invention , wherein the first light polarizing device 33 polarizes the light emitted by the second light source 7 and the second light polarizing device polarizes the light reflected from a single glass pane, from the insulating glass element 41, 42 or from a laminated glass.
  • the housing 1 has a second opening 80 for the passage of the flat surface that can be emitted by the second light source 7 Luminous field and a housing window 38 directed towards the second housing opening 80.
  • the second light source being formed by a, preferably U-shaped, fluorescent tube 7.
  • the first light polarization device 33 is arranged in the area of the second light source 7 and the second light polarization device 32 in the area of the housing window 38, the first light polarization device 33 polarizing the light emitted by the second light source 7 and the second light polarization device that polarized light reflected by the insulating glass element 41, 42, wherein preferably a linear polarization of the light is carried out.
  • a circular polarization would also be conceivable.
  • Tempered glasses have a characteristic appearance when viewed under polarized light compared to unhardened glasses. When the area of the insulating glass element 41, 42 illuminated by the luminous field of the light source 7 is viewed, it can therefore be immediately judged whether a hardened or an uncured glass is present.
  • the first light polarization device is preferably formed by a first pole filter 33 and the second light polarization device is formed by a second pole filter 32.
  • the housing window 38 is recessed in a housing wall 40 of the housing 1 set at an oblique angle, preferably 45 °, the second polarizing filter 32 being embedded in a first frame part 42 running parallel to the housing window 38. A viewer can thus very comfortably view the field on the insulating glass element 41, 42 through the oblique side of the housing 1 and through the second opening 80.
  • a second frame part 41 is also arranged inside the housing 1, the plane of which is at a right angle to the first Frame part 42 is oriented so that the first and second frame parts 42, 41 extend roof-like over the second opening 80.
  • the fluorescent tube 7 is arranged parallel to the plane of the second frame part 41.
  • the second opening 80 is covered by a protective glass 82.
  • the laminate glass consists e.g. from two glass plates 70, 72, between which a laminate film 71 is glued, which e.g. is only around a 1/10 mm thick and has only a slightly different refractive index than glass, which is why the intensity of the light rays reflected at the transition from glass to film is relatively small.
  • the rays reflected on the front of the glass pane 70 and on the rear of the glass pane 72 result in an intensity distribution whose maxima In and I 1 are much higher than the intensity maxima I 12 , L 3 that at the front and Back of the middle laminate film 71 are reflected rays.
  • the two last-mentioned maxima can only be separately detected in the case of a very strongly collimated laser beam, otherwise there is only a single maximum, from which, however, it can at least be concluded that a laminate film is present. If both intensity maxima can be resolved, the spacing d2 of the laminate film can be determined from their spacing in addition to the thickness determination d1, d3 of the two glass panes 70, 72.
  • Fig. 9 shows a further embodiment of the device according to the invention, in which a transport device, here support rollers 90, is arranged at a distance from the first light source 2, on which individual glass panes, insulating glass elements 41, 42 or laminate glasses can be moved, so that during the Moving the individual glass pane, the insulating glass element or the laminate glass past the first light source 2, this or this reaches the reflection position and the reflected light rays strike the optoelectronic detector 3.
  • a transport device here support rollers 90
  • the second light source 7, the first light polarization device 33 and the second light polarization device 32 can also be arranged at a distance from the transport device 90.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Überprüfung und Kontrolle einer Einzel-Glasscheibe, eines zwei oder mehrere parallele Glasscheiben umfassenden Isolierglas-Elements (41, 42, 43) oder eines Laminatglases (70, 71, 72), mit einer ersten Lichtquelle (2), deren optische Achse in Reflexionsstellung mit dem Messobjekt bringbar ist und einer optischen Einheit zur Bestimmung des gegenseitigen Abstandes der frflektierten parallelen Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16), wobei die optische Einheit durch einen orts-auflösenden opto-elektronischen Detektor (3) gebildet ist, welcher mit einer Auswerte-Vorrichtung (45) verbunden ist, die aus den Abständen und Intensitäten der reflektierten Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16) die Dicke der Einzel-Glasscheibe, die Dicke der einzelnen Glasscheiben des Isolierglas-Elements (41, 42, 43) oder die Dicke der Schichten des Laminatglases (70, 71, 72) und deren gegenseitige Abstände und/oder das Vorhandensein und die Lage von auf der Einzel-Glasscheibe oder den einzelnen Glasscheiben des Isolierglas-Elements (41, 42, 43) aufgebrachten Beschichtungen (50) oder von einer oder mehrerer im Laminatglas (70, 71, 72) enthaltenen Laminat-Folien (71) ermittelt.

Description

Vorrichtung zur Überprüfung und Kontrolle einer Einzel-Glasscheibe, eines Isolierglas- Elements oder eines Laminatglases
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung und Kontrolle einer Einzel-Glasscheibe, eines zwei oder mehrere parallele Glasscheiben umfassenden Isolierglas- Elements, z.B. eines Isolierglasfensters, oder eines Laminatglases, mit einer ersten Lichtquelle, deren optische Achse in Reflexionsstellung mit der Einzel-Glasscheibe, dem Isolierglas-Element oder dem Laminatglas bringbar ist und einer gegenüber dieser feststehend angeordneten, optischen Einheit zur Bestimmung des gegenseitigen Abstandes der von der Einzel-Glasscheibe, dem Isolierglas-Element oder dem Laminatglas reflektierten parallelen Lichtstrahlen.
Bei der aus der WO 99/58928 A bekannten Vorrichtung wird die Dicke der Glasscheiben eines Isolierglas-Elements durch Laser-Triangulation bestimmt, wobei die gegenseitigen Abstände der von den Glasscheiben reflektierten Laserstrahlen mit Hilfe eines Maßstabes vermessen werden können. Der durch die Unscharfe der von den reflektierten Lichtstrahlen erzeugten Lichtpunkte bedingte Meßfehler ermöglicht lediglich eine relativ ungenaue Dicken- und Abstandsbestimmung des Isolierglas-Elements. Das Vorhandensein einer Beschichtung auf den Glasscheiben kann bei dieser bekannten Vorrichtung nicht festgestellt werden.
Insbesondere vor und während der Errichtung von Gebäuden ist es aber für den Bau- Auftraggeber von besonderer Bedeutung die Qualität und die Funktionstüchtigkeit von Glasscheiben und Isolierglas-Elementen zu überprüfen und zu kontrollieren. Neben dem Feststellen der genauen tatsächlichen Dicke und dem genauen tatsächlichen gegenseitigen Abstand der Glasscheiben ist das Überprüfen der richtigen Lage einer Beschichtung auf der einen oder anderen Seite der Glasscheiben von großer Bedeutung für deren wärmetechnische Funktion. Die Lage der Beschichtung auf der Glasscheibe oder auf dem Isolierglas-Element kann mit freiem Auge nicht bestimmt werden. Die bisher auch übliche zerstörende Prüfung der Gläser ist mit einem großen Aufwand verbunden und kann nur Stichproben artig durchgeführt werden.
Eine weitere Methode, eine Beschichtung auf einem Isolierglas-Element festzustellen, besteht in der kapazitiven Messung derselben. Diese ist aber nur bis zu einer bestimmten Dicke des Isolierglas-Elements möglich und die dafür geeignete Meßvorrichtung muß immer jeweils auf der beschichteten Scheibe des Isolierglas-Elements aufliegen, was nicht immer möglich ist, wenn diese z.B. an der Außenseite eines Gebäudes ist.
Ebenso war es bisher nur mit sehr großem apparativen Aufwand möglich, bei einem Laminatglas die Dicke und das Vorhandensein einer Laminatfolie zu bestimmen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine zerstörungsfreie Überprüfung der Lage von auf einer Einzel- Glasscheibe, den Glasscheiben des Isolierglas-Elements oder innerhalb eines Laminatglases vorhandenen Beschichtungen bzw. Laminat-Folien sowie eine Dickenmessung der Beschichtung oder der Laminat-Folie möglich ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung tragbar, einfach handhabbar und bedienungssicher zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die optische Einheit zur Bestimmung des gegenseitigen Abstandes der reflektierten Lichtstrahlen durch einen ortsauflösenden opto-elektronischen Detektor gebildet ist, welcher mit einer Auswerte- Vorrichtung verbunden ist, die aus den Abständen und Intensitäten der reflektierten Lichtstrahlen die Dicke der Einzel-Glasscheibe, die Dicke der einzelnen Glasscheiben des Isolierglas-Elements oder die Dicke der Schichten des Laminatglases und deren gegenseitige Abstände und/oder das Vorhandensein und die Lage von auf der Einzel-Glasscheibe oder den einzelnen Glasscheiben des Isolierglas-Elements aufgebrachten Beschichtungen oder von einer oder mehrerer im Laminatglas enthaltenen Laminat-Folien ermittelt.
Die Verwendung eines opto-elektronischen Detektors ermöglicht eine genaue Vermessung des gegenseitigen Abstandes der von der Einzel-Glasscheibe, dem Isolierglas- Element oder dem Laminatglas reflektierten Strahlen, da aus der Intensitätsverteilung der reflektierten Strahlen die Bestimmung der Intensitätsmaxima erfolgen kann, die eine sehr genaue Abstandsbestimmung ermöglichen. Mit deren Hilfe kann die Dicke der Glasscheiben und auch die Dicke der Laminatfolien ermittelt werden.
Durch Auswertung der reflektierten Intensitäten können auch verläßliche Aussagen über die Anwesenheit von Beschichtungen oder von Laminat-Folien und deren Lage auf den einzelnen Isolierglasscheiben bzw. in Laminatgläsern getroffen werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß in einem Abstand von der ersten Lichtquelle eine Transporteinrichtung angeordnet ist, auf der Einzel- Glasscheiben, Isolierglas-Elemente oder Laminatgläser bewegbar sind, sodaß während der Vorbeibewegung der Einzel-Glasscheibe, des Isolierglas-Elements oder des Laminatglases an der ersten Lichtquelle diese in Reflexionsstellung gelangt und die reflektierten Lichtstrahlen auf den opto-elektronischen Detektor auftreffen.
Die in einem definierten Abstand vorbeibewegten Glasscheiben können somit während ihrer Bewegung vermessen und überprüft werden, ohne dafür angehalten werden zu müssen.
Eine andere Variante der Erfindung kann darin bestehen, daß die Vorrichtung in einem, auf eine der Außenseiten der Einzel-Glasscheibe, des Isolierglas-Elements oder Laminatglases aufsetzbaren Gehäuse angeordnet ist, wobei in dem Gehäuse zumindest eine erste Durchbrechung zum Durchtritt des von der ersten Lichtquelle aussendbaren Lichtstrahles und der von der Einzel-Glasscheibe, dem Isolierglas-Element oder dem Laminatglas reflektierten Lichtstrahlen vorgesehen ist.
Auf diese Weise können bereits in Fensterrahmen oder in Gebäudeteilen eingebaute Glasscheiben dahingehend überprüft werden, ob eine Beschichtung oder eine Laminat-Folie auf bzw. in diesen vorhanden ist. Das Gehäuse kann auf die Außenseite der Glasscheibe aufgesetzt und die Messung danach vorgenommen werden.
Eine weitgehend standardisierte Messung und Auswertung der reflektierten Lichtstrahlen kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch geschehen, daß der opto-elektronische Detektor aus einem eine Vielzahl von Bildspeicher-Punkten enthaltenden CCD (Charge Coupled Device)-Element gebildet ist, und daß die von der Einzel-Glasscheibe, vom Isolierglas-Element oder vom Laminatglas reflektierten Lichtstrahlen auf die Bildspeicher-Punkte auftreffen.
Da die reflektierten Lichtstrahlen zu ihrer verzerrungsfreien Vermessung in einer Normalebene zu den zu vermessenden Isolierglasscheiben verlaufen sollen, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß das CCD-Element als CCD-Zeile ausgebildet ist, bei der die Bildspeicher-Punkte linear entlang der Längsachse der CCD-Zeile angeordnet sind, und daß die Längsachse der CCD-Zeile in der durch die reflektierten Lichtstrahlen aufgespannten Ebene verläuft.
Eine für die praktische Anwendung und für die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß die zumindest eine erste Durchbrechung zum Durchtritt des von der ersten Lichtquelle aussendbaren Lichtstrahls und der von der Einzel-Glasscheibe, vom Isolierglas- Element oder vom Laminatglas zurückreflektierten Lichtstrahlen - in an sich bekannter Weise - in einer Gehäusewand an der Unterseite des Gehäuses ausgenommen ist, und daß die optische Achse der ersten Lichtquelle, vorzugsweise in einem Winkelbereich von 45° bis 60°, gegenüber der Gehäusewand verläuft.
Eine sehr kompakte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich gemäß einer weiteren Variante der Erfindung dadurch erzielen, daß die erste Lichtquelle durch eine Laser-Diode gebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die erste Wanddurchbrechung rechteckförmig ausgebildet ist, und daß die CCD-Zeile entlang der Längsmittelachse der ersten Wanddurchbrechung und höhenversetzt zu der die ersten Wanddurchbrechung ausbildenden Gehäusewand angeordnet ist.
Auf diese Weise können entsprechend viele nebeneinander beabstandete, reflektierte Lichtstrahlen vermessen werden, sodaß auch Isolierglas-Elemente mit mehreren Glasscheiben und relativ großer gegenseitiger Beabstandung überprüft werden können.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß die Auswertevorrichtung mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist, über welche die Anzahl, die Dicke, der gegenseitige Abstand der parallelen Glasscheiben und die Lage einer gegebenenfalls vorhandenen Beschichtung auf der Vorder- oder Rückseite der Einzel- Glasscheibe oder der Glasscheiben des Isolierglas-Elements oder die Anzahl und Dicke der Laminat-Folien des Laminatglases anzeigbar ist.
Die Anzeigevorrichtung ermöglicht eine übersichtliche und schnelle Darstellung des Meßergebnisses.
Um Einflüsse auf das Meßergebnis durch Störlicht gering zu halten, kann gemäß einer anderen Variante der Erfindung vorgesehen sein, daß - in Richtung der reflektierten Strahlen gesehen - in einem Abstand vor der CCD-Zeile ein Interferenzfilter angeordnet ist, das unter Berücksichtigung des Einfallswinkels der reflektierten Strahlen nur für die Wellenlänge des von der ersten Lichtquelle aussendbaren Lichtes durchlässig ist. Auf diese Weise kann praktisch nur Licht mit der von der ersten Lichtquelle ausgestrahlten Wellenlänge in den opto-elektronischen Detektor gelangen, wodurch eine sehr genaue Intensitätsbestimmung der reflektierten Strahlen möglich ist.
Eine weitere Verringerung des Störlichteinflusses läßt sich dadurch erzielen, daß gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Dicke der Gehäusewand an der Unterseite des Gehäuses größer als die Öffnungsweite einer ausgenommenen Wanddurchbrechung zum Durchtritt der zurückreflektierten Lichtstrahlen ist. Von außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung schräg auf die Durchbrechung einfallendes Licht aus der Umgebung der Glasscheibe oder des Isolierglas- Elements kann damit größtenteils vom Eintritt durch die Durchbrechung abgehalten werden bzw. wird das Störlicht an der Durchbrechungswandung absorbiert.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Überprüfung und Kontrolle einer Einzel-Glasscheibe, eines aus zwei oder mehreren parallelen Glasscheiben bestehenden Isolierglas-Elements, z.B. eines Isolierglasfensters, oder eines Laminatglases.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art ermöglichen nur die Dickenbestimmung von Glasscheiben z.B. eines Isolierglas-Elements nicht aber eine Prüfung der inneren Struktur des Glases, die auch ein wesentliches Qualitätskriterium darstellt. Es gibt bereits Vorschläge zur Überprüfung einer Glasscheibe, eines Isolierglas-Elements oder eines Laminatglases, um festzustellen, ob diese oder dieses gehärtet ist oder nicht. Eine dieser Lösungen verlangt aber eine für den Betrachter sehr mühsame Prozedur, bei der eine mit einem gebündelten Lichtstrahl durchgeführte optische Kontrollabtastung vorgenommen wird. Bei einer weiteren Bestimmungsmethode muß das Glas von der Seite her zugänglich sein, was in vielen Fällen nicht möglich ist, z.B. bei Glasscheiben, welche bereits im Gebäude eingebaut sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der vorgenannten Art anzugeben, die neben einer Dickenbestimmung von Einzel- und Mehrfach(isolier)glasscheiben auch eine einfache und bequeme Strukturprüfung ermöglicht, die vom Betrachter keine ermüdenden Prüfschritte erfordert.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine zweite Lichtquelle zum Aussenden eines flächigen Leuchtfeldes und eine erste Licht-Polarisationsvorrichtung sowie eine zweite Licht-Polarisationsvorrichtung vorgesehen sind, wobei die erste Licht- Polarisationsvorrichtung das von der zweiten Lichtquelle ausgesendete Licht polarisiert und die zweite Licht-Polarisationsvorrichtung das von der Einzel-Glasscheibe, vom Isolierglas- Element oder vom Laminatglas reflektierte Licht polarisiert.
Das unter polarisiertem Licht betrachtete Leuchtfeld gibt durch den dabei auftretenden Hell-Dunkel-Kontrast auf einen Blick Aufschluß über die beim Glashärten sich ausbildende Struktur und damit über das Vorliegen von gehärteten oder ungehärteten Glasscheiben.
Weiters kann vorgesehen sein, daß in einem Abstand von der zweiten Lichtquelle eine Transporteinrichtung angeordnet ist, auf der Einzel-Glasscheiben, Isolierglas-Elemente oder Laminatgläser bewegbar sind, sodaß während der Vorbeibewegung der Einzel-Glassscheibe, des Isolierglas-Elements oder des Laminatglases das von der zweiten Lichtquelle aussendbare flächige Leuchtfeld auf die Glasoberfläche auftrifft.
Auf diese Weise kann während der Transportbewegung der Glasscheiben eine Kontrolle des Zustandes der Glasqualität durchgeführt werden, wobei die Bewegung dabei sogar ausgenützt werden kann, um die gesamte Oberfläche des Glases mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung abzufahren. Die Beobachtung des reflektierten Lichtes kann automatisiert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung ein auf eine der Außenseiten der Einzel-Glasscheibe, des Isolierglas-Elements oder des Laminatglases aufsetzbares Gehäuse umfaßt, daß das Gehäuse zumindest eine zweite Durchbrechung zum Durchtritt des von der zweiten Lichtquelle aussendbaren, flächigen Leuchtfeldes aufweist und die erste Licht-Polarisationsvorrichtung im Bereich der zweiten Lichtquelle angeordnet ist, und daß ein auf die zweite Gehäusedurchbrechung gerichtetes Gehäusefenster vorgesehen ist, in deren Bereich eine zweite Licht-Polarisationsvorrichtung angeordnet ist.
Die im Gehäuse untergebrachte Vorrichtung kann auf ein eingebautes Glaselement aufgesetzt und der Zustand der Glasoberfläche kann durch Verschieben des Gehäuses vollständig begutachtet werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß die zweite Lichtquelle durch eine, vorzugsweise U-förmige, Leuchstoffröhre gebildet ist. Auf diese Weise kann eine sehr gleichmäßige Ausleuchtung des auf das Isolierglas-Element auf treffenden Leuchtfeldes erzielt werden.
Eine technisch einfach realisierbare Variante der Erfindung besteht darin, daß die erste Licht-Polarisationsvorrichtung durch ein erstes Pol-Filter und die zweite Licht- Polarisationsvorrichtung durch ein zweites Pol-Filter gebildet sind.
Eine für den Betrachter sehr bequeme und übersichtliche Kontrolle eines Isolierglas-Elements oder eines Laminatglases kann in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch durchgeführt werden, daß das Gehäusefenster in einer in einem schrägen Winkel, vorzugsweise 45°, angestellten Gehäusewand ausgenommen ist, und daß das zweite Pol-Filter in einem parallel zum Gehäusefenster verlaufenden ersten Rahmenteil eingelassen ist.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß im Inneren des Gehäuses ein zweiter Rahmenteil zur Aufnahme des ersten Pol-Filters angeordnet ist, dessen Ebene vorzugsweise in einem rechten Winkel zum ersten Rahmenteil orientiert ist, sodaß der erste und der zweite Rahmenteil sich dachartig über der zweiten Durchbrechung erstrecken.
Dadurch wird eine stabile und symmetrische Positionierung der Licht- Polarisationsvorrichtungen innerhalb des Gehäuses erreicht.
Eine über das gesamte Leuchtfeld gleichmäßige Polarisierung kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Leuchstoffröhre sich parallel zur Ebene des zweiten Rahmenteils erstreckt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei
Fig.l eine Draufsicht auf das Gehäuse einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.2 eine Draufsicht auf das geöffnete Gehäuse gemäß Fig.l;
Fig.3 ein Schnitt AA durch das Gehäuse gemäß Fig.2;
Fig.4 ein Schnitt BB durch das Gehäuse gemäß Fig.2;
Fig.5 eine schematische Darstellung des Strahlenganges durch ein Isolierglas- Element und eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.6 eine schematische Darstellung der In tensitäts Verteilung der von einer Scheibe eines Isolierglas-Elements reflektierten Strahlen nach Fig.5,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Intensitätsverteilung der von einem beschichteten Isolierglas-Element reflektierten Strahlen;
Fig.8 eine schematische Intensitätsverteilung der von einem Laminatglas reflektierten Strahlen und
Fig.9 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig.l bis 4 zeigen eine Vorrichtung zur Überprüfung und Kontrolle eines aus zwei parallelen Glasscheiben bestehenden Isolierglas-Elements 41, 42, z.B. eines Isolierglasfensters, eines Laminatglases oder eines ähnlichen aus Glas bestehenden Gegenstandes, der auch mehr als zwei parallele Glasplatten umfassen kann. Auch die Kontrolle von Einzel-Glasscheiben ist mit dieser Vorrichtung möglich. Überprüft und kontrolliert werden kann der Zustand des Isolierglases nach dessen Herstellung oder nach dessen Einbau in Gebäuden werden, um beispielsweise sicherzustellen, daß gegebenenfalls vorhandene Beschichtungen richtig auf die Glasscheiben aufgebracht worden sind, und ob eine Härtung des Glases auch tatsächlich vorhanden ist und nicht etwa ungehärtetes Glas bei der Herstellung des Isolierglas-Elements verwendet worden ist. Ebenso ist die Überprüfung eines Laminatglases möglich, bei dem z.B. zwischen zwei parallelen Glasscheiben eine Laminatfolie verklebt ist und deren Vorhandensein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung festgestellt werden kann.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung umfaßt ein auf eine der Außenseiten des Isolierglas-Elements 41, 42 aufsetzbares Gehäuse 1 und eine in diesem angeordnete erste Lichtquelle 2, vorzugsweise eine Laserlichtquelle 2, von der aus ein nach unten gerichteter Lichtstrahl 10 ausgesendet werden kann.
In dem Gehäuse 1 ist an der Unterseite eine erste Durchbrechung 60 zum Durchtritt einerseits des von der ersten Lichtquelle 2 aussendbaren Lichtstrahles 10 und andererseits der vom Isolierglas-Element 41, 42 reflektierten parallelen Lichtstrahlen 11, 12, 13,14 vorgesehen. Zu diesem Zweck können aber auch zwei oder mehrere Durchbrechungen vorgesehen sein, solange diese den Durchtritt des ausgesendeten und des reflektierten Lichtes nicht behindern.
Das Gehäuse 1 weist an seiner Unterseite drei in Fig.3 nicht dargestellte Auflagepunkte auf, die das Auftreffen des Lichtstrahles 10 im wesentlichen in einer Normalebene zu den Glasscheiben des Isolierglas-Elements 41, 42 auch bei leicht gewölbter Glasscheibe 41 gewährleisten, was Voraussetzung für die richtige Funktion der Vorrichtung ist.
Erfindungsgemäß ist ein ortsauflösender, opto-elektronischer Detektor 3 zur Bestimmung des gegenseitigen Abstandes der reflektierten Lichtstrahlen 11, 12, 13, 14 und deren Intensität vorgesehen.
Bevorzugt ist der opto-elektronische Detektor aus einem eine Vielzahl von Bildspeicher-Punkten 17 (Fig.6) enthaltenden CCD (Charge Coupled Device)-Element 3 gebildet, das so innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist, daß die vom Isolierglas-Element 41, 42 reflektierten Lichtstrahlen 11 , 12, 13, 14 auf die Bildspeicher-Punkte 17 auftreffen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für gehärtete, laminierte, beschichtete und gefärbte Gläser anwendbar. Sie kann gegen eine unsachgemäße Inbetriebnahme durch einen weiteren Sensor geschützt werden, welcher feststellt, ob sich eine Glasfläche im Meßbereich befindet.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand des in Fig.5 gezeigten Strahlenganges durch ein aus drei parallelen Scheiben 41, 42, 43 gebildeten Isolierglas-Elements gezeigt. Diese sind in den meisten Fällen durch einen mit Inertgas gefüllten Zwischenraum voneinander getrennt, wodurch bei Durchtritt des ausgesendeten Strahls sowohl Reflexions- als auch Brechungsphänomene zu beobachten sind. Bei Verbundgläsern kann der Abstand zwischen zwei Glasscheiben auch durch eine Laminat- Folie gefüllt sein. Auch bei solchen Isolierglasscheiben ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar, sofern eine Änderung des Brechungsindexes zwischen zwei Scheiben erfolgt.
Der schräg auf die Vorderseite der Scheibe 41 auftreffende Strahl 10 wird zu einem Teil reflektiert, der reflektierte Strahl 11 trifft auf das CCD-Element 3 auf, das in den dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung als CCD-Zeile 3 ausgebildet ist, bei der die Bildspeicher-Punkte 17 linear entlang der Längsachse der CCD- Zeile 3 angeordnet sind, wobei die Längsachse der CCD-Zeile 3 in der durch den reflektierten Lichtstrahl 10 und die weiteren reflektierten Lichtstrahlen 11, 12, 13, 14, 15, 16 aufgespannten Ebene verläuft, sodaß diese alle auf die CCD-Zeile 3 auftreffen und dort registriert werden können.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 ist an der Rückseite der Glasscheibe 41 eine metallische Beschichtung 50 aufgebracht, wie sie für Isolierglas-Elemente üblich ist. Der nicht-reflektierte Anteil des Lichtstrahles 10 wird bei Eintritt in die Glasscheibe 41 entsprechend deren Brechzahl gebrochen und an der Rückseite der Glasscheibe 41 erneut teilweise reflektiert, wodurch ein zum reflektierten Lichtstrahl 11 paralleler reflektierter Lichtstrahl 12 an der Vorderseite der Glasscheibe 41 austritt, der versetzt zum Lichtstrahl 11 auf der CCD-Zeile 3 auftrifft. Die weiteren Glasscheiben 42, 43 erzeugen in gleicher Weise an ihrer Vorder- und Rückseite reflektierte Strahlen 13, 14 bzw. 15, 16 , die zueinander versetzt auf die CCD-Zeile 3 auftreffen. Die auf dem Weg zur CCD-Zeile 3 bewirkte mehrfache Brechung der reflektierten Strahlen durch die jeweils anderen Glasscheiben des Isolierglas-Elements ist in Fig.5 dargestellt.
Durch die Beschichtung 50 auf der Rückseite der Glasscheibe 41 erhöht sich der Anteil des an dieser Beschichtung 50 reflektierten Lichtes gegenüber einer an dieser Stelle unbeschichteten Glasscheibe.
Die dabei auftretende Intensitätserhöhung des reflektierten Strahles 12 ist in Fig.7 wiedergegeben, in der die Intensität I des reflektierten und auf die CCD-Zeile 3 auftreffenden Lichtes in Abhängigkeit des entlang der CCD-Zeile 3 gemessenen Abstandes x aufgetragen ist. Wie aus Fig.7 ersichtlich, ergibt der an der Vorderseite der Glasscheibe 41 reflektierte Strahl 11 eine erste Intensitätsverteilung, deren Maximum In kleiner als das Maximum I*2 der an der Rückseite der Glasscheibe 41 und der Beschichtung 50 reflektierten Intensitätsverteilung ist. Die Intensitätsmaxima liegen im Abstand der Glasdicke dl vor, die somit über die CCD-Zeile 3 bestimmbar ist. Strichliert ist in Fig.7 der Intensitätsverlauf eines Isolierglas-Elements ohne Beschichtung 50 eingezeichnet.
Deutlich ist die für diesen Fall geringere, an der Rückseite der Glasscheibe 41 reflektierte Lichtintensität zu erkennen. Aus diesem Intensitätsunterschied kann das Vorliegen einer metallischen Beschichtung bestimmt werden.
Erwartungsgemäß sind die an der zweiten Glasscheibe 42 reflektierten Lichtstrahlen ohne Beschichtung 50 höher als mit einer solchen. Darauf muß bei der Auswertung der Meßergebnisse Rücksicht genommen werden. Es sind natürlich komplizierte Fälle mit mehreren beschichteten Glasscheiben oder der einfache Fall einer beschichteten Einzel-Glasscheibe in analoger Weise zu bewältigen.
Auch der gegenseitige Abstand a der Glasscheiben 41, 42 und die Dicke d2 der Glasscheibe 42 kann aus der Lage der Intensitätsmaxima ermittelt werden.
Aus Fig.6 geht das dieser Abstandsbestimmung zugrundeliegende Meßprinzip hervor, wobei jedem Bildspeicherpunkt 17 der CCD-Zeile 3 eine Orts-Koordinate zugeordnet ist. Bei einer praxisgerechten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Ortsauflösung ungefähr 0,05 mm.
Die von den reflektierten Strahlen 11 und 12 erzeugten Intensitätsverteilungen werden über die Bildspeicherpunkte 17 der CCD-Zeile 3 in diskrete Intensitätsmeßpunkte aufgelöst, aus denen die Lage und die Höhe der Maxima In und Iι2 bestimmbar sind.
Der Abstand der Maxima ermöglicht die Dickenbestimmung und die Bestimmung des gegenseitigen Abstandes der Glasplatten.
Zur Bearbeitung der aus der Messung der reflektierten Lichtstrahlen hervorgehenden Intensitätswerte ist die CCD-Zeile 3 mit einer Auswerte- Vorrichtung 45 verbunden (Fig.5), welche aus den Intensitäten der reflektierten Lichtstrahlen 11, 12, 13, 14, 15, 16 das Vorhandensein und die Lage von auf den einzelnen Glasscheiben des in Fig.5 vermessenen Isolierglas-Elements 41, 42, 43 aufgebrachten Beschichtungen 50 ermittelt.
Die Auswertevorrichtung 45 ist weiters mit einer Anzeigevorrichtung 46, z.B. einer LCD-Anzeige, verbunden, über welche die Anzahl, die Dicke, der gegenseitige Abstand der parallelen Glasscheiben und die Lage einer gegebenenfalls vorhandenen Beschichtung auf der Vorder- oder Rückseite der Glasscheiben des Isolierglas-Elements 41, 42, 43 oder von einer oder mehrerer in einem Laminatglas enthaltenen Laminat-Folien, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme graphischer Symbole anzeigbar ist. Die Anzeige 46 ist auf der Oberseite des Gehäuses 1 angebracht, wobei Tasten 21, 22 und 23 zur Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sind (Fig.l).
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung tragbar sein soll, ist es vorteilhaft, die erste Lichtquelle als eine Laser-Diode 2, z.B. rotes Licht, <3mW, auszubilden, deren optische Achse vorzugsweise in einem Winkel von 45° bis 60°, vorzugsweise 52,5° gegenüber der Gehäusewand 61 verläuft.
Wie aus Fig.2 und 3 ersichtlich, ist die erste Wanddurchbrechung 60 zum Durchtritt des von der Laser-Diode 2 ausgesendeten und vom Isolierglas-Element 41, 42 reflektierten Lichtes im gezeigten Ausführungsbeispiel rechteckförmig ausgebildet. Die CCD- Zeile 3 ist entlang der Längsmittelachse der ersten Wanddurchbrechung 60 und höhenversetzt zu der die erste Wanddurchbrechung 60 ausbildenden Gehäusewand 61 angeordnet.
Um Störlichteffekte auszuschalten, ist - in Richtung der reflektierten Strahlen 11, 12, 13, 14 gesehen - in einem Abstand vor der CCD-Zeile 3 ein Interferenzfilter 67 angeordnet, das unter Berücksichtigung des Einfallswinkels der reflektierten Strahlen 11, 12, 13, 14 nur für die Wellenlänge des von der ersten Lichtquelle 2 ausgesendeten Lichtes durchlässig ist. Es kann in die erste Durchbrechung 60 eingesetzt sein.
Ein weiteres spektrales Filter 66 kann im Strahlengang des von der Laser-Diode 2 ausgesendeten Lichtes vor seiner Reflexion durch das Isolierglas-Element angeordnet sein.
Schließlich kann die Dicke der Gehäusewand 61 an der Unterseite des Gehäuses 1 größer als die Öffnungsweite der Durchbrechung 60 zum Durchtritt der zurückreflektierten Lichtstrahlen 11, 12, 13, 14, 15, 16 dimensioniert sein. Damit wird das Eindringen von Störlicht begrenzt. Dieses wird zum Teil an der Wandung der Durchbrechung 60 absorbiert.
Um die innere Struktur eines Isolierglas-Elements sichtbar zu machen, insbesondere zu überprüfen, ob dieses gehärtete Glasscheiben enthält oder nicht, sind erfindungsgemäß eine zweite Lichtquelle 7 zum Aussenden eines flächigen Leuchtfeldes und eine erste Licht-Polarisationsvorrichtung 33 sowie eine zweite Licht-Polarisationsvorrichtung 32 vorgesehen, wobei die erste Licht-Polarisationsvorrichtung 33 das von der zweiten Lichtquelle 7 ausgesendete Licht polarisiert und die zweite Licht-Polarisationsvorrichtung das von einer Einzel-Glasscheibe, vom Isolierglas-Element 41, 42 oder von einem Laminatglas reflektierte Licht polarisiert.
Das Gehäuse 1 weist dazu im gezeigten Ausführungsbeispiel eine zweite Durchbrechung 80 zum Durchtritt des von der zweiten Lichtquelle 7 aussendbaren, flächigen Leuchtfeldes und ein auf die zweite Gehäusedurchbrechung 80 gerichtetes Gehäusefenster 38 auf.
Eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des auf dem Isolierglas-Element 41, 42 auftreffenden Leuchtfeldes wird erreicht, indem die zweite Lichtquelle durch eine, vorzugsweise U-förmige, Leuchstoffröhre 7 gebildet ist.
Die erste Licht-Polarisationsvorrichtung 33 ist im Bereich der zweiten Lichtquelle 7 und die zweite Licht-Polarisationsvorrichtung 32 im Bereich des Gehäusefensters 38 angeordnet, wobei die erste Licht-Polarisationsvorrichtung 33 das von der zweiten Lichtquelle 7 ausgesendete Licht polarisiert und die zweite Licht- Polarisationsvorrichtung das vom Isolierglas-Element 41, 42 reflektierte Licht polarisiert, wobei vorzugsweise eine lineare Polarisierung des Lichtes vorgenommen wird. Denkbar wäre auch eine zirkuläre Polarisation.
Durch die Beschränkung des einfallenden Lichtes auf eine Polarisationsebene mittels der ersten Licht-Polarisationsvorrichtung 33 werden bestimmte Bereiche des Leuchtfeldes bei der Reflexion vom Isolierglas-Element 41, 42 so gedreht, daß sie genau in der Polarisationsebene der zweiten Licht-Polarisationsvorrichtung 32 zu liegen kommen und erscheinen daher bei Betrachtung des Gehäusefensters 38 hell, andere Bereiche sind aus dieser Polarisationsebene herausgedreht und erscheinen daher verdunkelt.
Gehärtete Gläser haben gegenüber ungehärteten Gläsern ein charakteristisches Aussehen bei Betrachtung unter polarisiertem Licht. Es kann daher bei Betrachtung des durch das Leuchtfeld der Lichtquelle 7 ausgeleuchteten Bereiches des Isolierglas-Elements 41, 42 sofort beurteilt werden, ob ein gehärtetes oder ein ungehärtetes Glas vorliegt.
Bevorzugt sind die erste Licht-Polarisationsvorrichtung durch ein erstes Pol- Filter 33 und die zweite Licht-Polarisationsvorrichtung durch ein zweites Pol-Filter 32 gebildet.
Das Gehäusefenster 38 ist in einer in einem schrägen Winkel, vorzugsweise 45°, angestellten Gehäusewand 40 des Gehäuses 1 ausgenommen, wobei das zweite Pol- Filter 32 in einem parallel zum Gehäusefenster 38 verlaufenden ersten Rahmenteil 42 eingelassen ist. Ein Betrachter kann damit sehr bequem durch die schräge Seite des Gehäuses 1 und durch die zweite Durchbrechung 80 das von der Lichtquelle 7 beleuchtete Feld auf dem Isolierglas-Element 41, 42 betrachten.
Zur Aufnahme des ersten Pol-Filters 33 ist weiters im Inneren des Gehäuses 1 ein zweiter Rahmenteil 41 angeordnet, dessen Ebene in einem rechten Winkel zum ersten Rahmenteil 42 orientiert ist, sodaß der erste und der zweite Rahmenteil 42, 41 sich dachartig über der zweiten Durchbrechung 80 erstrecken. Die Leuchtstoffröhre 7 ist parallel zur Ebene des zweiten Rahmenteils 41 angeordnet. Die zweite Durchbrechung 80 ist durch ein Schutzglas 82 abgedeckt.
Fig.8 zeigt beispielhaft den Aufbau eines Laminatglases 70, 71, 72 und den bei der Messung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung resultierenden In tensitäts verlauf. Das Laminatglas besteht dabei z.B. aus zwei Glasplatten 70, 72, zwischen denen eine Laminatfolie 71 verklebt ist, die z.B. nur rund ein 1/10 mm dick ist und die gegenüber Glas nur einen geringfügig unterschiedlichen Brechungskoeffizenten aufweist, weshalb die Intensität der am Übergang von Glas auf Folie reflektierten Lichtstrahlen relativ klein ist.
Wie aus Fig.8 ersichtlich, ergeben die an der Vorderseite der Glasscheibe 70 und an der Rückseite der Glasscheibe 72 reflektierten Strahlen eine Intensitätsverteilung, deren Maxima In und I1 sehr viel höher als die Intensitätsmaxima I12, L3 der an der Vorder- und Rückseite der mittleren Laminatfolie 71 reflektierten Strahlen sind. Die beiden letztgenannten Maxima sind nur bei einem sehr stark kollimierten Laserstrahl getrennt detektierbar, sonst ergibt sich lediglich ein einziges Maximum, aus dem aber zumindest auf das Vorhandensein einer Laminat-Folie geschlossen werden kann. Können beide Intensitäts- Maxima aufgelöst werden, so kann aus deren Beabstandung die Dicke d2 der Laminatfolie zusätzlich zur Dickenbestimmung dl, d3 der beiden Glasscheiben 70, 72 bestimmt werden.
Fig.9 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der in einem Abstand von der ersten Lichtquelle 2 eine Transporteinrichtung, hier Stützrollen 90 angeordnet ist, auf der Einzel-Glasscheiben, Isolierglas-Elemente 41, 42 oder Laminatgläser bewegbar sind, sodaß während der Vorbeibewegung der Einzel-Glasscheibe, des Isolierglas-Elements oder des Laminatglases an der ersten Lichtquelle 2 diese oder dieses in Reflexionsstellung gelangt und die reflektierten Lichtstrahlen auf den opto-elektronischen Detektor 3 auftreffen.
Analog kann auch die zweite Lichtquelle 7, die erste Licht- Polarisationsvorrichtung 33 sowie die zweite Licht-Polarisationsvorrichtung 32 in einem Abstand bezüglich der Transportvorrichtung 90 angeordnet sein.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung zur Überprüfung und Kontrolle einer Einzel-Glasscheibe, eines zwei oder mehrere parallele Glasscheiben umfassenden Isolierglas-Elements (41, 42, 43), z.B. eines Isolierglasfensters, oder eines Laminatglases (70, 71, 72), mit einer ersten Lichtquelle (2), deren optische Achse in Reflexionsstellung mit der Einzel-Glasscheibe, dem Isolierglas- Element (41, 42, 43) oder dem Laminatglas (70, 71, 72) bringbar ist und einer gegenüber dieser feststehend angeordneten, optischen Einheit zur Bestimmung des gegenseitigen Abstandes der von der Einzel-Glasscheibe, dem Isolierglas-Element (41, 42, 43) oder dem Laminatglas (70, 71, 72) reflektierten parallelen Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16), dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einheit zur Bestimmung des gegenseitigen Abstandes der reflektierten Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16) durch einen orts-auflösenden opto-elektronischen Detektor (3) gebildet ist, welcher mit einer Auswerte- Vorrichtung (45) verbunden ist, die aus den Abständen und Intensitäten der reflektierten Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16) die Dicke der Einzel-Glasscheibe, die Dicke der einzelnen Glasscheiben des Isolierglas-Elements (41, 42, 43) oder die Dicke der Schichten des Laminatglases (70, 71, 72) und deren gegenseitige Abstände und/oder das Vorhandensein und die Lage von auf der Einzel-Glasscheibe oder den einzelnen Glasscheiben des Isolierglas-Elements (41, 42, 43) aufgebrachten Beschichtungen (50) oder von einer oder mehrerer im Laminatglas (70, 71, 72) enthaltenen Laminat-Folien (71) ermittelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand von der ersten Lichtquelle (2) eine Transporteinrichtung angeordnet ist, auf der Einzel- Glasscheiben, Isolierglas-Elemente oder Laminatgläser bewegbar sind, sodaß während der Vorbei bewegung der Einzel-Glassscheibe, des Isolierglas-Elements (41, 42) oder des Laminatglases an der ersten Lichtquelle (2) diese in Reflexionsstellung gelangt und die reflektierten Lichtstrahlen auf den opto-elektronischen Detektor (3) auftreffen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem, auf eine der Außenseiten der Einzel-Glasscheibe, des Isolierglas-Elements (41, 42, 43) oder Laminatglases (70, 71, 72) aufsetzbaren Gehäuse (1) angeordnet ist, wobei in dem Gehäuse
(1) zumindest eine erste Durchbrechung (60) zum Durchtritt des von der ersten Lichtquelle
(2) aussendbaren Lichtstrahles und der von der Einzel-Glasscheibe, dem Isolierglas-Element (41, 42, 43) oder dem Laminatglas (70, 71, 72) reflektierten Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der optoelektronische Detektor aus einem eine Vielzahl von Bildspeicher-Punkten (17) enthaltenden CCD (Charge Coupled Device)-Element (3) gebildet ist, und daß die von der Einzel- Glasscheibe, vom Isolierglas-Element (41, 42, 43) oder vom Laminatglas reflektierten Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16) auf die Bildspeicher-Punkte (17) auftreffen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das CCD-Element als CCD-Zeile (3) ausgebildet ist, bei der die Bildspeicher-Punkte (17) linear entlang der Längsachse der CCD-Zeile (3) angeordnet sind, und daß die Längsachse der CCD-Zeile (3) in der durch die reflektierten Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16) aufgespannten Ebene verläuft.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine erste Durchbrechung (60) zum Durchtritt des von der ersten Lichtquelle (2) aussendbaren Lichtstrahls (10) und der von der Einzel-Glasscheibe, vom Isolierglas-Element (41, 42, 43) oder vom Laminatglas (70, 71, 72) zurückreflektierten Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16) - in an sich bekannter Weise - in einer Gehäusewand (61) an der Unterseite des Gehäuses (1) ausgenommen ist, und daß die optische Achse (10) der ersten Lichtquelle (2), vorzugsweise in einem Winkelbereich von 45° bis 60°, gegenüber der Gehäusewand (61) verläuft.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtquelle durch eine Laser-Diode (2) gebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wanddurchbrechung (60) rechteckförmig ausgebildet ist, und daß die CCD-Zeile (3) entlang der Längsmittelachse der ersten Wanddurchbrechung (60) und höhenversetzt zu der die ersten Wanddurchbrechung (60) ausbildenden Gehäusewand (61) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (45) mit einer Anzeigevorrichtung (46) verbunden ist, über welche die Anzahl, die Dicke, der gegenseitige Abstand der parallelen Glasscheiben und die Lage einer gegebenenfalls vorhandenen Beschichtung auf der Vorder- oder Rückseite der Einzel-Glasscheibe oder der Glasscheiben des Isolierglas-Elements (41, 42, 43) oder die Anzahl und Dicke der Laminat-Folien (71) des Laminatglases (70, 71, 72) anzeigbar ist.
10. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß - in Richtung der reflektierten Strahlen (11, 12, 13, 14) gesehen - in einem Abstand vor der CCD-Zeile (3) ein Interferenzfilter (67) angeordnet ist, das unter Berücksichtigung des Einfallswinkels der reflektierten Strahlen (11, 12, 13, 14) nur für die Wellenlänge des von der ersten Lichtquelle (2) aussendbaren Lichtes durchlässig ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Gehäusewand (61) an der Unterseite des Gehäuses (1) größer als die Öffnungsweite einer ausgenommenen Wanddurchbrechung zum Durchtritt der zurückreflektierten Lichtstrahlen (11, 12, 13, 14, 15, 16) ist.
12. Vorrichtung zur Überprüfung und Kontrolle einer Einzel-Glasscheibe, eines aus zwei oder mehreren parallelen Glasscheiben bestehenden Isolierglas-Elements (41, 42), z.B. eines Isolierglasfensters, oder eines Laminatglases, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Lichtquelle (7) zum Aussenden eines flächigen Leuchtfeldes und eine erste Licht-Polarisationsvorrichtung (33) sowie eine zweite Licht-Polarisationsvorrichtung (32) vorgesehen sind, wobei die erste Licht- Polarisationsvorrichtung (33) das von der zweiten Lichtquelle (7) ausgesendete Licht polarisiert und die zweite Licht-Polarisationsvorrichtung das von der Einzel-Glasscheibe, vom Isolierglas-Element (41, 42) oder vom Laminatglas (70, 71, 72) reflektierte Licht polarisiert.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand von der ersten Lichtquelle (2) eine Transporteinrichtung angeordnet ist, auf der Einzel- Glasscheiben, Isolierglas-Elemente oder Laminatgläser bewegbar sind, sodaß während der Vorbeibewegung der Einzel-Glasscheibe, des Isolierglas-Elements oder des Laminatglases das von der zweiten Lichtquelle (7 ) aussendbare flächige Leuchtfeld auf die Glasoberfläche auftrifft.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein auf eine der Außenseiten der Einzel-Glasscheibe, des Isolierglas-Elements (41, 42) oder des Laminatglases (70, 71, 72) aufsetzbares Gehäuse (1) umfaßt, daß das Gehäuse (1) zumindest eine zweite Durchbrechung (80) zum Durchtritt des von der zweiten Lichtquelle (7) aussendbaren, flächigen Leuchtfeldes aufweist und die erste Licht-Polarisationsvorrichtung (33) im Bereich der zweiten Lichtquelle (7) angeordnet ist, und daß ein auf die zweite Gehäusedurchbrechung (80) gerichtetes Gehäusefenster (38) vorgesehen ist, in deren Bereich eine zweite Licht-Polarisationsvorrichtung (32) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lichtquelle durch eine, vorzugsweise U-förmige, Leuchstoffröhre (7) gebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Licht-Polarisationsvorrichtung durch ein erstes Pol-Filter (33) und die zweite Licht- Polarisationsvorrichtung durch ein zweites Pol-Filter (32) gebildet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusefenster (38) in einer in einem schrägen Winkel, vorzugsweise 45°, angestellten Gehäusewand (40) ausgenommen ist, und daß das zweite Pol-Filter (32) in einem parallel zum Gehäusefenster (38) verlaufenden ersten Rahmenteil (42) eingelassen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gehäuses (1) ein zweiter Rahmenteil (41) zur Aufnahme des ersten Pol-Filters (33) angeordnet ist, dessen Ebene vorzugsweise in einem rechten Winkel zum ersten Rahmenteil (42) orientiert ist, sodaß der erste und der zweite Rahmenteil (42, 41) sich dachartig über der zweiten Durchbrechung (80) erstrecken.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffröhre (7) sich parallel zur Ebene des zweiten Rahmenteils (41) erstreckt.
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