DE1950568C3 - Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern an transparenten Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern an transparenten Gegenständen, mit einer Lichtquelle, mit Einrichtungen zur Erzeugung mindestens zweier Teillichtbündel und zur Projektion der Teillichtbündel auf jeweils dieselbe Stelle des Gegenstandes und mit den Teillichtbündeln zugeordneten und jeweils an einen Verstärker angeschlossenen photoelektrischen Wandlern zum Empfang der an dem Gegenstand reflektierten Teillichtbündel (US-PS 86 579). Aus dieser US-PS ist es bekannt, ein und dieselbe Stelle eines transparenten Gegenstandes *>o zwecks Feststellung von Fehlern mit mindestens zwei Lichtbündeln zu beleuchten und die reflektierten Anteile mit den einzelnen Bündeln zugeordneten und am Verstärker angeschlossenen Photowandlern nachzuweisen. Man hat auch bereits Strahler mit Faseropti- ^b5 ken zur Feststellung von Fehlern an transparenten Gegenständen verwendet (vgl. US-PS 33 49 906 und FR-PS 14 49 466). Solche Sender oder Strahler hüben den Vorteil, über einen feinen und beweglichen Kopf zu verfügen, dessen Folge eine Benutzungselastizität ist. Der Nachteil ist jedoch in einem sehr geringen Lichlv/irkungsgrad zu sehen, und zwar hauptsächlich aufgrund der Dispersion des Lichtbündels am Austria aus den Fasern, wodurch die Empfänger ganz besonders anfällig gegen eventuell vorhandene Störgeräusche sind.

Eine Zusammenfassung mehrerer Kontrollen an ein und demselben Posten macht es jedoch erforderlich, ganz genau bis ins einzelne die Geometrie der Vorrichtung zu studieren, um störende Nebeneffekte zu vermindern, ohne daß diese jedoch völlig eliminiert werden könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie einerseits einen geringen Platzbedarf und eine große Mobilität und andererseits eine geringe Störanfälligkeit, verbunden mit hoher Meßempfindlichkeit aufweist.

Diese Ziele werden überraschend einfach bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß

a) die Einrichtungen zur Erzeugung und Projektion der Teillichtbündel eine entsprechende Zahl von die Teillichtbündel auf die zu untersuchende Stelle leitenden flexiblen Faseroptikkabeln aufweisen,

b) Modulatoreinrichtungen zur Modulation der Teil-Iichtbündel mit jeweils unterschiedlichen Frequenzen vorgesehen sind,

c) die Verstärker jeweils auf die Modulationsfrequenz des zugeordneten Teillichtbündels abgestimmt sind.

Vorzugsweise umfassen die Modulatoreinrichtungen eine rotierende Scheibe, die in unterschiedlichen, jeweils einem Teillichtbündel zugeordneten konzentrischen Ringzonen mit öffnungen zum Lichtdurchtritt vorgesehen sind, und die Einrichtungen zur Erzeugung und Projektion der Teillichtbünde! weisen optische Elemente auf, die jeweils ein Bild der Lichtquelle in jeder Ringzone erzeugen.

Zweckmäßig beträgt bei Untersuchung des Gegenstands mit zwei Teillichtbündeln das Verhältnis der Modulationsfrequenz zwischen 1,5 und 1,7.

Besonders günstig ist es, bei Untersuchen des Gegenstands mit drei Teillichtbündeln die Modulationsfrequenz des zweiten Teillichtbündels 1,5 bis 1,7mal und die Modulationsfrequenz des dritten Teillichtbündels 2,5mal so groß wie die des ersten Teillichtbündels zu wählen.

Hierbei wird die an sich bekannte Tatsache ausgenützt, (Elektronik 1966, Heft 6, Seiten 167—168), daß die Modulation zweier Teilstrahlenbündel auf unterschiedlichen Frequenzen mittels einer Scheibe möglich ist, die mit konzentrischen Lochkreisen unterschiedlicher Teilung ausgestattet ist Die Lichtquelle wird jeweils auf einen der Lochkreise abgebildet.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung werden die obenerwähnten Ziele, und zwar gleichzeitig, voll erreicht, und insbesondere die Kompaktheit und Benutzungselastizität der Vorrichtung beachtlich gesteigert.

Aufgrund der Modulation braucht eine Abdeckung um die transparenten Gegenstände, beispielsweise Fläschehen, nicht mehr vorgenommen zu werden. Selbstverständlich muß die Modulation geschützt gegen jede Sekundärstörmodulation, d. h. in Praxis an einem ausreichend isolierten Lichtbündel vorgenommen werden, welches durch ein Gehäuse geschützt ist und sich

ziemlich nahe der verwendeten Lichtquelle befindet.

Ein und dem gleichen Kontrollposten können mehrere Sender-Empfänger unterschiedlicher Frequenzcharakteristiken zugeordnet sein, wodurch man, selbst wenn man bewegliche Strahler, die durch nachgiebige Faseroptiken gespeist sind, verwendet, die an diesem Kontrollposten vorgenommenen Operationen vervielfachen kann, ohne daß die verschiedenen Einrichtungen füreinander ein Störsignal erzeugen.

Um die Lichtausbeute zu erhöhen, ist es vorteilhaft, daß das Bild der Quelle sich in der Ebene des Modulationsorgans ausbildet.

Die unterschiedlichen, jeweils einem Teillichtbündel zugeordneten konzentrischen Ringzonen sind mit öffnungen zum Lichtdurchtritt an der rotierenden Scheibe versehen, und die erzeugten modulierten Lichtbündel werden auf optische Faserbündel von mehr als einem Meter Länge übertragen.

Die Erfindung soll nun anhand einer beispielsweisen Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert werden. Diese zeigt in

F i g. 1 eine Gesamtdarstellung der Vorrichtung und

F i g. 2 einen Schnitt durch eine solche Vorrichtung.

Nach der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 ist eine Lampe 1, beispielsweise eine Jodlampe vorgesehen, zusammen mit zwei 45°-Spiegeln 2—2a sowie zwei Linsen 3—3a, die jeweils ein Bild des Fadens der Lampe in der Ebene einer Scheibe 4 bilden. Diese durch einen Motor 5 angetriebene Scheibe trägt zwei Reihen von zu ihrer Achse konzentrischen öffnungen oder Schlitzen. Eine Reihe dieser Öffnungen moduliert das Lichtbündel, das aus der Linse 3 austritt. Die andere Reihe moduliert das Lichtbündel, welches aus der Linse 3a austritt. Diese beiden Öffnungsreihen sind hinsichtlich ihrer Anzahl zueinander derart unterschiedlich, daß man zwei Lichtbündel unterschiedlicher Modulationsfrequenz erhält.

Nach der Modulation durchsetzen die' beiden Lichtbündel Objektive 6—6a, an deren Ausgang die Bündel in Faseroptiken 7 — Ta eintreten. Nach der dargestellten Ausführungsform bilden diese Faseroptiken vier Kabel für jedes Bündel. Sie gehen durch Verteiler 8—8a durch, um mit Sendern oder Strahlern verbunden zu werden, von denen ein einziger, nämlich 9, dargestellt ist Di;se Anordnung ermöglicht die Untersuchung von vier Fläschchen 10, die an verschiedenen Untersuchungsstellen angeordnet sind.
Die den beiden Lichtbündeln entsprechenden Strahler oder Sender ermöglichen die gleichzeitige Untersuchung von Fehlern unterschiedlicher Art an ein und dem gleichen Fläschchen.

Die Anordnung aus Lampe 1, Spiegeln 2, Objektiven 3—3a und 6—6a und der Modulatorscheibe 4 ist in einem Gehäuse 11 untergebracht

Die Strahler, beispielsweise 9, umfassen ein optisches System 12, welches die Fokussierung des Lichtbündels auf dem Fläschchen ermöglicht und so einen leicht verstellbaren Projektor bildet

Das durch das Fläschchen zurückgeworfene Licht tritt in einen Empfänger 13 mit einem optischen System 14 und einer photoempfindlichen Zelle 15 geringer Trägheit und hoher Empfindlichkeit Diese Zelle kann vorteilhaft von der Bauart mit Sperrschicht sein. Sie speist einen Verstärker mit schmalem Durchlaßband, der auf die Emissionsfrequenz abgestimmt ist.

Trotz der geringen Ausbeuten der Faserstrahler ermöglicht die hohe Empfindlichkeit dieser Art Empfänger es, diesen Organen sehr geringe Abmessungen zu verleihen.

An den Ausgang des Verstärkers ist die Untersuchungs- oder Meßvorrichtung für die Fehler angeschlossen.

3D Nach der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung zwei Sender-Empfängeranordnungen für unterschiedliche Frequenzcharakteristiken. Die Frequenzen der beiden Lichtbündel stehen vorzugsweise in einem Verhältnis zwischen 1,5 und 1,7 zueinander, die

s^r> Frequenz des einen der Bündel kann 5000 Hz und die Frequenz des anderen kann beispielsweise 7500 Hz erreichen.

Für den Fall, wo die Vorrichtung drei Sender-Empfängeranordnungen umfaßt, liegt das Verhältnis oder

4(i die Frequenz des dritten Bündels gegenüber der Basisfrequenz vorzugsweise bei 2,5 und beispielsweise 12 500Hz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

20 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern an transparenten Gegenständen, mit einer Lichtquelle, mit Einrichtungen zur Erzeugung mindestens zweier Teillichtbündel und zur Projektion der Teillichtbündel auf jeweils dieselbe Stelle des Gegenstand« und mit den Teillichtbündeln zugeordneten und jeweils an einen Verstärker angeschlossenen photoelektrisehen Wandlern zum Empfang der an dem Gegenstand reflektierten Teillichtbündel, d a durch gekennzeichnet, daß

a) die Einrichtungen (2, 3, 6, 6a, 8, 8a, 9, 12} zur Erzeugung und Projektion der Teillichtbiindel eine entsprechende Zahl von die Teüüchtbündel auf die zu untersuchende Stelle leitenden flexiblen Faseroptikkabeln aufweisen,

b) Modulatoreinrichtungen (4, 5) zur Modulation der Teillichtbündel mit jeweils unterschiedlichen Frequenzen vorgesehen sind,

c) die Verstärker jeweils auf die Modulationsfrequenz des zugeordneten Teillichtbündels abgestimmt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 2^r> zeichnet, daß die Modulatoreinrichtungen eine rotierende Scheibe (4) umfassen, die in unterschiedlichen, jeweils einem Teillichtbündel zugeordneten konzentrischen Ringzonen mit öffnungen zum Lichtdurchtritt versehen ist, und daß die Einrichtungen zur Erzeugung und Projektion der Teillichtbündel optische Elemente (3, 3a^ aufweisen, welche jeweils ein Bild der Lichtquelle in jeder Ring/ione erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch « gekennzeichnet, daß bei Untersuchung des Gegenstandes mit zwei Teillichtbündeln das Verhältnis der Modulationsfrequenzen zwischen 1,5 und 1,7 beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Untersuchung des Gegen- ·»<· Standes mit drei Teillichtbündeln die Modulationsfrequenz des zweiten Teillichtbündels 1,5 bis IJmal und die Modulationsfrequenz des dritten Teillichtbündels 2,5mal so groß wie die des ersten Teillichtbündels ist. «