DE4424502C2 - Reflexionsmesswerk - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Reflexionsmesswerk zum Messen der lichttechnischen Reflexionseigenschaften von Raumbegrenzungs- und anderen Flächen. DOLLAR A Zur einfachen und genauen Messung der Reflexionseigenschaften von hochglänzenden und weniger glänzenden, diffusen Oberflächen wird ein einfaches Reflexionsmesswerk vorgeschlagen, bei dem die Referenzlichtquelle durch eine, in eine erste und zweite Reflektorstellung verschwenkbar angeordnete fokussierbare Spiegeloptik gebildet wird und der Lichtsensor ein Fluoreszenzkollektor in Form einer durch einen Spiegelrahmen an drei Seiten so verspiegelten Fluoreszenzplatte ist, dass das von den verspiegelten Flächen reflektierte Fluoreszenzlicht ausschließlich auf die Solarleiste des Kollektors trifft und dadurch ein elektrisches Ausgangssignal mit einer relativ hohen elektrischen Spannung erzielt wird - Fig. 1.

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Reflexionsmesswerk zum Messen der lichttechnischen Reflexionseigenschaften von Raumbegrenzungs- und anderen Flächen, die für eine korrekte lichttechnische Berechnung von Bedeutung sind und in die Berechnung einbezogen werden müssen.

Eine Einrichtung zur Bestimmung der Glanzeigenschaften durch Messung des reflektierten Lichtes eines auf die Oberfläche des zu prüfenden Objektes geleiteten Lichtstromes ist aus EP 0 296 956 A2 bereits bekannt. Die vorgeschlagene Messeinrichtung ist mit einer Referenzlichtquelle ausgestattet, deren Lichtstrom nach Umlenkung unter einem Winkel zur Lotrechten durch eine Referenzöffnung im Messwerkgehäuse auf die zu prüfende Oberfläche geleitet wird. Das von der Oberfläche reflektierte Licht wird in das Messwerk zurückgeführt und nach Umlenkung durch einen Spiegel auf einen Lichtsensor geleitet, der an eine elektronische Einrichtung zur Auswertung des durch die Lichtreflexion ausgelösten Signals angeschaltet ist. Das durch die Lichtreflexion ausgelöste und in der elektronischen Einrichtung verarbeitete elektrische Signal ist ein Maß für die Glanzeigenschaften der zu prüfenden Oberfläche.

Die aus DE-GM 19 44 088 bekannte Vorrichtung zur Beurteilung der Glanzeigenschaften von Oberflächen trägt dem Umstand Rechnung, daß Licht von hochglänzenden und weniger glänzenden, diffusen Oberflächen unterschiedlich reflektiert wird. Um die Intensität des reflektierten Lichtes mit möglichst hoher Genauigkeit zu erfassen, besitzt die vorgeschlagene Vorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse zwei gegeneinander lichtdicht abgeschirmte optische Systeme, mit denen das Referenzlicht unter verschiedenen Einfallswinkeln von 20° und 60° zur Lotrechten auf eine und dieselbe Prüfzone der Oberfläche des Prüflings geleitet wird. Den optischen Systemen für das Referenzlicht sind separate Sensoren zugeordnet, die das reflektierte Licht erfassen und in ein elektrisches Signal umsetzen. Das Referenzlicht wird wiederum durch eine Prüföffnung im Gehäuse der Prüfvorrichtung auf die Oberfläche des Prüflings geleitet und der reflektierte Lichtstrom über diese Öffnung in die Prüfvorrichtung zurückgeführt.

Der wesentliche Nachteil beider Lösungen besteht darin, dass der konstruktive Aufwand durch die separaten optischen Systeme nach DE-GM 19 44 088 und durch eine, bei Bedarf in den Referenzlichtstrom einschaltbare, normierte Bezugsoberfläche in staub- und schmutzdichter Anordnung entsprechend EP 0 296 056 A2 relativ hoch ist und dadurch höhere Kosten für die jeweilige Messeinrichtung entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv relativ einfach gestaltetes Reflexionsmesswerk der eingangs genannten Gattung anzugeben, mit dem Signale hoher elektrischer Wertigkeit und Repräsentanz für die Bestimmung der Reflexionseigenschaften von Oberflächen zur Verfügung gestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Reflexionsmesswerk mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergehen sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Das Reflexionsmesswerk nach den in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmalen gewährleistet bei relativ einfachem, kostengünstigem Gesamtaufbau eine hohe Funktionssicherheit und ist zur Messung der Reflexion einer Lichtstrahlung von Oberflächen mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften vorteilhaft einsetzbar. Durch die konstruktive Ausgestaltung des Messwerkes und den als Lichtsensor verwendeten Fluoreszenzkollektor zur Erfassung der reflektierten Lichtstrahlung werden auch von diffusen Oberflächen mit geringerem Reflexionsvermögen sehr gute Messergebnisse erzielt.

Die Erfindung soll nahstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Reflexionsmesswerkes im Querschnitt

Fig. 2 den Schnitt B-B aus Fig. 1.

Fig. 3 den als Fotosensor im Reflexionsmesswerk eingesetzten Fluoreszenzkollektor in schematischer Darstellung.

Zur Messung der Reflexionseigenschaften glatter und/oder diffuser Oberflächen eines zu prüfenden Objektes unter Verwendung des in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Reflexionsmesswerkes wird der Lichtstrom einer künstlichen Referenzlichtquelle 19 aus einer Reflektorstellung 1 oder 2 in an sich bekannter Weise durch die Messwerköffnung 7 auf eine frei ausgewählte Referenzoberfläche des zu prüfenden Objektes geleitet und von dort in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit reflektiert. Der reflektierte Lichtstrom wird über die Messwerköffnung 7 in das Messwerk zuzückgeführt, mit Hilfe des Spiegels 4 umgelenkt und in den Fluoreszenzkollektor 3 geleitet. Hierbei ist der Fluoreszenzkollektor 3 gegenüber der Messwerköffnung 7 lichttechnisch so abgeschottet, dass er nur über den Spiegel 4 lichttechnisch wirksam werden kann. Darüber hinaus sind die Innenflächen des Messwerkgehäuses in vorteilhafter Weise mit einem schwarzen oder farbigen Überzug versehen. Dadurch ist gewährleistet, dass das Einwirken von Streulicht verhindert und nur der vom Spiegel 4 umgelenkte, reflektierte Lichtstrom im Fluoreszenzkollektor 3 wirksam werden kann.

Ein Teil des auf den Fluoreszenzkollektor 3 fallenden, reflektierten Lichtstromes (etwa 15%) wird von den Molekülen 25 des Fluoreszenzfarbstoffes absorbiert und mit seiner charakteristischen Farbe wieder abgestrahlt. Das verbleibende Fluoreszenzlicht 24 (ca. 85%) bleibt aufgrund der Totalreflexion zum größten Teil in der Fluoreszenzplatte des Fluoreszenzkollektors 3 gefangen und wird zickzackförmig zwischen Ober- und Unterseite der Fluoreszenzplatte hin- und hergespiegelt bis es in die Solarzellenleiste 10 gelangt - Fig. 3.

Der Fluoreszenzkollektor 3 ist erfindungsgemäß eine, mit Hilfe eines Spiegelrahmens 11 an drei Seiten verspiegelte Fluoreszenzplatte, deren unverspiegelte vierte Seite eine Solarzellenleiste 10 aufweist. Die Solarzellenleiste 10 ist an einen Verstärker 12 angeschaltet, an den ebenfalls ein einstellbarer Widerstand 22 und ein Analog- Feinmeßwerk 13 angeschlossen ist. Der Zellenblock mit den Batterien 5 und 6 liefert die notwendige elektrische Spannung für die elektronische Schaltung, welche über den Schalter 14 ein- bzw. ausgeschaltet werden kann.

Der von der Referenzfläche reflektierte und vom Spiegel 4 umgelenkte Lichtstrom wird von der Fläche des Fluoreszenzkollektors 3 aufgenommen, wobei das im Fluoreszenzkollektor 3 entstehende Fluoreszenzlicht 24 nur an der unverspiegelten Seite in die Solarzellenleiste 10 geführt wird. Das Fluoreszenzlicht 24 erzeugt in der Solarzellenleiste 10 eine elektrische Spannung, die sich in Abhängigkeit des Strahlungsverhältnisses von ausgestrahltem und reflektiertem Lichtstrom erhöht oder vermindert. Das auf diese Weise erhaltene elektrische Signal wird in der elektronischen Einrichtung, die der Solarzellenleiste 10 nachgeschaltet ist, verarbeitet und zeigt beispielsweise in einem Analog-Feinmeßwerk 13 den reflektierten Lichtstrom direkt in Prozent an.

Wie allgemein bekannt, sind Einfall- und Ausfallwinkel einer Lichtstrahlung, die auf eine Oberfläche geleitet wird, in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit unterschiedlich. Bei glatten, stark reflektierenden Oberflächen sind Einfallswinkel und Ausfallwinkel einer Lichtstrahlung gleich. Demgegenüber entspricht bei diffusen, weniger glänzenden Oberflächen der Ausfallwinkel einer Lichtstrahlung von 45° einem Einfallswinkel von 67,5°. Das erfindungsgemäße Reflexionsmesswerk trägt diesem Umstand durch eine verstellbare Anordnung der Referenzlichtquelle Rechnung und ermöglicht dadurch den Einsatz des Messgerätes für Messungen der Lichtreflexion sowohl an stark reflektierenden als auch an diffusen, weniger glänzenden Oberflächen. Nach der Erfindung ist die Referenzlichtquelle 19 mit dem Reflektor an eine verstellbare Reflektorführung 21 angebracht, die um den Drehschenkel 18 in eine erste Reflektorstellung 15, die einem Einfallswinkel von 45°, gemessen zur Lotrechten, und in eine zweite Reflektorstellung 15.1, die einem Einfallswinkel von 67,5° entspricht, wiederum gemessen zur Lotrechten, verschwenkt werden kann. Die jeweilige Reflektorstellung 15; 15.1 wird mit Hilfe des Winkelverstellers 16, der außen am Messwerkgehäuse zugänglich ist, ausgewählt und durch eine Rastfeder 17 fixiert.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1

Reflektorstellung

2

Reflektorstellung

3

Fluoreszenzkollektor

4

Spiegel

5

Batterie

6

Batterie

7

Messwerköffnung

8

-

9

Reflektorverstellung

10

Solarzellenleiste

11

Spiegelrahmen

12

Verstärker

13

Analog-Feinmeßwerk

14

Schalter

15

Reflektorposition

15.1

Reflektorposition

16

Winkelversteller

17

Rastfeder

18

Drehschenkel

19

Referenzlichtquelle

20

-

21

Reflektorführung

22

einstellbarer Widerstand

23

-

24

Fluoreszenzlicht

25

Molekül

Claims (6)

1. Reflexionsmesswerk für die Ermittlung der Reflexionseigenschaften von Raumbegrenzungs- oder anderen Flächen, die in eine lichttechnische Berechnung einbezogen werden müssen, mit einer, in unterschiedlichen Positionen befindlichen Referenzlichtquelle, deren Lichtstrom auf eine Referenzfläche der zu untersuchenden Fläche, die durch eine Öffnung im Messwerkgehäuse definiert ist, geleitet und das von der Referenzfläche reflektierte Licht nach Umlenkung durch einen Spiegel zu einem Lichtsensor geführt wird, der mit einer nachgeschalteten elektrischen Einrichtung zur Verarbeitung des aus der Lichtreflektion erzeugten elektrischen Signals verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzlichtquelle (19) eine, in unterschiedliche Reflektorstellungen (9) verschwenkbare, fokussierbare Spiegeloptik und der Lichtsensor ein durch einen Spiegelrahmen (11) an drei Seiten so verspiegelter Fluoreszenzkollektor (3) ist, dass das von den verspiegelten Flächen reflektierte Fluoreszenzlicht (24) ausschließlich auf die Solarzellenleiste (10) des Kollektors trifft und der Spiegel (4) die Lichtreflexion der Referenzfläche 1 : 1 umsetzt und in den Fluoreszenzkollektor (3) leitet.

2. Reflexionsmesswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fokussierbare Spiegeloptik über eine Reflektorführung (21) aus einer ersten Reflektorstellung (15), die 45° zur Lotrechten des Messwerkes beträgt, in eine zweite, 67,5° Reflektorstellung (15.1) zur Lotrechten des Messwerkes ein- und ausschwenkbar und die Reflektorführung (21) in der gewählten Stellung durch eine Rastfeder (17) fixiert ist.

3. Reflexionsmesswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluoreszenzkollektor (3) gegenüber der Messwerköffnung (7) lichttechnisch direkt abgeschottet und nur über den Spiegel (4) lichttechnisch wirksam ist.

4. Reflexionsmesswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluoreszenzkollektor (3) die Lichtreflexion der Referenzfläche über seine zum Spiegel (4) gerichtete Fläche aufnimmt und nur über seine unverspiegelte Seite in die Solarzellenleiste (10) leitet.

5. Reflexionsmesswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßwerkwandungen schwarz lackiert oder eingefärbt sind.

6. Reflexionsmesswerk nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächen eine matt schwarze Oberfläche aufweisen.