WO2006027090A1 - Vorrichtung und verfahren zum bestimmen des flächengewichtes einer geförderten materialprobe - Google Patents

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Ludwig Zerle
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Mahlo Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a device for determining the weight per unit area of a conveyed material sample by measuring the surface weight-dependent absorption capacity of the material sample against radioactive Operachenstrah ⁇ ment and for correction of the basis weight measurement influencing, deviating from a desired value storage of the material sample according to the Oberbe ⁇ handle of claim 1 and a Method for determining the weight per unit area of a conveyed material sample by measuring the surface weight-dependent absorption capacity of the material sample against radioactive particle radiation, in particular beta radiation and for correcting the influence of a deviation from a desired value of the material sample tray according to the preamble of claim 11.
  • Basis weight measurements of conveyed material samples are determined inter alia by determining the absorption capacity of the material sample, in particular a material web, for radioactive radiation.
  • a radiation source is located on a first side and a detector arrangement of the radiation source lies opposite on the other side of the material sample.
  • the direct connecting line between the emission opening of the radiation source and a receiving diaphragm of the detector device is referred to below as the main radiation direction and the radiation propagating in this way as the main radiation.
  • the deviating from this Ver ⁇ connection parts of the radiation are hereinafter referred to by the term scattered radiation. This propagates along a direction, which is referred to below as the scattered beam direction.
  • radioactive beta radiation is used as radiation.
  • a radioactive beta source electrons with a distribution of energy in the main radiation direction which is characteristic of the particular radioactive preparation are directed onto the material sample to be measured, and scattered within the material sample. Through interactions, the electrons in the material sample change their direction of motion and lose energy. The number of electrons which are decelerated to a standstill within the material sample and thus absorbed in the sample and no longer leave the material depends on the basis weight of the material and the initial energy of the electrons.
  • the energy of the transmitted electrons deposited in a given detector arrangement and a resulting detector signal is thus a measure of the basis weight of the material sample or web and can be calibrated by calibration with one or more calibration standards to known basis weights and used for determination Unknown surface weights are used.
  • the calibration standards are located at a fixed position within a measuring gap between the radiation source and the detector arrangement.
  • the particle beam which is incident on the material sample in the main beam direction from the radiation source suffers various scattering and absorption processes within the sample. In addition to a general attenuation of the beam intensity, these processes additionally lead to a strong fanning out of the beam into a scattering cone with many different stray beam directions. With a changed distance between the material sample and the detector, different numbers of particles thus hit the receiving surface of the detector aligned in the main beam direction for geometrical reasons. This results in variable detector signals, even if the basis weight of the material sample itself remains unchanged. Therefore, fluctuations in the measured basis weight are displayed by the basis weight measuring device, which in reality are not present.
  • DE 690 04 200 suggests an additional independent measurement of the position of the material sample as compensation possibility of the measurement error, and discloses in particular a use of ultrasonic sensors. With knowledge of the actual distance and the knowledge of the functional relationship zwi ⁇ the distance between the material sample and the detector and the registered measurement signal, which can be basically determined by a calibration, the measurement signal is thus correctable at a variable material position.
  • the application of such an additional independent measurement signal which comes from a different physical process than the actual measurement, may limit the use of the entire process.
  • the material samples to be measured and the prevailing measurement conditions must be suitable simultaneously and optimally for the metrological performance of both measurement methods, in this example absorption and registration of radioactive particle radiation and ultrasound detection. Many materials do not allow this. In addition, this method also has an increased expenditure on equipment, which is associated with the corresponding costs.
  • G 80 06 813.9 describes a possibility of a measuring arrangement in which only those electrons reach the detector arrangement which are only slightly deflected by the measured material from the main radiation direction.
  • Other known methods propose the suppression of electrons flying parallel to the main beam direction by attaching narrow axially parallel channels or collimation diaphragms directly in front of the detector arrangement.
  • Another approach which is referred to in the abovementioned DE 690 04 200, is to cover the middle region of an ionization chamber with a diaphragm in the case of a particle detector based on the Geiger principle. With a correct choice of the size of this cover can be achieved that z. For example, if the distance between the material sample and the detector increases, the reduction of the energy deposited in the detector in the region of the main radiation direction of the ionization chamber is more or less completely compensated by increasing the deposited energy in the outer region of the ionization chamber becomes. In this case, it is necessary to precisely match the response sensitivity of the ionization chamber as a function of the radial distance from the axis and the radius of the filler panel.
  • the object is achieved by a device for determining the basis weight of a conveyed material sample having the features of claim 1 and a method for determining the basis weight of a conveyed material sample having the features of claim 11, the respective subclaims being expedient or advantageous further developments of the basic concept according to the invention.
  • the device for determining the weight per unit area is characterized in that the detector arrangement comprises at least one primary main radiation section arranged in the main beam direction predetermined by the transmission configuration and at least one secondary stray radiation section which is metrologically independent relative to the primary main radiation section and arranged outside the beam direction is.
  • the detector arrangement is therefore composed of two different and voneinan ⁇ the independently operating components.
  • the part designated as the main radiation section is arranged in such a way that the incident portions of the radioactive particle radiation which are deflected from the main beam direction or only slightly deflected impinge on this section of the detector arrangement.
  • the scattered radiation section receives the beam components which are scattered laterally by the material sample.
  • the components of the radiation which vary as a result of a variation of the position of the material sample are selectively detected.
  • a variation of the goods in the measuring gap, z As an increase in the distance between the product and the detector, causes geometrically that we ⁇ niger particles reach the main radiation section and generate a niedr ⁇ res signal in him.
  • a detector arrangement which is subdivided into main and scattered radiation sections has the decisive advantage that, in principle the total beam intensity is available except for minor losses at the outer edge of the scattered radiation section and the positional variation of the material sample can be detected solely by analyzing the measurement signals from the main radiation section or the scattered radiation section of the detector arrangement. In this case, a masking of essential beam components is completely omitted and additional measuring arrangements are not required and thus are completely eliminated.
  • a concentric detector arrangement is expediently provided, the main radiation section essentially forming the center of the detector arrangement and the scattered radiation section surrounding the main radiation section at least in sections.
  • the cylindrically symmetric transmission configuration in which the particle beam emitted by the beam source has a radially symmetrical cross section and is also scattered in an unavoidable direction in an isotropic material sample, represents the most frequently occurring practical application.
  • the stray radiation fills an imaginary scattering cone around the main beam Radiation direction with a circular base completely off, the main radiation direction forms the cone axis.
  • the main radiation section of the detector arrangement is expediently arranged in the middle of the imaginary cone base surface, while the scattered radiation section forms a concentric arrangement on the cone base surface around the center of the cone base surface.
  • the detector arrangement itself may be based on different detector principles.
  • the detector arrangement is designed in the form of an ionization detector, wherein a first main electrode arrangement forming the main radiation section and a second scattering electrode arrangement grouped around the main electrode arrangement are provided.
  • the main electrode arrangement and / or the scattering electrode arrangement may be designed in the form of essentially concentric cylindrical capacitors.
  • Such an embodiment receives the incident in the main or Streustrah ⁇ directional particle radiation in an optimal manner with a mini ⁇ paint intensity loss.
  • the main electrode arrangement and / or the scattering electrode arrangement can be designed in the form of plate capacitors, wherein in particular the scattering electrode arrangement is formed by a group of individual plate capacitor units surrounding the main electrode arrangement.
  • the detector arrangement is designed in the form of a semiconductor detector.
  • a first main semiconductor detector forming the main radiation section and a scattered radiation section surrounding the main semiconductor detector at least in sections are provided in the form of a scattered semiconductor detector.
  • the main semiconductor detector in the form of a substantially cylindrical body and the stray semiconductor detector are expediently designed as a ring body enclosing the cylindrical body at least in sections.
  • the semiconductor detector arrangement is thus suitably tuned to the cylindrically symmetrical beam geometry described above.
  • the detector arrangement is embodied in the form of a scintillation detector, wherein a first main scintillation arrangement forming the main radiation section and a second scatter scintillation arrangement grouped around the main scintillation device are provided.
  • a scintillation detector forming the main radiation section and a second scatter scintillation arrangement grouped around the main scintillation device are provided.
  • the known structure of a scintillation detector is also applied to the two-part design in this embodiment. Detector arrangement, applied.
  • the scatter scintillation arrangement is formed, in particular, from a total of individual scintillation detectors distributed uniformly around the main scintillation arrangement.
  • the cylindrically symmetric geometry is transferred to a scintillation detector arrangement.
  • the method according to the invention for determining the basis weight of a conveyed material sample by measuring the surface-weight-dependent absorption capacity of the material sample against radioactive particle radiation, in particular beta radiation and for correcting a deposition of the material sample which influences the basis weight measurement and which deviates from a desired value is characterized in that that in the absorption measurement in a transmission configuration using a two-part detector arrangement in a main beam direction, a main measurement signal, in particular a first main count rate, and in a laterally deviating from the main beam direction environment, a scattering measurement signal, in particular a scatter count rate, are registered.
  • the surface weight of the material sample and a correction required by a deposition of the material sample deviating from a desired value are carried out by an evaluation of the main measuring signal and of the scattering measurement signal.
  • the basis weight measurement and its correction due to the positional deviation is carried out using a single measuring arrangement comprising a radiation source and a detector arrangement.
  • both the predominantly the basis weight information carrying sum of the main measurement signal and scattering measurement signal is used, as well as the relative heights of both signals evaluated to each other, which contain the information about the position deviation referred to as deviation of the material position of the predetermined target value.
  • a comparative evaluation of the main measuring signal and the scattering measurement signal both the weight per unit area of the sample as well as the necessary position correction are obtained by measurement.
  • This method can thus be carried out on a simple basis weight measuring arrangement and thus does without additional beam sources as well as further detection techniques based on additional physical effects.
  • a basis weight measured value is determined in particular from a functional relationship between the signal sum of the main measuring signal and the scattering measuring signal on the one hand and the signal ratio of the main measuring signal and the scattering measuring signal on the other hand via a suitable mathematical method during or immediately after the measuring process.
  • the basis weight value is determined from a sum signal formed from the main measuring signal and the scattering measurement signal, while the deviation of the setpoint from the material sample is determined from a ratio signal from the main measuring signal and the scattering measurement signal and used for the correction of the basis weight value.
  • the material-dependent area weight value influences both the main measurement signal and the scattering measurement signal and thus results from the sum of the two signals.
  • the deposition of the material sample is reflected in the measured different proportions of the main and the scattering measurement signal within the total signal magnitude.
  • the functional relationship between the weight per unit area of the material sample, the signal sum of the main measuring signal and the scattering measurement signal and the signal ratio of the main measuring signal and the scattering measurement signal with varying positions of the material sample deviating from the desired position is determined by means of previously performed calibration measurements.
  • the dependence on the sum signal and basis weight on the one hand and the second dependency on the ratio signal and deposit imposed thereon is known. It is therefore possible to determine the basis weight of the material sample as well as a correction of the weight per unit area necessary for the deposition of the sample, in principle for any desired values of the sum or ratio signal.
  • the basis weight measured value is determined, in particular, from the sum of the differently weighted, ie multiplied with suitable factors, main and / or scattering measurement signals.
  • suitable surface-weight-dependent factors which are substantially independent of position can be determined via previous calibration measurements and multiplied by the main measurement signal and / or the scattering measurement signal.
  • FIGS. 1 to 6 The device or the method will be explained in greater detail below on the basis of exemplary embodiments using FIGS. 1 to 6.
  • the same reference numerals are used for identical or identically acting parts. In detail shows:
  • FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary basis weight measuring arrangement according to the invention in a transmission configuration
  • FIG. 2 shows a representation of an ionization detector according to the invention in an exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows an illustration of a semiconductor detector according to the invention in an exemplary embodiment
  • FIG. 4 is a representation of a scintillation detector according to the invention in an exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows an exemplary diagram of a radial signal distribution function over a receiving cross section at a detector arrangement according to the invention.
  • FIG. 7 shows an exemplary representation of a family of curves which results when, for five assumed basis weights, the signal sum is plotted against the signal ratio when the position of the product in the measurement gap varies.
  • a material sample 10 which may be, for example, a textile web or a material consisting of another material, but also a piecewise conveyed individual part, is located between a radioactive radiation source 20 and a detector arrangement 30.
  • the radiation source 20 is exemplified as a beta frame
  • the corresponding facilities for a beam collimation and bundling, in particular diverse filter or diaphragm devices are exemplified as a directed beam of beta + or beta ⁇ particles, ie positrons or electrons in a main beam direction HS.
  • the collimated beta radiation has a circular beam cross-section.
  • line-shaped and, for example, perpendicular to the direction of conveyance of the material sample 10 oriented beam cross section may also be provided.
  • the procedure is simplified and exemplified by a circular beam cross section.
  • the substantially parallel particle radiation is scattered by interactions with the electrons of the material and accordingly deviates laterally on leaving the material sample 10 laterally from the main radiation direction HS into a scattered radiation direction SR.
  • the totality of all possible scattered radiation directions SR fills in an initially circular beam cross-section of a scattering cone forming behind the material sample and forms a distributed over the cross-sectional area of the detector array radially symmetric energy distribution.
  • a possible scattering direction SR within the scattering cone is exemplified.
  • the schematic detector arrangement 30 shown in FIG. 1 is coupled to an evaluation unit 40, which receives and evaluates the measurement signals generated by the radiation from the detector arrangement.
  • the detector arrangement 30 is divided into at least two metrologically completely independently operating sections.
  • the main radiation section 50 receives the particle radiation incident from the main radiation direction HS, while the scattered radiation section 55 detects the scattered radiation incident within the scattering cone and incident along all possible scattered radiation directions SR.
  • the main beam section 50 and the scattered beam section 55 can vary in size and geometry.
  • At least the scattered beam section 55 may be subdivided into further subsections 55a, 55b, 55c. These subsections may be concentric and annularly disposed about the main jet section. It is likewise possible, by means of a variable connection of the corresponding subsections or one of the logic operations carried out in the evaluation unit 40, to define variable subsections of the detector arrangement as the main beam section or scattering beam section and to assign their measurement signals to corresponding evaluation routines.
  • FIG. 2 shows an exemplary ionization detector with a structure corresponding to the principal detector arrangement 30 from FIG. 1.
  • the Ionisationsdetek ⁇ gate has a uniform ionization chamber 56, which contains two groups of electrode assemblies.
  • the main electrode arrangement 60 which in this embodiment play forms the main radiation section 50 of the ionization detector.
  • the scattered radiation section 55 is formed in this embodiment as a scattering electrode arrangement 65, which is formed by a group of individual plate capacitor units 70 arranged around the main electrode arrangement 60.
  • the number of the plate capacitor units 70 may be arbitrary.
  • a plurality of plate capacitor units may be provided, which are arranged in a plurality of concentric rings around the central main electrode arrangement 60.
  • the plate capacitors can also be tilted by 90 ° relative to the embodiment shown in FIG. 2, so that the electric field generated by them points in the main beam direction.
  • the main electrode assembly and / or the scattering electrode assembly as. one or more cylinder capacitors to be executed, which form in particular a konzen ⁇ cal arrangement.
  • the embodiment shown in FIG. 2 permits a certain spatial resolution distributed around the circumference of the plate capacitor units, while the cylindrical capacitor arrangement has a simpler structure and supplies a measuring signal integrated over the respective circumference.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a semiconductor detector arrangement 75 constructed in accordance with the principle shown in FIG. 1. This works according to the principle of detecting free charge carriers generated by the particle radiation in the form of electron-hole pairs.
  • the main beam section 50 is formed by a main panel detector 80 in this embodiment. This is surrounded by an annular scatter semiconductor detector 85, wherein both sections are metrologically separated from each other and in particular output separate measurement signals.
  • This detector arrangement can also be modified in accordance with the embodiment shown in FIG. 2, in which individual, arbitrarily shaped detectors at least partially cover a main beam section and a scattered beam section.
  • the detector assembly is implemented as a multi-part scintillation detector 100.
  • the main radiation section 50 is in this embodiment by at least one, preferably in the middle arranged Hauptzintillationsanord- Formed 105, which comprises a scintillation crystal 106 with a light detector or a photomultiplier 115 in the known manner.
  • the main scintillation assembly is surrounded by a scintillation device 110, which in this embodiment consists of a group of single scintillation detectors 120 distributed around the main scintillation assembly and optically isolated from each other.
  • Each of these single scintillation detectors 120 has a scintillation crystal 121 with a light detector or photomultiplier 115.
  • 5 shows, in an exemplary diagram for a cylinder-geometric detector arrangement, the energy flux of the particle radiation passing through the surface area of the detector through thin circular circles of radius R lying on the receiving surface of the detector. These curves can be used as a radial distribution function of the signal strength of the cylindrical detector be interpreted.
  • the signal strength distribution function associated with the desired position of the position of the material sample is denoted by S in FIG.
  • the curve labeled A shows a radial signal strength distribution function with a shortening of the distance between the material sample and the detector arrangement
  • the curve denoted by E indicates the corresponding radial signal strength distribution function with an increase in the distance between the material sample and the detector arrangement with respect to the desired position.
  • the curves all intersect in a region K of the diagram, which is located in the outer region of a detector with the associated outer radius R 0 .
  • the contents of the surfaces which are bounded by the curve upwards and the ordinate downwards as well as by two vertical lines at R 1 and R 2 (not shown in FIG.
  • the energetic distribution of the particles flying in the main or scattered direction also plays a role.
  • High-energy electrons which are not likely to be deflected from the main beam direction with little or no probability, always strike the central area of the receiving surface of the detector.
  • the signal component of the detector originating from them therefore depends to a limited extent on the position of the goods.
  • the signals from the main radiation section located inside and the outer scattered radiation section are recorded separately from one another.
  • the signal strengths denoted by D 1 and D 2 are plotted from both detector sections. These are measured when a flat product with a certain surface weight is located at different positions x between the source and the detector.
  • the signals D 1 and D 2 are, to a good approximation, linear functions of the product position x.
  • the signal sum Di + D 2 is then also linear in x.
  • a detector which does not have the subdivision into two or more signal-producing sections would, under these conditions, be a single one Supply signal which corresponds to the signal sum D 1 + D 2 of a doubly subdivided detector. The signal sum can thus be used to determine the basis weight, but a correction of the influence of the product position is not possible under these conditions.
  • the signal ratio D 1 ZD 2 or D 2 / Di also shows a smooth strictly monotonous functional relationship with the product position x, which in the area of the desired position X 0 as well as the signal sum D 1 + D 2 are well described by a straight line can. Due to the linearity of the signal sum D 1 + D 2 and the signal ratio D 1 VD 2 to the product position, the image shown in FIG. 7 results when the signal sum is plotted against the signal ratio. For each product with a specific grammage Q, there is a curve Fi in which the unique relationship of signal sum D 1 + D 2 and signal ratio DJD 2 is described. To a good approximation, this is a linear relationship
  • the signal sums and signal ratios are measured for varying calibration samples, each having a known basis weight, with varying but not necessarily known condition, and placed in the aforementioned linear relationship (1). Values for M and T thus result for each surface weight Q of the calibration samples.
  • the interpolation is expediently carried out by approximating by means of suitable mathematical functions, for example linear functions or polynomials of arbitrary magnitude.
  • equation (1) In addition to the measured values D 1 and D 2, equation (1) also contains only the surface weight Q to be determined. In a measuring process, therefore, according to the technical determination of the signals D 1 and D 2 and the calculation of the signal nalsum D 1 + D 2 and the signal ratio Di / D 2 using a suitable mathematical method, the area weight Q implicitly contained in equation (1) is determined and output.
  • a further signal evaluation method which can be used to correct the weight per unit area in case of material changes, will be described by way of example. If the radius R 0 from FIG. 5, which represents the separation of the main radiation section from the scattered radiation section, is chosen such that the corresponding signals Di and D 2 are indicated by variations in the position of the material in the gap with the same size as in FIG but develop opposite gradients with variable x, one obtains in Fig. 8 denoted as D 12 Sig ⁇ nalsumme, which is independent of the position of the product in the measuring gap. The evaluation of the signal ratio DJD 2 is not necessary with this method.
  • the factor K (Q) contained in the signal sum D i2 is determined using calibration samples with a known basis weight.
  • the functional relationship between the surface weight Q of the calibration samples and the factor K (Q) must be found, for example by approximations with suitable functions, in particular polynomials.
  • This second described method for correcting the dependency of the fabric in transmission measurements for basis weight determination is particularly well-suited because of its low computational effort in connection with a specially coordinated division of the D-detector in the main radiation and radiation section and limited basis weight measurement. since in this case the factor function K (Q) can approximate a simple mathematical form.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Materialprobe (10) durch Messen des flächengewichtsabhängigen Absorptionsvermögens der Materialprobe gegenüber radioaktiver Teilchenstrahlung, insbesondere Betastrahlung, und zur Korrektur einer die Flächengewichtsmessung beeinflussenden, von einem Sollwert abweichenden Ablage der Materialprobe, umfassend eine radioaktive Strahlungsquelle (20) für die radioaktive Teilchenstrahlung, die Materialprobe und eine die radioaktive Teilchenstrahlung, registrierende Detektoranordnung (30) in einer Transmissionskonfiguration in Verbindung mit einer Auswerteeinheit (40) für die von der Detektoranordnung erzeugten Messsignale. Erfindungsgemäss ist die Detektoranordnung mindestens in einen in der von der Transmissionskonfiguration vorgegebenen Hauptstrahlrichtung angeordneten primären Hauptstrahlungsabschnitt (50) und mindestens einen bezüglich des primären Hauptstrahlungsabschnitts messtechnisch unabhängigen und ausserhalb der Strahlrichtung angeordneten sekundären Streustrahlungsabschnitt (55) gegliedert.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Materialprobe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Materialprobe durch Messen des flächengewichtsabhängigen Absorptionsvermögens der Materialprobe gegenüber radioaktiver Teilchenstrah¬ lung und zur Korrektur von einer die Flächengewichtsmessung beeinflussenden, von einem Sollwert abweichenden Ablage der Materialprobe nach dem Oberbe¬ griff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Materialprobe durch Messen des flächengewichtsabhängigen Absorptionsvermögens der Materialprobe gegenüber radioaktiver Teilchenstrah¬ lung, insbesondere Betastrahlung und zur Korrektur des Einflusses einer von einem Sollwert der Materialprobe abweichenden Ablage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Flächengewichtsmessungen geförderter Materialproben werden unter anderem über eine Ermittlung des Absorptionsvermögens der Materialprobe, insbesonde¬ re einer Materialbahn, für radioaktive Strahlung bestimmt. Im Folgenden wird auf Flächengewichtsmessungen in einer Transmissionskonfiguration eingegan¬ gen. Bei dieser Messanordnung befindet sich eine Strahlenquelle auf einer ers¬ ten Seite und eine Detektoranordnung der Strahlenquelle gegenüber liegend auf der anderen Seite der Materialprobe. Die direkte Verbindungslinie zwischen der Emissionsöffnung der Strahlenquelle und einer Empfangsblende der Detektor¬ einrichtung wird im Folgenden als Hauptstrahlrichtung und die auf diesem Wege sich ausbreitende Strahlung als Hauptstrahlung bezeichnet. Die von dieser Ver¬ bindungslinie abweichenden Anteile der Strahlung werden nachfolgend mit dem Begriff Streustrahlung bezeichnet. Dieses breitet sich entlang einer Richtung aus, die nachfolgend als Streustrahlrichtung bezeichnet wird.
Als Strahlung wird insbesondere radioaktive Beta-Strahlung angewendet. Hier¬ bei werden aus einer radioaktiven Betaquelle Elektronen mit einer für das je¬ weils angewandte radioaktive Präparat charakteristischen Energieverteilung in der Hauptstrahlrichtung auf die zu vermessende Materialprobe gerichtet und in- nerhalb der Materialprobe gestreut. Durch Wechselwirkungen verändern die Elektronen in der Materialprobe ihre Bewegungsrichtung und verlieren Energie. Die Anzahl der Elektronen, die innerhalb der Materialprobe bis zum Stillstand abgebremst und somit in der Probe absorbiert werden und das Material nicht mehr verlassen, hängt vom Flächengewicht des Materials und der Anfangsener¬ gie der Elektronen ab. Die in einer gegebenen Detektoranordnung deponierte Energie der transmittierten Elektronen und ein daraus resultierendes Detektor¬ signal ist somit ein Maß für das Flächengewicht der Materialprobe bzw. der -bahn und kann durch eine Kalibrierung mit einem oder mehreren Kalibriernor¬ malen auf bekannte Flächengewichte kalibriert und zur Bestimmung unbekann¬ ter Flächengewichte genutzt werden. Bei der Kalibrierung befinden sich die Ka¬ libriernormale an einer festen Position innerhalb eines Messspaltes zwischen der Strahlenquelle und der Detektoranordnung.
Eine wesentliche Fehlerquelle bei einer solchen Flächengewichtsbestimmung be¬ steht darin, dass sich in einer unkontrollierten Weise die Position der Material¬ probe bzw. -bahn im Messspalt der Vorrichtung verändert. Dabei tritt ein syste¬ matischer Fehler auf die im Folgenden beschriebene Wiese auf.
Der in Hauptstrahlrichtung aus der Strahlenquelle auf die Materialprobe einfal¬ lende Teilchenstrahl erleidet innerhalb der Probe vielfältige Streu- und Absorp¬ tionsprozesse. Neben einer allgemeinen Schwächung der Strahlintensität führen diese Prozesse zusätzlich zu einer starken Auffächerung des Strahles in einen Streukegel mit vielen unterschiedlichen Streustrahlrichtungen. Bei einem ver¬ änderten Abstand zwischen Materialprobe und Detektor treffen demnach aus geometrischen Gründen unterschiedlich viele Teilchen die Empfangsfläche des in Hauptstrahlrichtung ausgerichteten Detektors. Damit ergeben sich veränder¬ liche Detektorsignale, auch wenn das Flächengewicht der Materialprobe selbst unverändert bleibt. Daher werden durch die Flächengewichtsmessvorrichtung Schwankungen in dem gemessenen Flächengewicht angezeigt, die in Wirklich¬ keit nicht vorhanden sind.
Um diesen Messfehler zu vermeiden, zu vermindern bzw. zu kompensieren, sind aus dem Stand der Technik mehrere grundlegende Lösungsansätze bekannt. So wird beispielsweise in der DE 690 20 79 eine Anordnung aus zwei identischen, unmittelbar nebeneinander angebrachten, jedoch in entgegengesetzten Haupt¬ strahlrichtungen arbeitenden Messanordnungen beschrieben. Die durch die va¬ riierenden Materialpositionen resultierenden Messfehler sind in diesem Fall dem Betrag nach gleich groß, tragen jedoch ein unterschiedliches Vorzeichen. Unter diesen Umständen ergibt die Summe beider Messsignale einen von der Lage der Materialbahn unabhängigen Messwert. Diese sehr direkte und naheliegende Me¬ thode bringt jedoch einen hohen, insbesondere einen doppelten, apparativen Aufwand mit sich, der neben dem erhöhten Platzbedarf auch entsprechende zu¬ sätzliche Kosten verursacht.
Die DE 690 04 200 schlägt als Kompensationsmöglichkeit des Messfehlers eine zusätzliche unabhängige Messung der Position der Materialprobe vor und offen¬ bart insbesondere eine Verwendung von Ultraschallsensoren. Bei Kenntnis des aktuellen Abstands und der Kenntnis des funktionalen Zusammenhangs zwi¬ schen dem Abstand von Materialprobe und Detektor und dem registrierten Messsignal, der durch eine Kalibrierung grundsätzlich ermittelt werden kann, ist das Messsignal damit bei einer veränderlichen Materialposition korrigierbar. Die Anwendung eines derartigen zusätzlichen unabhängigen Messsignals, das aus einem anderen physikalischen Prozess als dem der eigentlichen Messung stammt, kann allerdings die Verwendungsmöglichkeit des gesamten Verfahrens einschränken. Die zu messenden Materialproben und die dabei herrschenden Messbedingungen müssen gleichzeitig und in optimaler Weise für die messtech¬ nische Durchführung beider Messverfahren, in diesem Beispiel Absorption und Registrierung radioaktiver Teilchenstrahlung und Ultraschalldetektion, geeignet sein. Viele Materialien lassen dies aber nicht zu. Außerdem weist auch dieses Verfahren einen erhöhten apparativen Aufwand auf, der mit den entsprechen¬ den Kosten einhergeht.
Der durch unkontrolliert variierende Materialpositionen auftretende Messfehler kann auch nach dem Stand der Technik dadurch verringert werden, indem die¬ jenigen Strahlanteile ausgeblendet werden, die nach dem Verlassen der Materi¬ alprobe erheblich von der Hauptstrahlrichtung abweichen. Dies kann auf unter¬ schiedliche Weise erfolgen. So beschreibt die G 80 06 813.9 eine Möglichkeit einer Messanordnung, bei der nur diejenigen Elektronen in die Detektoranordnung gelangen, die durch das vermessene Material nur wenig aus der Hauptstrahlrichtung abgelenkt werden. Andere bekannte Verfahren schlagen die Ausblendung von nicht parallel zur Hauptstrahlrichtung fliegenden Elektronen durch das Anbringen enger achspa¬ ralleler Kanäle bzw. Kollimationsblenden direkt vor der Detektoranordnung vor.
Ein weiterer Ansatz, auf den in der oben genannten DE 690 04 200 verwiesen wird, besteht darin, bei einem auf dem Geiger-Prinzip aufbauenden Teilchende¬ tektor den mittleren Bereich einer Ionisationskammer mit einer Blende abzude¬ cken. Bei einer richtigen Wahl der Größe dieser Abdeckblende kann erreicht werden, dass z. B. bei einer Vergrößerung des Abstandes zwischen Materialpro¬ be und Detektor die Verringerung der im Detektor deponierten Energie im achs¬ nahen Bereich der Hauptstrahlrichtung der Ionisationskammer durch die Erhö¬ hung der deponierten Energie im äußeren achsfernen Bereich der Ionisations¬ kammer mehr oder weniger vollständig kompensiert wird. Dabei ist es notwen¬ dig, die Ansprechempfindlichkeit der Ionisationskammer in Abhängigkeit vom radialen Abstand zur Achse und den Radius der Abdeckblende genau aufeinan¬ der abzustimmen.
Ein wesentlicher Nachteil von Korrekturansätzen, die auf dem Ausblenden von Strahlanteilen beruhen, ist der, dass ein zum Teil erheblicher Anteil der signal¬ erzeugenden Teilchen verworfen werden muss. Dadurch ergeben sich höhere statistische Messfehler, die prinzipiell nur durch aktivere, teuere und hinsicht¬ lich der notwendigen Sicherheitsmaßnahmen aufwändigere radioaktive Quellprä¬ parate ausgeglichen werden können.
Es besteht somit die Aufgabe, eine kompakte und möglichst universell einsetz¬ bare Vorrichtung zum Messen eines Flächengewichtes und zur Kompensation der erwähnten Messfehler anzugeben, bei der die Nachweiseffizienz der Anlage nicht verringert wird und in einfacher und aufwandsarmer und damit auch kos¬ tengünstiger Weise eine Genauigkeitssteigerung der Flächengewichtsmessung erreicht wird. Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Materialprobe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Materialpro¬ be mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst, wobei die jeweiligen Unteran¬ sprüche zweckmäßige bzw. vorteilhafte Fortbildungen des erfindungsgemäßen Grundgedankens enthalten.
Hinsichtlich des Vorrichtungsaspektes ist die Vorrichtung zum Bestimmen des Flächengewichtes dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung min¬ destens in einen in der von der Transmissionskonfiguration vorgegebenen Hauptstrahlrichtung angeordneten primären Hauptstrahlungsabschnitt und min¬ destens einen bezüglich des primären Hauptstrahlungsabschnitts messtechnisch unabhängigen und außerhalb der Strahlrichtung angeordneten sekundären Streustrahlungsabschnitt gegliedert ist.
Die Detektoranordnung ist demnach aus zwei unterschiedlichen und voneinan¬ der unabhängig arbeitenden Bestandteilen zusammengesetzt. Der als Haupt¬ strahlungsabschnitt bezeichnete Teil ist so angeordnet, dass die aus der Haupt¬ strahlrichtung oder nur geringfügig abgelenkten einfallenden Anteile der radio¬ aktiven Teilchenstrahlung auf diesen Abschnitt der Detektoranordnung treffen. Der Streustrahlungsabschnitt dagegen empfängt die durch die Materialprobe stark seitlich gestreuten Strahlanteile. Somit werden die infolge einer Variation der Lage der Materialprobe veränderlichen Komponenten der Strahlung selektiv erfasst. Eine Variation der Warenlage im Messspalt, z. B. eine Vergrößerung des Abstandes von Ware und Detektor, bewirkt auf geometrische Weise, dass we¬ niger Teilchen den Hauptstrahlungsabschnitt erreichen und in ihm ein geringe¬ res Signal erzeugen. Diese Teilchen gelangen jedoch in den Streustrahlungsab¬ schnitt und erhöhen hier das Signal. Die Summe beider Signale entspricht je¬ doch nicht ganz der Signalsumme bei Sollabstand der Ware, denn es treten Teilchen - wenn auch in geringem Maße - über den äußeren Rand des Streu¬ strahlungsabschnittes hinaus und stehen zur Signalerzeugung nicht mehr zur Verfügung. Dieser Verlust stellt bei einem Detektor, der nicht in Haupt- und Streustrahlungsabschnitt unterteilt ist, den Grund für eine warenlagenabhän- gige Signalausbeute dar. Eine in Haupt- und Streustrahlungsabschnitte unter¬ teilte Detektoranordnung weist den entscheidenden Vorteil auf, dass prinzipiell die gesamte Strahlintensität bis auf geringfügige Verluste am äußeren Rand des Streustrahlungsabschnitts verfügbar ist und die Lagevariation der Materialprobe allein durch die Analyse der Messsignale aus dem Hauptstrahlungsabschnitt bzw. dem Streustrahlungsabschnitt der Detektoranordnung erfasst werden kann. Dabei unterbleibt ein Ausblenden wesentlicher Strahlanteile vollständig und zusätzliche Messanordnungen sind nicht erforderlich und entfallen somit ganz.
Bei einer zylindersymmetrischen Transmissionskonfiguration ist zweckmäßiger¬ weise eine konzentrische Detektoranordnung vorgesehen, wobei der Haupt¬ strahlungsabschnitt im wesentlichen die Mitte der Detektoranordnung bildet und der Streustrahlungsabschnitt den Hauptstrahlungsabschnitt mindestens ab¬ schnittsweise umgibt.
Die zylindersymmetrische Transmissionskonfiguration, bei der der von der Strahlquelle ausgesandte Teilchenstrahl einen radialsymmetrischen Querschnitt aufweist und auch in einer isotropen Materialprobe in keine bevorzugte Rich¬ tung gestreut wird, stellt den häufigsten praktisch auftretenden Anwendungsfall dar. Dabei füllt die Streustrahlung einen gedachten Streukegel um die Haupt¬ strahlungsrichtung mit einer kreisförmigen Basis vollständig aus, wobei die Hauptstrahlungsrichtung die Kegelachse bildet. Für einen derartigen Fall ist der Haupstrahlungsabschnitt der Detektoranordnung zweckmäßigerweise in der Mit¬ te der gedachten Kegelgrundfläche angeordnet, während der Streustrahlungs¬ abschnitt eine auf der Kegelgrundfläche gelegene konzentrische Anordnung um den Mittelpunkt der Kegelgrundfläche bildet.
Die Detektoranordnung selbst kann auf der Grundlage von unterschiedlichen Detektorprinzipien beruhen. Bei einer ersten Ausführungsform ist die Detektor¬ anordnung in Form eines Ionisationsdetektors ausgebildet, wobei eine den Hauptstrahlungsabschnitt bildende erste Hauptelektrodenanordnung und eine um die Hauptelektrodenanordnung gruppierte zweite Streuelektrodenanordnung vorgesehen ist.
Diese Ausführungsform verwirklicht somit das Prinzip eines Ionisationsdetektors im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Vorteilhafterweise kann insbe- sondere die Hauptelektrodenanordnung und/oder die Streuelektrodenanordnung in Form von im wesentlichen konzentrischen Zylinderkondensatoren ausgebildet sein. Eine derartige Ausführungsform empfängt die in Haupt- bzw. Streustrah¬ lungsrichtung einfallende Teilchenstrahlung in optimaler Weise mit einem mini¬ malen Intensitätsverlust.
Alternativ dazu kann die Hauptelektrodenanordnung und/oder die Streuelektro¬ denanordnung in Form von Plattenkondensatoren ausgebildet sein, wobei insbe¬ sondere die Streuelektrodenanordnung durch eine die Hauptelektrodenanord¬ nung umgebende Gruppe aus einzelnen Plattenkondensatoreinheiten ausgebil¬ det ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Detektoranordnung in Form eines Halbleiterdetektors ausgebildet. Dabei ist ein den Hauptstrahlungsabschnitt bil¬ dender erster Haupthalbleiterdetektor und ein den Haupthalbleiterdetektor min¬ destens abschnittsweise umgebender Streustrahlungsabschnitt in Form eines Streuhalbleiterdetektors vorgesehen.
Dabei ist zweckmäßigerweise der Haupthalbleiterdetektor in Form eines im we¬ sentlichen zylinderförmigen Körpers und der Streuhalbleiterdetektor als ein den zylinderförmigen Körper mindestens abschnittsweise umschließender Ringkörper ausgebildet. Die Halbleiterdetektoranordnung ist somit zweckmäßig auf die oben beschriebene zylindersymmetrische Strahlgeometrie abgestimmt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Detektoranordnung in Form eines Szintillationsdetektors ausgebildet, wobei eine den Hauptstrahlungsabschnitt bildende erste Hauptszintillationsanordnung und eine um die Hauptszintillati- onsanordnung herum gruppierte zweite Streuszintillationsanordnung vorgesehen ist. Wie bei den vorhergehend erwähnten Ausführungsformen wird auch bei die¬ ser Ausführungsform der bekannte Aufbau eines Szintillationsdetektors auf die zweiteilige. Detektoranordnung, angewendet.
Die Streuszintillationsanordnung ist insbesondere aus einer Gesamtheit gleich¬ mäßig um die Hauptszintillationsanordnung verteilter Einzelszintillationsdetek- toren ausgebildet. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen wird auch in diesem Fall die zylindersymmetrische Geometrie auf eine Szintillationsdetek- toranordnung übertragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Materialprobe durch Messen des flächengewichtsabhängigen Ab¬ sorptionsvermögens der Materialprobe gegenüber radioaktiver Teilchenstrah¬ lung, insbesondere Betastrahlung und zur Korrektur einer die Flächengewichts¬ messung beeinflussenden, von einem Sollwert abweichenden Ablage der Materi¬ alprobe ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Absorptionsmessung in einer Transmissionskonfiguration unter Verwendung einer zweigeteilten Detektoran¬ ordnung in einer Hauptstrahlrichtung ein Hauptmesssignal, insbesondere eine erste Hauptzählrate, und in einer von der Hauptstrahlrichtung lateral abwei¬ chenden Umgebung ein Streumesssignal, insbesondere eine Streuzählrate regis¬ triert werden. Dabei wird durch eine Auswertung des Hauptmesssignals und des. Streumesssignals das Flächengewicht der Materialprobe und eine durch eine von einem Sollwert abweichende Ablage der Materialprobe erforderliche Korrek¬ tur durchgeführt.
Die Flächengewichtsmessung und ihre Korrektur aufgrund der Lageabweichung wird unter Verwendung einer einzigen Messanordnung aus einer Strahlenquelle und einer Detektoranordnung ausgeführt. Dabei wird sowohl die vorwiegend die Flächengewichtsinformation tragende Summe aus Hauptmesssignal und Streu¬ messsignal verwendet, als auch die relativen Höhen beider Signale zueinander ausgewertet, die die Informationen über die als Ablage bezeichnete Positions¬ abweichung der Materiallage von dem vorgegebenen Sollwert enthalten. Durch eine vergleichende Auswertung des Hauptmesssignals und des Streumesssignals wird sowohl das Flächengewicht der Probe, als auch die dazu notwendige Lage¬ korrektur messtechnisch erschlossen. Dieses Verfahren kann somit auf einer einfachen Flächengewichtsmessanordnung ausgeführt werden und kommt so¬ wohl ohne zusätzliche Strahlquellen als auch weitere, auf zusätzlichen physika¬ lischen Effekten beruhende Nachweistechniken aus. Es ist daher prinzipiell möglich, dieses Verfahren in bereits bestehende Flächengewichtsmessanordnun- gen in sehr einfacher und damit kostengünstiger und aufwandsarmer Weise zu implementieren. Dies ist z. B. möglich, indem eine gegebene Detektoranord¬ nung durch die erfindungsgemäße zweigeteilte Detektoranordnung ausgetauscht oder eine bereits bestehende Detektoranordnung erfindungsgemäß neu ver¬ schaltet wird.
Ein Flächengewichtsmesswert wird insbesondere aus einem funktionalen Zusam¬ menhang zwischen der Signalsumme aus Hauptmesssignal und Streumesssignal einerseits und dem Signalverhältnis von Hauptmesssignal und Streumesssignal andererseits über ein geeignetes mathematisches Verfahren während oder un¬ mittelbar nach dem Messvorgang ermittelt.
Insbesondere wird der Flächengewichtswert aus einem aus dem Hauptmesssig¬ nal und dem Streumesssignal gebildeten Summensignal ermittelt, während die von dem Sollwert abweichende Ablage der Materialprobe aus einem Verhältnis¬ signal aus Hauptmesssignal und Streumesssignal bestimmt und zur Ablagekor¬ rektur des Flächengewichtswertes verwendet wird. Der materialabhängige Flä- _ chengewichtswert beeinflusst sowohl das Hauptmesssignal, als auch das Streu¬ messsignal und ergibt sich damit aus der Summe der beiden Signale. Die Ablage der Materialprobe schlägt sich jedoch in den gemessenen unterschiedlichen Anteilen des Haupt- bzw. des Streumesssignals innerhalb der Signalgesamtgrö¬ ße nieder.
Der funktionale Zusammenhang zwischen dem Flächengewicht der Materialpro¬ be, der Signalsumme aus Hauptmesssignal und Streumesssignal und dem Sig¬ nalverhältnis von Hauptmesssignal und Streumesssignal bei variierenden/ von der Sollposition abweichenden Ablagen der Materialprobe wird über vorherge¬ hend ausgeführte Kalibriermessungen ermittelt.
Damit ist die Abhängigkeit aus Summensignal und Flächengewicht einerseits und die darauf aufgeprägte zweite Abhängigkeit aus Verhältnissignal und Ab¬ lage bekannt. Es kann somit für prinzipiell beliebige Werte des Summen- bzw. des Verhältnissignals das Flächengewicht der Materialprobe sowie eine durch die Ablage der Probe notwendige Korrektur des Flächengewichtes ermittelt werden. Der Flächengewichtsmesswert wird insbesondere aus der Summe der unter¬ schiedlich gewichteten, d.h. mit geeigneten Faktoren multiplizierten Haupt- und/oder Streumesssignalen bestimmt.
Weiterhin können geeignete flächengewichtsabhängige und im wesentlichen ab¬ lageunabhängige Faktoren über vorhergehende Kalibriermessungen bestimmt und mit dem Hauptmesssignal und/oder dem Streumesssϊgnal multipliziert wer- , den.
Die Vorrichtung bzw. das Verfahren sollen nachfolgend anhand von Ausfüh¬ rungsbeispielen unter Verwendung der Figuren 1 bis 6 näher erläutert werden. Es werden für gleiche oder gleich wirkende Teile die selben Bezugsziffern ver¬ wendet. Im einzelnen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Flächengewichtsmessanordnung in einer Transmissionskonfiguration,
Fig. 2 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Ionisationsdetektors in einer beispielhaften Ausführungsform,
Fig. 3 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterdetektors in einer beispielhaften Ausführungsform,
Fig. 4 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Szintillationsdetektors in einer beispielhaften Ausführungssform,
Fig. 5 ein beispielhaftes Diagramm einer radialen Signalverteilungsfunktion über einem Empfangsquerschnitt an einer erfindungsgemäßen Detektoranord¬ nung.
Fig. 6 eine beispielhafte Darstellung der Signale vom Hauptstrahlungsabschnitt und Streustrahlungsabschnitt bei Variation der Warenlage im Messspalt, H
Fig. 7 eine beispielhafte Darstellung einer Kurvenschar, die sich ergibt, wenn für fünf angenommene Flächengewichte die Signalsumme gegen das Signalver¬ hältnis bei Variation der Lage der Ware im Messspalt aufgetragen wird.
Fig. 8 eine beispielhafte Darstellung der Warenlagenabhängigkeit der Einzelsig¬ nale und der gewichteten Signalsumme
Die der Erfindung zugrundeliegende allgemeine Transmissionskonfiguration der Flächengewichtsmesseinrichtung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Eine Ma¬ terialprobe 10, die beispielsweise eine textile oder aus einem anderen Material bestehende Stoffbahn, aber auch ein stückweise gefördertes Einzelteil sein kann, befindet sich zwischen einer radioaktiven Strahlenquelle 20 und einer De¬ tektoranordnung 30. Die Strahlenquelle 20 ist beispielhaft als eine Betastrah¬ lenquelle ausgeführt, die neben einem radioaktiven Präparat in einem abge¬ schirmten Innenbereich die entsprechenden Einrichtungen für eine Strahlkolli- mation und -bündelung, insbesondere diverse Filter- bzw. Blendeneinrichtungen aufweist. Die Betastrahlung tritt somit als ein gerichteter Strahl aus Beta+- bzw. Beta~-Teilchen, d.h. Positronen oder Elektronen in einer Hauptstrahlrich¬ tung HS aus. Diese fällt im wesentlichen mit der geometrischen Verbindungsli¬ nie zwischen der Strahlenquelle 20 und der Detektoranordnung 30 zusammen. In den meisten Fällen weist die kollimierte Betastrahlung einen kreisförmigen Strahlquerschnitt auf. Jedoch können linienförmige und beispielsweise senk¬ recht zur Förderungsrichtung der Materialprobe 10 orientierte Strahlquerschnit¬ te ebenfalls vorgesehen sein. Bei den nachfolgenden Beschreibungen wird ver¬ einfacht und beispielhaft von einem kreisförmigen Strahlquerschnitt ausgegan¬ gen.
Innerhalb der Materialprobe wird die im wesentlichen parallele Teilchenstrah¬ lung durch Wechselwirkungen mit den Elektronen des Materials gestreut und weicht demnach teilweise beim Verlassen der Materialprobe 10 lateral von der Hauptstrahlrichtung HS in eine Streustrahlrichtung SR ab. Die Gesamtheit aller möglichen Streustrahlrichtungen SR füllt bei einem anfänglich kreisförmigen Strahlquerschnitt einen sich hinter der Materialprobe ausbildenden Streukegel aus und bildet eine über die Querschnittsfläche der Detektoranordnung verteilte radialsymmetrische Energieverteilung aus. In Fig. 1 ist eine mögliche Streu¬ strahlrichtung SR innerhalb des Streukegels beispielhaft ausgezeichnet.
Die in Fig. 1 gezeigte schematische Detektoranordnung 30 ist mit einer Auswer¬ teeinheit 40 gekoppelt, die die von der Strahlung erzeugten Messsignale von der Detektoranordnung empfängt und auswertet. Erfindungsgemäß ist die De¬ tektoranordnung 30 in mindestens zwei messtechnisch vollständig unabhängig arbeitende Abschnitte geteilt. Der Hauptstrahlungsabschnitt 50 empfängt die aus der Hauptstrahlrichtung HS einfallende Teilchenstrahlung, während der Streustrahlabschnitt 55 die innerhalb des Streukegels einfallende und entlang aller möglichen Streustrahlrichtungen SR einfallende Streustrahlung detektiert. In Abhängigkeit vom konkret vorliegenden Strahlquerschnitt des von der Strah¬ lenquelle 20 ausgesendeten Teilchenstrahls bzw. des von der Materialprobe er¬ zeugten Öffnungswinkels des Streukegels ..können der Hauptstrahlabschnitt 50 bzw. der Streustrahlabschnitt 55 in ihrer Größe und Geometrie variieren. Für eine besonders gute Auflösung der durch die Materialprobe verursachten Streuung des Teilchenstrahls und der damit verbundenen radialen Energie- und/ oder Zählratenverteilung über dem Empfangsquerschnitt der Detektoranordnung 30 kann, in Abhängigkeit von der konkreten Ausführungsform der Detektoran¬ ordnung, d.h. insbesondere hinsichtlich der dieser zugrundeliegenden physikali¬ schen Nachweistechnik und der darauf aufbauenden konstruktiven Gestaltung, mindestens der Streustrahlabschnitt 55 in weitere Unterabschnitte 55a, 55b, 55c unterteilt sein. Diese Unterabschnitte können konzentrisch und ringförmig um den Hauptstrahlabschnitt herum angeordnet sein. Es ist ebenfalls möglich, durch eine variable Verschaltung der entsprechenden Unterabschnitte oder eine von der in der Auswerteeinheit 40 ausgeführte logische Verknüpfung, variable Teilabschnitte der Detektoranordnung als Hauptstrahlabschnitt bzw. Streu¬ strahlabschnitt zu definieren und deren Messsignale entsprechenden Auswerte¬ routinen zuzuweisen.
Fig. 2 zeigt einen beispielhaften Ionisationsdetektor mit einem der prinzipiellen Detektoranordnung 30 aus Fig. 1 entsprechenden Aufbau. Der Ionisationsdetek¬ tor weist eine einheitliche Ionisationskammer 56 auf, die zwei Gruppen von Elektrodenanordnungen enthält. Im zentralen Teil der Ionisationskammer 56 befindet sich die Hauptelektrodenanordnung 60, die in diesem Ausführungsbei- spiel den Hauptstrahlungsabschnitt 50 des Ionisationsdetektors bildet. Der Streustrahlungsabschnitt 55 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Streu¬ elektrodenanordnung 65 ausgebildet, die durch eine Gruppe einzelner, um die Hauptelektrodenanordnung 60 herum angeordneter Plattenkondensatoreinheiten 70 ausgebildet ist. Natürlich kann die Anzahl der Plattenkondensatoreinheiten 70 beliebig sein. Es können insbesondere mehrere Plattenkondensatoreinheiten vorgesehen sein, die in mehreren konzentrischen Ringen um die zentrale Haupt¬ elektrodenanordnung 60 herum angeordnet sind. Die Plattenkondensatoren kön¬ nen auch gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform um 90° gekippt sein, so dass das von ihnen erzeugte elektrische Feld in Hauptstrahlrichtung weist.
Bei einer weiteren, nicht bildlich dargestellten Ausführungsform können die Hauptelektrodenanordnung und/oder die Streuelektrodenanordnung, als. ein oder mehrere Zylinderkondensatoren ausgeführt sein, die insbesondere eine konzen¬ trische Anordnung bilden. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform erlaubt eine gewisse um den Umfang der Plattenkondensatoreinheiten verteilte Ortsauflö¬ sung, während die Zylinderkondensatoranordnung einen einfacheren Aufbau aufweist und ein über den jeweiligen Umfang integriertes Messsignal liefert.
Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer entsprechend des in Fig. 1 gezeigten Prinzips aufgebauten Halbleiterdetektoranordnung 75. Diese ar¬ beitet nach dem Prinzip des Nachweises von durch die Teilchenstrahlung er¬ zeugten freien Ladungsträgern in Form von Elektronen-Loch-Paaren. Der Haupt¬ strahlabschnitt 50 wird bei dieser Ausführungsform durch einen Haupthalblei¬ terdetektor 80 gebildet. Dieser ist von einem ringförmigen Streuhalbleiterdetek¬ tor 85 umgeben, wobei beide Abschnitte messtechnisch voneinander getrennt sind und insbesondere separate Messsignale ausgeben. Diese Detektoranord¬ nung kann auch entsprechend der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform modifi¬ ziert werden, bei der einzelne beliebig geformte Detektoren einen Hauptstrahl¬ abschnitt und einen Streustrahlabschnitt zumindest teilweise überdecken. Bei einer weiteren in Fig. 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die Detektoranordnung als ein mehrteiliger Szintillationsdetektor 100 ausgeführt. Der Hauptstrahlungsabschnitt 50 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch min¬ destens eine, vorzugsweise in der Mitte angeordnete Hauptszintillationsanord- nung 105 ausgebildet, die in der bekannten Weise einen Szintillationskristall 106 mit einem Lichtdetektor bzw. einem Photomultiplier 115 umfasst. Die Hauptszintillationsanordnung ist von einer Streuszintillationsanordnung 110 umgeben, die in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Gruppe von Einzelszintil- lationsdetektoren 120 besteht, die um die Hauptszintillationsanordnung herum verteilt und optisch voneinander isoliert sind. Jede dieser Einzelszintillationsde- tektoren 120 weist einen Szintillationskristall 121 mit einem Lichtdetektor bzw. Photomultiplier 115 auf. Im Gegensatz zu dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungs¬ beispiel, bei dem nur eine Gruppe von Einzelszintillationsdetektoren 120 als Streuszintillationsanordnung 110 vorgesehen ist, kann auch eine mosaikartige Anordnung mehrerer gegebenenfalls konzentrisch um die Hauptszintillationsan¬ ordnung herum verteilter Gruppen aus Einzelszintillationsdetektoren vorgesehen sein, Die Größe der einzelnen Szintillations-kristalle 106 bzw. 121 ist prinzipiell beliebig und richtet sich nach den aus den jeweiligen Einsatzbedingun.gen erge¬ benden Anforderungen. Es ist ebenfalls möglich, anstelle der Szintillationskris- talle andere szintillationsfähige Materialien oder Vorrichtungen anzuwenden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 soll nun nachfolgend das mit den erwähnten De¬ tektoranordnungen verknüpfte erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläu¬ tert werden. Fig. 5 zeigt in einem beispielhaften Diagramm für eine zylinder¬ geometrische Detektoranordnung den pro Flächeninhalt hindurch tretenden Energiefluss der Teilchenstrahlung durch dünne, auf der Empfangsfläche des Detektors liegende Kreisringe mit Radius R. Diese Kurven können als eine radi¬ ale Verteilungsfunktion der Signalstärke des zylindrischen Detektors interpre¬ tiert werden.
Die mit der Sollposition der Lage der Materialprobe verknüpfte Signalstärken¬ verteilungsfunktion wird in Fig. 5 mit S bezeichnet. Die mit A bezeichnete Kurve zeigt eine radiale Signalstärkenverteilungsfunktion bei einer Verkürzung des Ab¬ standes zwischen Materialprobe und Detektoranordnung, während die mit E be¬ zeichnete Kurve die entsprechende radiale Signalstärkenverteilungsfunktion bei einer Vergrößerung des Abstandes zwischen Materialprobe und Detektoranord¬ nung gegenüber der Solllage angibt. Die Kurven schneiden sich alle in einem Bereich K des Diagramms, der sich im äußeren Bereich eines Detektors mit dem dazu gehörigen Außenradius R0 befindet. Die Inhalte der Flächen, die von der Kurve nach oben und der Ordinate nach unten sowie von zwei vertikalen Linien bei R1 und R2 (nicht in Fig. 5 einge¬ zeichnet) begrenzt werden, stellen die vom Detektor im Bereich zwischen den Radien Ri und R2 registrierte Signalstärke dar. Aus dem Diagramm ist ersicht¬ lich, dass bei Annäherung der Ware an den Detektor der Bereich im Detektor, in dem das Signal erzeugt wird, vom Rand des Detektors sich in Richtung der Mit¬ te des Detektors in Richtung. des Maximums der Kurven verlagert wird. Dies zeigt Kurve A. Eine Entfernung von Ware und Detektor hat gleichzeitig zur Fol¬ ge, dass in den Randbereichen des Detektors die Signalstärke zunimmt, wie Kurve E zeigt. Dieses Verhalten ergibt sich anschaulich dadurch, dass der sich entsprechend Fig. 1 hinter der Ware aufweitende Streustrahlkegel die Em¬ pfangsfläche des Detektors bei Annäherung der Ware an den Detektor den Zen¬ tralbereich intensiver und bei Entfernung weniger stark, bei R0 auch über den Rand hinaus, ausleuchtet. .
Neben diesem rein geometrischen Argument spielt auch noch die energetische Verteilung der Teilchen, die in Haupt- bzw. Streustrahlrichtung fliegen, eine Rolle. Energiereiche Elektronen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht oder nur wenig aus der Hauptstrahlrichtung abgelenkt werden, treffen stets den zen¬ tralen Bereich der Empfangsfläche des Detektors. Der von ihnen herrührende Signalanteil am Detektor ist daher in einem nur geringen Maße von der Waren¬ lage abhängig.
Die Signale aus dem innen gelegenen Hauptstrahlungsabschnitt und dem äuße¬ ren Streustrahlungsabschnitt werden voneinander getrennt aufgenommen. In Fig. 6 sind die mit D1 und D2 bezeichneten Signalstärken aus beiden Detektor¬ abschnitten aufgetragen. Diese werden gemessen, wenn sich eine flächige Ware mit einem bestimmten Flächengewicht an verschiedenen Positionen x zwischen Quelle und Detektor befindet.
Innerhalb eines gewissen Bereichs der Ablage von einer Sollpo.sition X0, in dem die Korrektur erfolgen soll, sind die Signale D1 und D2 in guter Näherung line¬ are Funktionen der Warenlage x. Die Signalsumme Di + D2 ist dann ebenfalls li¬ near in x. Ein Detektor, der die Unterteilung in zwei oder mehrere signalerzeu¬ gende Abschnitte nicht aufweist, würde unter diesen Bedingungen ein einziges Signal liefern, das der Signalsumme D1 + D2 eines zweifach unterteilten Detek¬ tors entspricht. Die Signalsumme kann also zur Bestimmung des Flächengewich¬ tes verwendet werden, eine Korrektur des Einflusses der Warenlage ist unter diesen Bedingungen jedoch nicht möglich.
Das Signalverhältnis D1ZD2 oder D2/Di zeigt ebenfalls einen glatten streng mo¬ notonen funktionalen Zusammenhang mit der Warenlage x, der im Bereich der Solllage X0 ebenso wie die Signalsumme D1 + D2 gut durch eine Gerade be¬ schrieben werden kann. Aufgrund der Linearität von Signalsumme D1 + D2 und Signalverhältnis D1VD2 zur Warenlage ergibt sich bei der Auftragung von Sig¬ nalsumme gegen Signalverhältnis das in Fig. 7 dargestellte Bild. Zu jeder Ware mit einem bestimmten Flächengewicht Q gehört eine Kurve Fi, in der die ein¬ deutige Beziehung von Signalsumme D1 + D2 und Signalverhältnis DJD2 be¬ schrieben wird. In guter Näherung handelt es sich hierbei um eine lineare Be¬ ziehung
(1) D1 +D2 =M(Q)^+T(Q) ,
deren Scharparameter M(Q) und T(Q) Funktionen des Flächengewichts Q dar¬ stellen.
Bei einer Kalibrierung werden für verschiedene Kalibrierproben mit jeweils be¬ kanntem Flächengewicht die Signalsummen und Signalverhältnisse bei vari¬ ierender, aber nicht notwendigerweise bekannter Warenlage gemessen und zu¬ einander in die genannte lineare Beziehung (1) gestellt. Zu jedem Flächenge¬ wicht Q der Kalibrierproben ergeben sich somit Werte für M und T. In einem nächsten Schritt wird der funktionale Zusammenhang M = M(Q) bzw. T = T(Q) aus diesen Werten interpoliert und festgehalten. Die Interpolation erfolgt zweckmäßigerweise durch ein Annähern mittels geeigneter mathematischer Funktionen, beispielsweise linearen Funktionen oder Polynomen beliebigen Gra¬ des.
Die Gleichung (1) enthält neben den Messwerten D1 und D2 nur noch das zu be¬ stimmende Flächengewicht Q. Bei einem Messvorgang muss also nach der mess¬ technischen Bestimmung der Signale D1 und D2 und der Berechnung der Sig- nalsumme D1 + D2 und des Signalverhältnisses Di/D2 mit Hilfe eines geeigneten mathematischen Verfahrens das in Gleichung (1) implizit enthaltene Flächenge¬ wicht Q ermittelt und ausgegeben werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 und Fig. 8 soll ergänzend eine weitere erfindungs¬ gemäße Signalauswertungsmethode beispielhaft beschrieben werden, die zur Korrektur des Flächengewichtes bei Warenlagenänderungen verwendet werden kann. Wird der Radius R0 aus Fig. 5, der die Trennung von Hauptstrahlungsab¬ schnitt vom Streustrahlungsabschnitt darstellt, so gewählt, dass sich die ent¬ sprechenden Signale Di und D2 wie in Fig. 8 angedeutet bei Variationen der Warenlage im Spalt mit gleich großen, aber entgegengesetzten Gradienten bei veränderlichem x entwickeln, erhält man eine in Fig. 8 als D12 bezeichnete Sig¬ nalsumme, die von der Lage der Ware im Messspalt unabhängig ist. Die Aus¬ wertung des Signalverhältnisses DJD2 ist bei dieser Methode nicht nötig.
Die in Fig. 8 dargestellte Situation, bei der die Signalsumme D12 über die Wa¬ renlage eine Konstante darstellt, ist im Allgemeinen nur für ein bestimmtes Flächengewicht gültig, weil der Grad der Auffächerung des Strahlkegels vom Flächengewicht abhängt. Nutzbar ist dieses Methode der Signalauswertung trotzdem, wenn wenigstens eines der beiden Signale vor der Summenbildung mit einem in der Regel flächengewichtsabhängigen und zuvor über Kalibrie¬ rungsmessungen bestimmten Faktor multipliziert wird.
Wird beispielsweise das Streustrahlungssignal D2 mit einem solchen Faktor mul¬ tipliziert, erhält man für das Summensignal D12 zur Bestimmung des Flächenge¬ wichtes die Gleichung
(2) Dn = D1 +K(Q)D2
mit K(Q) als flächengewichtsabhängiger Faktorfunktion. Die Signalsumme wird bei der Flächengewichtsbestimmung durch Teilchenabsorption üblicherweise durch einen Exponentialansatz ausgewertet, der im einfachsten Fall eine Pro¬ portionalität D12 ~ exp(-Q/τ) mit τ als charakteristischer Absorptionskonstante annimmt. Dieser Ansatz enthält nach Einsetzen von Gleichung (2) nur noch die gemessenen Detektorsignaie D1 und D2 und das Flächengewicht Q, das bei der Auswertung über geeignete mathematische Verfahren ermittelt werden kann.
Bei einer Kalibrierung wird unter Verwendung von Kalibrierproben mit jeweils bekanntem Flächengewicht der in der Signalsumme Di2 enthaltene Faktor K(Q) ermittelt. Dazu muss der funktionale Zusammenhang zwischen dem Flächenge¬ wicht Q der Kalibrierproben und dem Faktor K(Q), beispielsweise durch Approxi¬ mationen mit geeigneten Funktionen, insbesondere Polynomen, gefunden wer¬ den.
Diese zweite beschriebene Methode zur Korrektur der Warenlagenabhängigkeit bei Transmissionsmessungen zur Flächengewichtsbestimmung eignet sich auf¬ grund seines geringen Rechenaufwandes in Verbindung mit einer speziell abge¬ stimmten Einteilung des D-etektors in Hauptstrahlungs- und Str.eustrahlungs.ab- schnitt und eingeschränktem Flächengewichtsmesswert besonders gut, da in diesem Fall die Faktorfunktion K(Q) näherungsweise eine einfache mathemati¬ sche Form annehmen kann.
Obwohl vorhergehend die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen erläutert wurden, ist anzumerken, dass im Rahmen fachmännischen Handelns weitere Ausgestaltungen, Kombinationen, Hinzufügungen und Weglassungen erfolgen können, ohne sich dadurch vom er¬ findungsgemäßen Grundgedanken zu entfernen.
Bezugszeichenliste
10 Materialbahn
20 Strahlungsquelle
30 zweiteilige Detektoranordnung
40 . Auswerteeinheit
50 Hauptstrahlabschnitt
55 Streustrahlabschnitt
55a, weitere Unterabschnitte
55b,
55c 56 Ionisationskammer
60 Hauptelektrodenanordnung
65 Streuelektrodenanordnung
70 Plattenkondensatoreinheit
75 Halbleiterdetektoranordnung
80 Haupthalbleiterdetektor
85 Streuhalbleiterdetektor
100 Szintillationsdetektor
105 Hauptszintillationsanordnung
106 Szintillationskristall
110 Streuszintillationsanordnung
115 Lichtdetektor / Photomultiplier
120 Einzelszintillationsdetektor
121 Szintillationskristall . . .
S radiale Signalverteilungsfunktion in Solllage
A radiale Signalverteilungsfunktion bei Annäherung
E radiale Signalverteilungsfunktion bei Entfernung
K Kreuzungsbereich der Kurven
R0 • Radius der Abdeckblende
R0 Detektorradius
Di Signal des inneren Detektorbereichs/Hauptstrahlungsabschnittes
D2 Signal des äußeren Detektorbereichs/Streustrahlungsabschnittes
Di2 mit einem Faktor K(Q) gewichtete Signalsumme
X0 Sollposition der Ware im Messspalt
Fi, ...F5 unterschiedliche beispielhafte Flächengewichte

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Ma¬ terialprobe (10) durch Messen des flächengewichtsabhängigen Absorptions¬ vermögens der Materialprobe gegenüber radioaktiver Teilchenstrahlung, insbesondere Betastrahlung, und zur Korrektur einer die Flächengewichts¬ messung beeinflussenden, von einem Sollwert abweichenden Ablage der Materialprobe, umfassend eine radioaktive Strahlungsquelle (20) für die radioaktive Teilchenstrahlung, die Materialprobe und eine die radioaktive Teilchenstrahlung registrierende Detektoranordnung (30) in einer Trans¬ missionskonfiguration in Verbindung mit einer Auswerteeinheit (40) für die von der Detektoranordnung erzeugten Messsignale, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung mindestens in einen in der von der Transmissions-, konfiguration vorgegebenen Hauptstrahlrichtung (H) angeordneten Haupt¬ strahlungsabschnitt (50) und mindestens einen bezüglich des Hauptstrah¬ lungsabschnitts messtechnisch unabhängigen und außerhalb der Strahlrich¬ tung angeordneten Streustrahlungsabschnitt (55) gegliedert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei. einer im wesentlichen zylindersymmetrischen Transmissionskonfigura¬ tion eine konzentrische Detektoranordnung vorgesehen ist, wobei
- der Hauptstrahlungsabschnitt (50) im wesentlichen die Mitte der Detek¬ toranordnung bildet und
- der Streustrahlungsabschnitt (55) den Hauptstrahlungsabschnitt mindes¬ tens abschnittsweise umgibt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung bei einer ersten Ausführungsform in Form eines Ionisationsdetektors ausgebildet ist, wobei eine den Hauptstrahlungsab¬ schnitt (50) bildende erste Hauptelektrodenanordnung (60) und eine um die Hauptelektrodenanordnung gruppierte zweite Streuelektrodenanordnung (65) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptelektrodenanordnung (60) und/oder die Streuelektrodenanord¬ nung (65) in Form eines im wesentlichen konzentrischen Zylinderkondensa¬ tors ausgeführt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptelektrodenanordnung (60) und/oder die Streuelektrodenanord¬ nung (65) in Form von Plattenkondensatoren ausgebildet sind, wobei ins¬ besondere die Streuelektrodenanordnung durch eine die Hauptelektroden¬ anordnung umgebende Gruppe aus einzelnen Plattenkondensatoreinheiten (70) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung (30) bei einer weiteren Ausführungsform in Form eines Halbleiterdetektors (75) ausgebildet ist, wobei ein den Hauptstrah¬ lungsabschnitt (50) bildender erster Haupthalbleiterdetektor (80) und ein den Haupthalbleiterdetektor mindestens abschnittsweise umgebender Streu¬ strahlungsabschnitt (55) in Form eines Streuhalbleiterdetektors (85) vor¬ gesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haupthalbleiterdetektor (80) in Form eines im wesentlichen zylinder¬ förmigen Körpers und der Streuhalbleiterdetektor (85) als ein den zylinder¬ förmigen Körper konzentrisch mindestens abschnittsweise umschließender Ringkörper ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung bei einer weiteren Ausführungsform in Form eines Szintillationsdetektors (100) ausgeführt ist, wobei eine den Hauptstrah¬ lungsabschnitt (50) bildende Hauptszintillationsanordnung (105) und eine um die Hauptszintillationsanordnung herum gruppierte Streuszintillationsan- ordnung (110) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuszintillationsanordnung (110) aus einer Gesamtheit gleichmäßig um die Hauptszintillationsanordnung (105) verteilter Einzelszintillationsde- tektoren (120) ausgebildet und von dieser optisch getrennt ist.
10. Verfahren zum Bestimmen des Flächengewichtes einer geförderten Materi¬ alprobe (10) durch Messen des flächengewichtsabhängigen Absorptionsver¬ mögens der Materialprobe gegenüber radioaktiver Teilchenstrahlung, insbe¬ sondere Betastrahlung und zur Korrektur des Einflusses einer von einem Sollwert der Materialprobe abweichenden Ablage der Materialprobe, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Absorptionsmessung in einer Transmissionskonfiguration unter Verwendung einer zweigeteilten Detektoranordnung
- in einer Hauptstrahlrichtung ein Hauptmesssignal, insbesondere eine erste Hauptzählrate, und in einer von der Hauptstrahlrichtung lateral ab¬ weichenden Umgebung ein Streumesssignal, insbesondere eine Streu¬ zählrate, registriert werden, wobei
- durch Auswertung des Hauptmesssignals und des Streumesssignals das Flächengewicht der Materialprobe und eine von einem Sollwert abwei¬ chende Ablage der Materialprobe ermittelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flächengewichtsmesswert aus einem funktionalen Zusammenhang zwi¬ schen der Signalsumme aus Hauptmesssignal und Streumesssignal einer¬ seits und dem Signalverhältnis von Hauptmesssignal und Streumesssignal andererseits über ein geeignetes mathematisches Verfahren während oder unmittelbar nach dem Messvorgang ermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein funktionaler Zusammenhang zwischen dem Flächengewicht der Material¬ probe, der Signalsumme aus Hauptmesssignal und Streumesssignal und dem Signalverhältnis von Hauptmesssignal und Streumesssignal bei variie¬ renden, von der Sollposition abweichenden Ablagen der Materialproben über vorhergehend ausgeführte Kalibriermessungen ermittelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flächengewichtswert aus der Summe der unterschiedlich gewichteten, d.h. mit geeigneten Faktoren Haupt- und Messsignalen bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass geeignete flächengewichtsabhängige und im wesentlichen ablageunabhän¬ gige Faktoren über vorhergehende Kalibriermessungen bestimmt und mit dem Hauptmesssignal und/oder dem Streumesssignal multipliziert werden.
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