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DE2851455A1 - Kombiniertes goniophotometer und reflektometer (gonioreflektometer) zur differenzierten quantitativen beurteilung des glanzvermoegens von oberflaechen, insbesondere organischer ueberzuege - Google Patents

Kombiniertes goniophotometer und reflektometer (gonioreflektometer) zur differenzierten quantitativen beurteilung des glanzvermoegens von oberflaechen, insbesondere organischer ueberzuege

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DE2851455A1
DE2851455A1 DE19782851455 DE2851455A DE2851455A1 DE 2851455 A1 DE2851455 A1 DE 2851455A1 DE 19782851455 DE19782851455 DE 19782851455 DE 2851455 A DE2851455 A DE 2851455A DE 2851455 A1 DE2851455 A1 DE 2851455A1
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DE
Germany
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measuring
light
lighting
integrator
interface
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DE19782851455
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DE2851455B2 (de
DE2851455C3 (de
Inventor
Werner Ing Gessner
Elmar Dr Ladstaedter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Allnex Austria GmbH
Original Assignee
Vianova Resins AG
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Publication date
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Publication of DE2851455A1 publication Critical patent/DE2851455A1/de
Publication of DE2851455B2 publication Critical patent/DE2851455B2/de
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/57Measuring gloss

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

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' f 285U5S
VIANOVA KUNSTHARZ AKTIENGESELLSCHAFT A - 8402 Werndorf bei Graz
Kombiniertes Goniophotometer und Reflektometer (Gonioreflektometer) zur differenzierten quantitativen Beurteilung des Glanzvermögens von Oberflächen, insbesondere organischer
Überzüge
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung der das Glanzvermögen von Oberflächen, insbesondere von organischen Überzügen, bestimmenden optischen Eigenschaften. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine vereinfachte und exaktere Messung derjenigen Eigenschaften von Oberflächen möglich, welche unter bestimmten Beleuchtungsbedingungen bei einen Betrachter den subjektiven Eindruck "Glanz" hervorrufen.
Entscheidend für das Glanzvermögen ist die Beschaffenheit der für Reflexion und Streuung wirksamen Grenzflächen. Beleuchtet man daher eine Oberfläche mit einem vorzugsweise parallelen Lichtstrahlenbündel, so enthält das von der Oberfläche regulär reflektierte und diffus gestreute Licht Informationen über deren Beschaffenheit.
Geräte, die die Intensitätsverteilung des gestreuten und reflektierten Lichtes über einen mehr oder weniger großen V/inkelbereich zu messen gestatten, sind als Goniophotoraeter bekannt. Aus der DT-PS 24 54 644 sowie der OE-PS 334 657 ist v/eiters bekannt, daß zur Charakterisierung hochglänzender Oberflächen in bezug auf Verlaufsstörungen und Glanzschleier schon ein Winkelbereich von typisch dem ein- bis vierfachen der Halbwertsbreite des Goniophotometers genügt und, daß raan in diesen Fällen einfacher die Meßblende bei starrer Meßoptik bewegt, anstatt die gesamte Meßoptik über den gewünschten Winkelbereich zu schwenken.
Zur summarischen Beurteilung des Glanzvenaögens werden üblicherweise Reflektometer herangezogen, ein Gerätetyp, welcher u. a. in der DIN 67 530 ausführlich beschrieben ist,
Die Aufgabenstellung für die vorliegende Erfindung bestand im Prinzip darin, eine Kombination eines Goniophotometers mit ei- · nem Reflektometer zu finden, um aaait eine differenzierte und quantitative Beurteilung des Glanzvermögens von· Oberflächen zu ermöglichen.
Im folgenden soll dieser spezielle Gerätetyp als "Gonioreflektometer" bezeichnet werden, in Anlehnung an die beiden darin
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kombinierten Gerätearten Goniophotometer (bewegte Optik) und Reflektometer (starre Optik, starre Blenden).
Die besonderen Schwierigkeiten liegen bei einem, solchen Gonioreflektometer vor allem in der Blendenbewegung, die aufgrund der kleinen Wege und hohen geforderten Auflösung bei üblichen Brennweiten und Aperturen auf etwa 10 — 20 Mikrometer genau wiederholbar sein muß. Ähnlich hohe Anforderungen werden, an die Positionierung von ließ- und Beleuchtungseinrichtung in bezug auf die zu vermessende Probenoberfläche gestellt, was durch die in der Praxis bewährte Verwendung verschiedener Meß- bzw. Beleuchtungswinkel für die Untersuchung mehr oder v/eniger matter Oberflächen erschwert wird. Ferner bewirken die als Lichtquellen normalerweise verwendeten Glühlampen nicht nur eine ungünstige und die Konstanz der Meßwerte negativ beeinflussende Erwärmung der Meßanordnung, sondern auch unter Umständen wegen des vom Tageslicht stark abweichenden Emissionsspektrums Abweichungen von visuellen Reihungsergebnissen. Dazu kommt, daß bei der hiebei üblichen kontinuierlichen Meßwerterfassung das Verhältnis von zu messendem Streulichtanteil zum Fremdlichtanteil speziell bei hochglänzenden F-lächen sehr schlecht wird. Dieser von der Oberfläche stammende Streulichtanteil· wird außerdem oft von dem aus dem Probeinneren diffus-,gestreuten Lichtanteil je nach Helligkeit und Streuvermögen dieser inneren Schichten überlagert .
Der Verwendung diskontinuierlich arbeitender Lichtquellen steht wiederum die Kompliziertheit der LIeiaerxassung und die Tatsache im Wege, daß die abgegebene Lich.tin.enge nicht nur während eines Licht impulses schnellen zeitlichen Änderungen unterworfen ist, sondern auch von Impuls zu Impuls stark schwanken kann.
Wird als Impuls-Lichtquelle z. B. eine Xenon-Blitzlampe verwendet, besteht die Gefahr einer zu raschen Alterung, wenn diese Blitzlampe bei hoher Blitzenergie mit hoher Blitzfolge betrieben wird. Wählt man dagegen die Blitzenergie zu niedrig, resultiert daraus eine sehr ungleichmäßige und den Entladungs-
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raum nicht ausfüllende Entladungsform. Nun ist aber für das Aufsuchen der wahren Reflexionsrichtung bei Geräten hohen optischen Auflösungsvermögens eine unter Umständen große Anzahl von Meßvorgängen erforderlich, was also zu erheblichen Problemen führt.
Schließlich unterliegen die optischen Oberflächeneigenschaften schon auf einer einzigen Probe örtlichen Schwankungen, die nur durch Mehrfachmessungen und Angabe statistischer Kennzahlen erfaßt werden können. Eine letzte Schwierigkeit entsteht aus der Tatsache, daß Reihenmessungen,wie z. B. die des Glanzvermögens, zumeist von wenig qualifiziertem Personal durchgeführt werden, wobei die Gefahr von Fehlbedienungen, speziell bei einem derartigen Präzisionsmeßinstrument, sehr groß ist. So muß etwa zur Bestimmung des genormten RefLefetcsaeterwertes- nach DIN 67 530 über einen größeren und außerdem vom gewählten Meßwinkel abhängigen Bereich der Remissionsverteilung integriert werden, während man zur Messung der Verlaufsstörungsn und des Glanzschleiers möglichst kleine Aperturen wählt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es also, vor allem eine Anordnung zu finden, die sowohl den Ansprüchen eines Goniophotometers als auch denen eines genormten Reflektometers genügt, und dazu sowohl eine geeignete Mechanik für die Erzielung einer spielfreien Blendenbewegung hoher Auflösung zu realisieren, als auch eine Anordnung zu finden, die es gestattet, auf einfache und zuverlässige Weise Beleuchtungs- und Meßoptik unter verschiedenen diskreten Winkeln auf die Probenoberfläche zu richten, ferner eine Beleuchtungs- und Meßeinrichtung zu entwickeln, die ohne schädliche Erwärmung die spektrale Zusammensetzung des Tageslichtes zu simulieren erlaubt und daher eine hohe Farbtemperatur hat und welche schließlich eine sehr hohe Unsmpfindlichkeit gegenüber Fremdlicht aufweist, was für die Messung der Streulichtanteile besonders wichtig ist. Überdies sollten . die Messungen des Oberflächen-Streulichtanteiles unabhängig sein von der durch dais Probeninnere bestimmten Probenhelligkeit. Die Verarbeitung der diversen Meßsignale war auf die
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Eigenheiten diskontinuierlicher Lichtquellen abzustimmen. Weiters lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch dem Nichtfachmann die fehlerfreie Bedienung des Gerätes zu erleichtern und in kurzer Zeit Mehrfachmessungen mit Angabe von Mittelwerten und Standardabweichungen zu ermöglichen und schließlich sowohl normgerechte Reflektometerwerte als auch die stärker differenzierenden goniophotometrischen Meßwerte mit einem Gerät durch einfache Wahl der entsprechenden Funktion zu erhalten.
Die genannten Aufgaben wurden durch eine Anordnung zur Messung der das Glanzvermögen von Oberflächen, insbesondere organischer Überzüge, bestimmenden optischen Eigenschaften auf Basis einer Kombination eines Goniophotometers und eines Reflektometers mit feststehender Beleuchtungs- und Meßoptik und bewegter Blende gelöst, gekennzeichnet durch
a) einen spielfreien Blendenantrieb, bestehend aus einer motorisch angetriebenen, spielfrei gelagerten Präzisions-Gewin— daspindel (120) und einer spielannen Präzisions-Mutter (121) mit einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von vorzugsweise größer eins, welche über ein gelenkähnliches, spielfreies Ausgleichs- und übertragungselement (122) mit einem auf Spitzen
(116) gelagerten Blendenträger verbunden ist und mittels mindestens einer Feder (119) spielfrei gehalten wird,
b) einen halbkugelförmigen Schalenkörper (114), der in seinen Öffnungen (110, 111, 112, 123, 124, 125) mindestens je zwei und vorzugsweise je drei auf den Kugelmittelpunkt gerichtete Beleuchtungs- und Meßeinsätze (104, 117) unter verschiedenen Winkeln zur Normalen auf die Probenebene (113) aufnehmen kann, wobei die optischen Achsen von je einem Beleuchtungs— und Meßeinsatz gleiche Winkel zur erwähnten Flächennormalen einschließen und mit dieser in einer Ebene liegen, und
c) eine oder mehrere Impuls-Lichtquellen (106, 107) und mindestens zwei über die Emissionszeit dieser Lichtquellen integrierende fotoelektrische St&ßtfandler (109, 118) .
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Durch diese Anordnung wird eine exakte und reproduzierbare Blendenbewegung, auch bei den wegen der hohen optischen Auflösung ( kleinen Aperturen) derartiger Geräte kleinen Blendenwegen von wenigen Millimetern.erreicht, wobei diese Bewegung in ca. 1000 Einzelschritte aufgelöst werden kann.
Ein weiteres Kennzeichen dieser Erfindung ist ein halbkugelförmiger Schalenkörper, der in seinen Öffnungen mindestens je zwei und vorzugsweise je drei auf den KugeLaittelpunkt gerichtete Beleuchtungs- und I\Ieße ins ätze unter verschiedenen Winkeln zur Normalen auf die Probenebene aufnehmen kann, wobei die optischen Achsen von je einem Beleuchtungs- und !»ießeinsatz gleiche Winkel zur erwähnten Flächennormalen einschließen und mit dieser in einer Ebene liegen. Dies gestattet eine Verwendung der gleichen Beleuchtungs- und Meßeinsätze für jene verschiedenen Winkel, die wegen der Abhängigkeit des optischen Aussehens von Beleuchtungs- und Meßrichtung - für Proben verschiedenen Glanzvermögens in der Praxis üblich sind. So werden zur besseren Differenzierung hochglänzender Oberflächen möglichst, kleine, bei matteren Oberflächen dagegen größere Winkel bevorzugt.
Die erfindungsgemäße Anordnung vermeidet nicht nur die Verwendung mehrerer Meß- und Beleuchrungseinsätze, sondern erlaubt auch die erforderliche hohe Positioniergenauigkeit aller Ein- · sätze in bezug auf die Flächennormale und den Kugeluiittelpunkt.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist ferner gekennzeichnet durch eine oder mehrere Impuls-Lichtquellen und vorzugsweise zwei über die Emissionszeit dieser Lichtquellen integrierende fotoelektrische
Dies erlaubt für die angestrebte Fremdlichtunterdrückung günstige hohe Strahlungsleistungen bei nur geringer mittlerer Leistung, wodurch sowohl eine Erwärmung verhindert wird,als auch die zur Erzielung eines tageslichtähnlichen Spektrums notwendigen Farbtemoeraturen erreicht werden.
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Besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit den impulsweise emittierenden Lichtquellen in der erfindungsgemäßen Anordnung ist die darin realisierte Schaltung der oben erwähnten fotoelektrischen Wandler als Analog-Digital-Wandler mit Quotientenbildung
für elektrische Ladungsmengen, bestehend
aus je einem Integrator für die von den fotoelektrischen Meß- und Referenzdetektoren gelieferten und den auf diese Detektoren fallenden Lichtmengen proportionalen Strömen, wobei der Ausgangsspamiungsbereich dieser Integratoren mit Hilfe umschaltbarer Integrationskondensatoreii in einem praktisch brauchbaren Bereich gehalten werden kann. Der Summenpunkt des Meßintegrators ist über einen Schalter und einen Widerstand mit dem Ausgang des Referenzintegrators verbunden, womit der Meßkondensator nach Ablauf einer Signalintegratxon von einem der Referenzlichtnenge proportionalen Strom wieder entladen werden kann. Die zur Entladung des Meßkondensators erforderliche.Zeit ist dann ein besonders einfaches Maß für das zu bestimmende Verhältnis zwischen Meßsignal und Referenzsignal, unabhängig von der tatsächlichen Lichtmenge des jeweiligen Lichtimpulses.
Zur Überwachung des Ladungszustandes des Meßkondensators ist ein Komparator angeschlossen und an diesen, zur Bestimmung des Zeitintervalles, ein von einem Taktgenerator gesteuerter digitaler* Zähler. Meß- und Referenzintegrator können vor jeder Messung in definierte Anfangszustände gesetzt werden, indem die Integrations kondensatoren über Schalter entladen werden.
Ein weiterer Teil der erfindungsgemäßen Anordnung dient der Erfassung und Kompensation des eventuell aus dem Probeninneren stammenden diffusen Streulichtes, das für die Messungen der Oberflächeneigenschaften nicht berücksichtigt werden soll. Dieser Teil besteht aus einem auf die Meßfläche gerichteten und im Beleuchtungseinsatz geführten Lichtleiter mit dazu gehörigem fotoelektrischen Detektor, Verstärker und am Summenpunkt des Meßintegrators angeschlossenem Widerstand, durch den ein der Pro— benhelligkeit proportionaler Stroinanteil vom Meßsignal abgezogen v/erden kann.
Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht in der automatischen Kompensation der Probenhelligkeit, was speziell für den
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Vergleich verschieden gefärbter und damit verschieden heller Proben sehr wichtig ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der beanspruchten Anordnung sieht die Kombination einer Xenon-Blitzlampe und einer Infrarot-Leiichtdiode vor, wobei z. B. die Strahlung der Leuchtdiode über ein Interferenzfilter in den Strahlengang der Blitzlampe eingespiegelt wird. Das Interferenzfilter ist dabei für den sichtbaren Teil des Spektrums durchlässig und reflektiert ab seiner langwelligen Bandkante bei ca. 800 sm Wellenlänge. Die selektive Durchlaßeigenschaft des Interferenzfilters kann vorteilhafterweise zur Angleichung des Emissionsspektrumseiner Blitzlampe an eine Normlichtart verwendet werden.
Da die Infrarot-Leuchtdiode als Halbleiter praktisch keiner Abnützung unterliegt, kann sie für alle Hilfsmessungen herangezogen werden, bei denen der Spektralbereich keine Rolle spielt, wie z. B. für das Aufsuchen der Reflexionsrichtung. Die Blitzlampe wird .nur für die v/esentlich selteneren eigentlichen Messungen, die überdies mit relativ großem zeitlichen Abstand erfolgen können, verwendet und dadurch geschont.
Besonders vorteilhaft erweis-t sich zur Überwachung aller in einem derart komplexen Meßgerät ablaufenden Vorgänge eine Steuerung bestehend aus einem Mikroprozessor mit Datenspeicher für alle Zwischenergebnisse und zur Ablage von Eich- und Vergleichswerten, einem permanenten Programmspeicher, der die Programmabläu fe für alle Meßfunktionen enthält, mehreren Interface-Adaptern zur Übergabe bzw. Übernahme von Daten zu bzw. von peripheren Geräten und Funktionsblöcken, mehreren Funktions-Tasten, die ein Abrufen komplexer Meßabläufe durch einfachen Tastendruck gestatten, einem vorzugsweise alphanumerischen Drucker, der nicht nur Meßergebnisse, sondern vollständige, alle Parameter enthaltende Meßprotokolle und Fehlermeldungen sowie Bedienungshinweise im Klartext auszudrucken vermag, einem voll unter Kontrolle des Mikroprozessors stehenden Blendenantrieb auf Basis eines Schrittmotors, Versorgung- und Triggerschaltungen für
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den wahlweisen und mit der Blendenbewegung streng synchronisierten Betrieb von Blitzlampe oder Leuentdiode, einer Klemmvorrichtung zum definierten Anpressen der Proben an die Meßöffnung, was Fehlmessungen an leicht gekrümmten, biegsamen Proben weitgehend verhindert, einem elektronischen Meßwandler zur Umsetzung- der von den fotoelektrischen Detektoren gelieferten Ströme in ein dem Quotienten aus über die Probe gemessener Lichtmenge abzüglich diffus rückgestreuter Lichtnienge und eicer Referenzlicht menge proportionales Signal, ferner einer Codierschaltung, die ein Erkennen zu einander passender ließ- und Beleuchtungseinsätze gestattet, und schließlich einer Stromversorgung für alle Funktionsgruppen.
Mit Hilfe dieser Mikroprozessorsteuerung kann das Meßgerät seine eigene Tätigkeit überwachen, auf Fehler prüfen, unsinnige Bedienung ausschalten und den Benutzer mittels Klartextmeldungen auf mangelhafte Betriebszustände aufmerksam machen. Damit kann, ein derartiges Gerät trotz zum Teil sehr komplizierter Meßabläufe fehlerfrei von ungeschultem Personal bedient werden.. .
Eine besonders geeignete Blendengröße zur gleichzeitigen Erfüllung der Anforderungen von Goniophotometern und normgerechten Reflek— tometern liegt schließlich zwischen 0,25 und 1 Grad, wobei mit einer Blendengröße (Beleuchtungsseite und Meßseite) von 0,6 Grad dievon der DIN 57530 geforderten Blendenwerta einfach durch abschnittsweise Vermessung zusammengesetzt werden können. Zum noch besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen die Figuren 1 bis 3:
Fig. 1 : Schemazeichnung der Meßanordnung Fig. 2 : Schema des Analog-Digital-Umsetzers mit integrierenden
Meßwandlern
Fig. 3 : Gesamtschaltschema der Mikroprozessorsteuerung
Die Fig. 1 a zeigt die in einen halbkugelförmigen Schalenkörper (114) steckenden Meß- und Beleuchtungseinsätze (117, 104) mit einer möglichen Ausführungsform des spielfreien, vom Motor (320)
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bewegten Blendenantriebes, bestehend aus einer Gewindespindel (120), einer Präzisions-Mutter (121), dem Antriebs- und Übertragungselement (122) und der Feder (119). Der Blendenträger (126) besitzt eine Spitzenlagerung (116) und bewegt die Meßblende (115) . Hinter der Meßblende ist der fotoelektrische Meßdetektor (207) angeordnet, der mit dem Meßwandler (118) verbunden ist. Im Beleuchtungseinsatz (104) befinden sich zwei Impuls-Lichtquellen (106, 107), deren Licht, mit Hilfe des Interferenzbandfilters (108) vereint, durch die Beleuchtungsblende (102) und den Strahlteiler (127) auf die Probenoberfläche (113) gerichtet ist. Vom Strahlteiler (127) gelangt Licht auf den mit dem M&öä7andler (109) verbundenen Referenzdetektor (208); über den auf die Probe gerichteten Lichtleiter (101) wird Streulicht vom fotoelektrischen Detektor (103) erfaßt, der am Verstärker (105) angeschlossen ist.
Die "Fig. 1 b zeigt eine Ansicht der Innenseite des halbkugelförmigen Schalenkörpers (114), womit die paarweise unter gleichem Winkel gegen die Normale auf die Probenfläche gerichteten, zur Aufnahme von Meß- und Beleuchtungseinsätzen dienenden Öffnungen. (110, 111, 112, 123, 124, 125)erkennbar werden (Öffnungen (111) und (124) sind in diesem Beispiel belegt).
In Fig. 2 sind die drei fotoelektrischen Detektoren für Messung (207), Referenz (208) und Streulicht (103) dargestellt, ferner als Impulslichtquellen eine Inxrarot-Leuehtdiode (107) und eine Xenon-Blitzlampe (106) sowie der in Beleuchrungs-Strahlengang liegende Strahlteiler (127) und das Interferenzbandfilter (108). Der Referenzdetektor ist am Referenzintegrator (203) angeschlossen, der einen umschaltbaren Integrationskondensator (202) besitzt und dessen Ausgang über einen Schalter (204) und einen Widerstand (205) an den Summationspunkt des ebenfalls mit einem umschaltbaren Integrationskondensator (210)versehenen Meßintegrators (206) gelegt werden kann. An diesem Summationspunkt sind außerdem der Ausgang des Verstärkers (105) für den Detektor (103) über einen Widerstand. (209) und der Meßdetektor (207) angeschlossen. Die Anfangsbedingungen beider Integratoren (203,
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206) \verden mittels zweier Schalter (201, 211) eingestellt. Der Ausgang des Meßintegrators liegt am Eingang des !Comparators (212), der seinerseits den Zählvorgang des vom Taktgenerator (214) gesteuerten Zählers (213) kontrolliert. Bei jedem Meßvorgang v/ird gleichzeitig mit der Auslösung einer der beiden Lichtquellen der Integrationsvorgang im Meß- und Referenzintegrator gestartet, nach Beendigung der Licht emission v/ird der Kondensator im Meßintegrator mit einem der Ausgangsspannung des Referenzintegrators proportionalen Strom, wieder entladen, zur selben Zeit beginnt der zuvor auf Null gestellte Zähler zu zählen, und zwar so lange, bis er vom Komparator bei Nulldurchgang der Ausgangsspannung des Meßintegrators wieder gestoppt wird.
Der Zählerstand ist dem Verhältnis der auf Meß- und Referenzdetektor auffallenden Lichtströme proportional, wobei vom Meßsignal ein der Probenhelligkeit entsprechendes Signal abgezogen wurde.
Die Fig. 3 gibt einen überblick über alle Komponenten der Mikro— Prozessorsteuerung. Der eigentliche Prozessor (303) ist mit dem Datenspeicher (304), dem Programmspeicher (305) und den Interface-Adaptern (301, 302) über Adreß- und Datenleitung verbunden. Die Interface-Adapted stellen die Verbindung zu den peripheren Interfaces und Schaltkreisen her, wie zur Meßkopferkennung (307) , zur Zähler logik (308) , zur Ansteuerung (309) von Blitzlampe (106) und Infrarot—LeuchtriLode (107), zum Tasteninfcerface (310) für die Funktionstasten (314, 315, 316, 317, 318), zum Interface (311) des Druckers (319), zum Antrieb (312) des Schrittmotors (320) für die Blendertbewegung und zur Versorgung (313) des Kiemmotors (321) für die Probenhalterung. Die Zählerlogik (308) steht schließlich noch in Verbindung mit den Meßwandlern (105, 109, HS) und den fotoelektrischen Detektoren (103, 207, 208). Die Stromversorgung (306) stellt die für alle Komponenten notwendigen Spannungen und Ströme zur Verfügung.
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Claims (6)

  1. DE 147O
    Patentanspruch et
    Anordnung zur Messung der das Glansven-iögen von Oberflächen, insbesondere organischen Überzügen bestimmenden optischen Eigenschaften auf Basis einer Kombination eines Goniophoto— meters und eines Eeflektcmeters (Gonioreflektometer) mit feststehender Beleuchtungs- und Meßoptik und bewegter Meßblende, gekennzeichnet durch
    a) einen spielfreien Blendenantrieb, bestehend aus einer motorisch angetriebenen, spielfrei gelagerten Präzisions-Ge—
    Windespindel (120) und einer spielaraen Präzisions-Mutter (121) mit einem Längen-Durcmaesser-Verhältnis von Vorzugs— Vfeise größer eins, welche über ein gelenkähnliches, spielfreies Ausgleichs- und Übertragungselement (122) mit einem auf Spitzen (116) gelagerten Blendenträger verbunden ist und mittels mindestens einer Feder (119) spielfrei gehalten wird,
    b) einen halbkugelförmigen Schalenkörper (114), der in seinen Öffnungen (110, 111, 112, 123, 124, 125) mindestens je zwei und vorzugsweise je drei auf den Kugelmittelpunkt gerichtete Beleuchtungs- und Meßeinsätze (104, 117) unter verschiedenen Winkeln*zur Normalen auf die Probenebene (113) aufnehmen kann, wobei die optischen Achsen von je einem Beleuchtungs- und MeSeinsatz gleiche Winkel zur erwähnten Flächennormalen einschließen- - und mit dieser in einer Ebene liegen, und
    c) eine oder mehrere Impuls-Lichtquellen (106, 107) und mindestens zwei über die Emissionszeit dieser Lichtquellen integrierende fotoelektrische S&e^Tandler (109. 118) _
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Analog-Digital-Wandler· mit Quotientenbildung für elektrische Ladungsmengen, -bestehend aus einem Meßintegrator (20o) und einem Referenzintegrator -(203) t beide mit vorzugsweise umschaltbaren Integrationskondensatoren (202, 210), Mittel zur Entladung des Meßkondensators (210) mit einem der End-, ausgangsspannung des Referenzintegrators (203) proportionalen
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    ORIGINAL INSPECTED
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    Strom, bestehend aus einem mit dem Sumnienpuxikt des Meß— integrators (206) verbundenen. Schalter (204) und Widerstand. (205)» ferner durch einen ä.srt Nulldurchgan§ der Ausgangs— spannung d&s Heßintegrators (206) und damit die Zeitdauer der Entladung des Meßkondensators (21O) anzeigenden Komparator (212), schließlich Mittel zur Darstellung dieser dem Quotient aus Ladung des Meßkandensators (21O) zu Ladung des Raf&renzkondensators (2O2) proportionalen Zeit in digitaler Form, bestehend aus einem die Impulse eines Taktgenerators (2i4) während der Entladezeit des Meßkondensators (2TO) aufsummierenden Zähler (213) sowie Schalter (2Ol , 211 ) zum Entladen3ec{ Integrationskondensatoren (2O2, 21θ) vor jedem Meüvorgang. !
  3. 3. Anordnung nach. Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Erfassung des rückgestreuten Lichtanteils, bestehend aus einem im Beleuchtungseinsatz (104) geführten Lichtleiter (101)/dem fotoelektrischen Detektor (103), einem Verstärker (1O5) und einem am Summatlonspunkt des Meßintegrators (206) auge — schlossenen Widerstand (209) .
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle aus einer Xenon-Blitzlampe^ (106) und eixier infrarotemittierenden Diode (107) besteht, v/ob ei zar Ein-
    - Spiegelung einer der beiden Lichtquellen in den Strahlengang der anderen ein optisches Interferenzoandfilter (108) dient, das eine Bandkante zwischen den. spektralen Haupt— emissionsbereichen der beiden Lichtquellen hat.
  5. 5. Anordnung nach Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, gekeanzeichnet durch eine Slikroprozessox-steuerung, bestehend aus esa Prozessor (303) mit Datenspeicher (3O4) , des Programmspeicher (3O5), den. Interface-Adaptern (301, 302) , der Zähler logik (3O8), den Funktionstasten (314, 315, 316, 317, 318) mit zugehörigem Interface (310) , dem Drucker (31&> mit Interface (311) , dem den Schrittiaotor (320) für den Slendenantrieb versorgenden Interface (312), das die Blitzlampe (lOS) brrr. die Infrarofc-Leuchtdiode (107) steuernde Interface (309), den Pro-
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    benhalter-Interface (313) mit den davon gesteuerten Kleinmmotor (321), den Meßwandlern .(105, 109, 118) und den angeschlossenen fotoelektrischen Detektoren (103, 207, 208), der Meßkopferkennung (307) und schließlich der Stromversorgung (306) .
  6. 6. Anordnung nach Ansprüchen lr 2, 3, 4, und 5, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungs- bzw. eine Meßapertur (102 bzw. 115) gleicher Größe von 0,25 bis 1 Grad, vorzugsweise 0,6 Grad.
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DE19782851455 1977-12-09 1978-11-28 Vorrichtung zur Bestimmung von das Glanzvermögen von Oberflächen charakterisierenden Remissionswerten Expired DE2851455C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT879477A AT351295B (de) 1977-12-09 1977-12-09 Anordnung zur messung des glanzvermoegens von oberflaechen, insbesondere organischer ueberzuege

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2851455A1 true DE2851455A1 (de) 1979-06-13
DE2851455B2 DE2851455B2 (de) 1980-07-24
DE2851455C3 DE2851455C3 (de) 1981-08-13

Family

ID=3608589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782851455 Expired DE2851455C3 (de) 1977-12-09 1978-11-28 Vorrichtung zur Bestimmung von das Glanzvermögen von Oberflächen charakterisierenden Remissionswerten

Country Status (7)

Country Link
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