DD208670A1

DD208670A1 - Vorrichtung zur schnellen messung des glanzes beliebiger oberflaechen

Info

Publication number: DD208670A1
Application number: DD24118282A
Authority: DD
Inventors: Guenter Rockstroh; Klaus Schneider; Boris Lux
Original assignee: Pentacon Dresden Veb
Priority date: 1982-06-29
Filing date: 1982-06-29
Publication date: 1984-04-04
Also published as: GB8310237D0; GB2123139B; GB2123139A; DE3312948A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine fotoelektrisch arbeitende Vorrichtung zur schnellen Messung des Glanzes beliebiger Oberflaechen, ist im Fertigungsprozess einsetzbar und loesst die Aufgabe, eine stoerunempfindliche, schnelle Messung und Regelung des Glanzes entsprechend der Glanzzahl nach Fleischer durchzufuehren. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess durch eine Vorrichtung geloest, bei der das Leuchtdichtespektrum einer Probe mit Hilfe einer Empfaengerzeile in ein elektrisches Signalspektrum umgewandelt wird. Die diskreten Signale werden in analoger Form gespeichert, seriell weiter verarbeitet und digitalisiert. Nach Vergleich dieser Werte mit den von einem Standard abgeleiteten Geraetefunktionswerten und entsprechender Korrektur mit Hilfe eines Mikrorechners erfolgt die Regelung der glanzbeeinflussenden Herstellungsparameter.

Description

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-an<a Kinowerka Dresden, am 26 . Mai 1932

Titel der Erfindung

Vorrichtung zur schnellen Messung des Glanzes beliebiger Oberflächen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine fotoelektrisch arbeitende Vorrichtung zur schnellen routinemäßigen Messung des Glanzes beliebiger Oberflächen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ss sind zur Definition des Glanzes mehrere Glanzzahlen bekannt, wie z. B. die Spiegelglanzzahl, die Remissionsglanzzahl, die logarithmische Glanzzahl usw.

Mit all diesen Glanzzahldefinitionen und den davon abgeleiteten Gerätekonzeptionen, wie Reflektometer, Mehr- ??inkelreflektometer und Zweiblendenreflektometer, läßt sich keine exakte Korrelation der gewonnenen Meßwerte mit visuellen Meßreihen herstellen.

Zum Stand der Technik gehört weiterhin die von Fleischer aufgestellte Definition der Glanzzahl G+:

/ 1 1 Q

Cl —	1 -	t e 10
mit:	t =	²⁰ [fa ¹^ ^{L (<x)}
	cc :	Bewertungswinkel
	L :	Leuchtdichte

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Diese Glanzzahl korreliert sehr gut mit der visuellen Glanzskala. Pur die praktische Anwendung dieser Glanzzahl Gr ist die Ermittlung der Leuchtdichte L erforderlich. Zur Messung der benötigten Leuchtdichteverteilung sind goniofotometrische Laborgeräte bekannt, die aber Probleme hinsichtlich der Kompliziertheit, der Störanfälligkeit, der erheblichen Größe sowie der großen Meß- und Auswertezeiten bringen. Aus letzterem Grund ist auch eine Regelung der glanzbeeinflussenden Herstellungsparameter im Fertigungsprozeß entsprechend der exakten Glanzzahl nach Pleischer nicht möglich, da hier Zeiten im ms-Bereich sinnvoll sind, wodurch auch die Ortsauflösung bei bewegten Proben, z. B. bei laufenden Papierbahnen, entsprechend hoch ist.

Glanzmesser, mit denen die Leuchtdichteverteilung zwar kontinuierlich, aber nur in einem sehr kleinen Winkelbereich erfaßt -wird, wie in den DE-OS 29 05 727 und DE-OS 28 51 455 beschrieben, eignen sich nur für spezielle Anwendungsfälle. Ein multivalenter Einsatz für die Glanzmessung ist nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung soll eine Glanzmessung unter Vermeidung der angeführten Nachteile durchgeführt werden.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine störunempfindliche Anordnung zur schnellen routinemäßigen Messung und Regelung des Glanzes beliebiger Oberflächen, insbesondere entsprechend der Definition der exakten Glanzzahl nach Fleischer, zu entwickeln.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das .LeuchtdichteSpektrum einer mit Lichtimpulsen bestrahlten Probe mit Hilfe einer Empfängerzeile in ein~ elektrisches" Signalspektrum umgewandelt wird. Vorteilhafterweise ist die Empfängerzeile so angeordnet, daß der Schnittpunkt der Flächennormalen der Einzelempfänger im Probenmittelpunkt liegt. Dabei ist es zur Durchführung der Messungen günstig, daß die spektrale Empfindlichkeit der Sinzelempfänger der Smpfängerseile der des Auges angepaßt ist oder zur Bestrahlung der Probe eine grünleuchtende Lichtemitterdiode verwendet wird', um eine mögliche spektrale Verfälschung der Glanzwerte zu vermeiden. Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken werden nach der simultanen Erfassung des Leuchtdichtespektrums die Meßwerte in analoger Form gespeichert und seriell weiter-verarbeitet. Zur Regelung der glanzbeeinflussenden Herstellungsparameter der Probe wird ferner erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Regelkreis nacheinander einen Digital-Analog-Wandler, Leistungsendstufen und Stellglieder vorzusehen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel und der dazugehörigen Zeichnung naher erläutert werden:

Die Strahlung einer durch einen Impulsgenerator 1 angesteuerten grünleuchtenden Lichtemitterdiode 2 gelangt

über eine KoIlimatorlinse 3 als paralleles Bündel 4 auf die Oberfläche der Probe 5. Die von der Probenoberflache remittierten Strahlenanteile 6 werden von einer hochauflösenden Smpfängerzeile 7 bewertet. Die Empfänger dieser Zeile sind so angeordnet, daß der Schnittpunkt der Flächennormalen im Probenmittelpunkt liegt.

Bedingt durch die kurzen Ansprechzeiten der Fotoempfän-.. ger kann die Beleuchtung der Probe 5 mit Lichtblitzen erfolgen. Als Vorteile ergeben sich eine kurze Meßzeit und eine geringe thermische Belastung der Proben.

Durch die simultane Erfassung des Leuchtdichtespektrums verfälschen auch Kurzzeitschwankungen der Lichtstärke des Strahles das Meßergebnis nicht; die Relativgenauigkeit der Glanzmessung wird sehr hoch. Die Potoempfänger wandeln die optischen Signale in elektrische um, die in einem Analogwertspeicher 8 aufgefangen werden. Der Meßstellenumschalter 9 gestattet die Abfrage der einzelnen Analogwerte und führt diese seriell dem Analog-Digital-Wandler 10 zu, dessen Ausgangssignale dem Mikrorechner 11 kompatibel sind. Im.Mikrorechner 11 selbst erfolgt unter Berücksichtigung der Meßwertkorrektur entsprechend der Gerätefunktion die Berechnung der Glanzzahl, der Vergleich mit Sollwerten sowie die Regelung der glanzbeeinflussenden Herstellungsparameter über den Digital-Analog-Wandler 12, die Leistungsendstufen 13 und 14 und die Stellglieder 15· Die Steuerung des Meßablaufs und die optische Anzeige des Meßergebnisses werden durch das Steuergerät mit Terminal 16 vorgenommen.

Die Geometrie der Meßvorrichtung (ausgeleuchtete Fläche, Entfernung Empfängerzeile 7 - Probe 5 und Empfängerfläche) wird so festgelegt, daß entsprechend der geforderten Meßgenauigkeit die notwendige Meßapertur nicht überschritten wird.

Der Rahmen der Erfindung wird nicht verlassen, wenn die remittierten Strahlenanteile 6 durch optisch aktive Bauelemente in die Smpfängerebene fokussiert werden.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß für verschiedenste Oberflächen neben, den bekannten Glanzzahlen auch die exakte Glanzzahl nach Fleischer schnell und routinemäßig gemessen werden kann.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Vorrichtung zur schnellen Messung des Glanzes beliebiger Oberflächen, gekennzeichnet dadurch, daß das Leuchtdichtespektrum einer mit Lichtimpulsen bestrahlten Probe (5) mit Hilfe einer Smpfängerzeile (7) in ein elektrisches Signaispektrum transformiert wird.

2. Vorrichtung zur schnellen Messung des Glanzes nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Smpfängerzeile (7) so angeordnet ist, daß der Schnittpunkt der Flächennormalen der Einselempfänger im Probenmittelpunkt liegt,

3. Vorrichtung zur schnellen Messung des Glanzes nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die spektrale Empfindlichkeit der Einzelempfänger der Empfängerzeile (7) der des Auges angepaßt ist oder zur Bestrahlung der Probe (5) eine grünleuchtende Lichtemitterdiode (2) verwendet wird.

4. Vorrichtung zur schnellen Messung des Glanzes nach Punkt 3> gekennzeichnet dadurch, daß nach der simultanen Erfassung des Leuchtdichtespektrums die Meßwerte in analoger Form gespeichert und seriell weiter verarbeitet werden.

5* Vorrichtung zur schnellen Messung und Regelung des Glanzes nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Regelung der glanzbeeinflussenden Herstellungsparameter der Probe (5) im Regelkreis nacheinander ein Digital-Analog-Wandler (12), Leistungsendstufen (13, H) und Stellglieder (15) vorgesehen sind.

(Hierau 1 Seite Zeichnung)