DD140290A5 - COMBINED GONIOPHOTOMETER AND REFLECTOMETER (GONIOREFECTOMETER) FOR THE ASSESSMENT OF SURFACE GLOSSY - Google Patents
COMBINED GONIOPHOTOMETER AND REFLECTOMETER (GONIOREFECTOMETER) FOR THE ASSESSMENT OF SURFACE GLOSSY Download PDFInfo
- Publication number
- DD140290A5 DD140290A5 DD20927878A DD20927878A DD140290A5 DD 140290 A5 DD140290 A5 DD 140290A5 DD 20927878 A DD20927878 A DD 20927878A DD 20927878 A DD20927878 A DD 20927878A DD 140290 A5 DD140290 A5 DD 140290A5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- measuring
- light
- interface
- arrangement according
- capacitor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/57—Measuring gloss
Landscapes
- 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
Berlin, den 15.2.1979 54 446/16Berlin, 15.2.1979 54 446/16
Kombiniertes Goniophotometer und Reflektometer (Gonioreflektometer) zur Beurteilung des OberfläcbenglanzvermögensCombined goniophotometer and reflectometer (gonioreflectometer) for assessing surface glossiness
Anwendungsgebiet der Erfindung'Field of application of the invention
Die Erfindung.betrifft eine Anordnung zur Messung der das Glanzvermögen von Oberflächen, insbesondere von organischen Überzügen, bestimmenden optischen Eigenschaften.The invention relates to an arrangement for measuring the glossiness of surfaces, in particular organic coatings, determining optical properties.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristics of the known technical solutions
Entscheidend für das Glanzvermögen ist die Beschaffenheit der für Reflexion und Streuung wirksamen Grenzflächen. Be~ leuchtet man daher eine Oberfläche mit einem vorzugsweise parallelen Licbtstrahlenbündel, so enthält das von der Oberfläche regulär reflektierte und diffus gestreute Licht Informationen über deren Beschaffenheit.Decisive for the glossiness is the nature of the interfaces effective for reflection and scattering. If, therefore, a surface is illuminated with a preferably parallel light beam, then the light regularly reflected by the surface and diffusely scattered contains information about its nature.
Geräte, die die Intensitätsverteilung des gestreuten und reflektierten Lichtes über einen mehr oder weniger großen Winkelbereich zu messen gestatten, sind als Goniophotometer bekannt. Aus der DT-PS 24 54 644 sowie der OH-PS 334 657 ist weiter bekannt, daß zur Charakterisierung nochglänzender Oberflächen in bezug auf Verlaufsstörungen und Glanzschleier schon ein Winkelbereich von typisch dem ein- bisDevices which allow the intensity distribution of the scattered and reflected light to be measured over a more or less large angular range are known as goniophotometers. From DT-PS 24 54 644 and the OH-PS 334 657 is further known that for the characterization of glossy surfaces with respect to flow defects and gloss veils already an angular range of typically the one to
15.2.1979 - 2 - 54 446/1615.2.1979 - 2 - 54 446/16
vierfachen der Halbwertsbreite des Goniophotometers genügt und daß man in diesen Fällen einfacher die Meßblende bei starrer Meßoptik bewegt, anstatt die gesamte Meßoptik über den gewünschten Winkelbereich zu schwenken.four times the half-width of the goniophotometer is sufficient and that in these cases, the orifice plate is moved more easily with a rigid measuring optics, instead of pivoting the entire measuring optics over the desired angular range.
Zur summarischen Beurteilung des Glanzvermögens werden üblicherweise Eeflektometer herangezogen, ein Gerätetyp5 welcher u.a. in der DIN 67 530 ausführlich beschrieben ist.Evelectometers are usually used for the summary assessment of the glossiness, a device type 5 which is described in detail in DIN 67 530, inter alia.
jigr Erfindjig invent
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine vereinfachte und exaktere Messung derjenigen Eigenschaften von Oberflächen zu ermöglichen, die unter bestimmten Beleuchtungsbedingungen bei einem Betrachter den subjektiven Eindruck "Glanz" hervorrufen.The object of the invention is to allow a simplified and more accurate measurement of those properties of surfaces which, under certain lighting conditions, give the viewer the subjective impression of "shine".
Darlegung; des Wesens der Erfindungpresentation; the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kombination eines Goniophotometers mit einem Reflektometer zu schaffen, um damit eine differenzierte und quantitative Beurteilung des Glansvermögens von Oberflächen zu ermöglichen. ·.The invention has for its object to provide a combination of a goniophotometer with a reflectometer in order to allow a differentiated and quantitative assessment of the Glansvermögens of surfaces. ·.
Im folgenden soll dieser spezielle Gerätetyp als "Gonioreflektometer" bezeichnet werden, in Anlehnung an'die beiden darinIn the following, this particular type of device will be referred to as a "gonioreflectometer", based on the two in it
kombinierten Gerätearten Goniophotometer (bewegte Optik) und Keflektometer (starre Optik, starre Blenden).Combined device types Goniophotometer (moving optics) and Keflektometer (rigid optics, rigid diaphragms).
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 Meß- 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 weniger 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 Fremdliehtanteil 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 . . ·The particular difficulties lie in such a gonioreflectometer especially in the aperture movement, which must be due to the small paths and high required resolution at usual focal lengths and apertures auf.etwa · 10 - 20 microns exactly repeatable. Similarly high demands are placed on the positioning of measuring and illumination device with respect to the sample surface to be measured, which is hampered by the practice proven use of different measurement or illumination angle for the investigation of more or less matte surfaces. Furthermore, the incandescent lamps normally used as light sources cause not only an unfavorable heating of the measuring arrangement, which adversely affects the constancy of the measured values, but also, under certain circumstances, deviations from visual ranking results due to the emission spectrum, which differs strongly from daylight. In addition, in the hiebei usual continuous data acquisition, the ratio of measured scattered light to Fremdliehtanteil is very bad especially for high-gloss F-surfaces. In addition, this scattered light component originating from the surface is often superimposed by the light component diffusely scattered from the sample interior, depending on the brightness and scattering power of these inner layers. , ·
Der Verwendung diskontinuierlich arbeitender Lichtquellen stehtThe use of discontinuous light sources is
L_v/ert> wiederum die Kompliziertheit der Meßer+assung und. die Tatsache im Wege, daß die abgegebene Lichtmenge nicht nur. während eines Licht impulses schnellen zeitlichen Änderungen unterworfen ist, sondern auch von Impuls zu Impuls stark schwanken kann.In turn, the complexity of the measuring device and. the fact that the amount of light emitted not only. during a light pulse is subject to rapid changes in time, but can also vary greatly from pulse to pulse.
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 Ent la dungs-Is used as a pulse light source z. B. a xenon flash lamp used, there is a risk of aging too fast, if this flash lamp is operated at high flash energy with high flash rate. If, on the other hand, the flash energy is selected too low, this results in a very uneven and de-energizing
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.space non-filling discharge form. Now, however, a large number of measuring operations may be required for searching the true reflection direction in devices with high optical resolution, which leads to considerable problems.
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 geno'rmten Reflektometerwertes nach DIN 67 530 über einen'größeren und außerdem vom gewählten Meßwinkel abhängigen Bereich der Remissionsverteilung integriert werden, während man zur Messung der Verlaufsstörungen und des Glanzschleiers möglichst kleine Aperturen wählt.Finally, the optical surface properties are already subject to local fluctuations on a single sample, which can only be detected by multiple measurements and by providing statistical data. One last difficulty arises from the fact that Reihenmessungen.wie z. B. that of the gloss property. usually performed by low-skilled personnel, the risk of Fehlbedienungen.speziell in a, such Präzisionsmeßinstrument, is very large. For example, in order to determine the measured reflectometer value according to DIN 67 530, the remission distribution must be integrated over a larger area which is also dependent on the selected measuring angle, while the smallest possible apertures are selected for measuring the course defects and the haze.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es also, vor allem eine Anordnung zu finden," die sowohl den Ansprüchen eines Goniophotometers als auch denen eines genormten Reflektoineters 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 Probenoberflache 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 Unempfindlichkeit gegenüber Fremdlicht aufweist, was für'die Messung der Streulichtanteile besonders wichtig, ist. Überdies sollten die Messungen des Oberflächen-Streulichtanteiles unabhängig sein von der durch da's Probeninnere bestimmten Probenhelligkeit. Die Verarbeitung der diversen Meßsignale war auf dieIt was therefore an object of the present invention, above all, to find an arrangement "which satisfies both the requirements of a goniophotometer and those of a standardized reflectometer, and to realize both a suitable mechanism for achieving a play-free aperture movement of high resolution, and a To find an arrangement, which allows in a simple and reliable way to direct lighting and measuring optics at different discrete angles on the sample surface, further to develop a lighting and measuring device that allows to simulate the spectral composition of daylight without harmful heating and Therefore, the measurements of the surface scattered light component should be independent of the specimen determined by the inside of the sample, which has a high color temperature and which finally has a very high insensitivity to extraneous light, which is particularly important for the measurement of the scattered light components The processing of the various measuring signals was on the
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 gonxophotometrischen Meßwerte mit einem Gerät durch einfache Wahl der. entsprechenden Funktion zu erhalten. V/esen der Erfindung ' .- To tune peculiarities of discontinuous light sources. The object of the invention was also to make it easier for the non-expert to operate the device without error and to permit multiple measurements with indication of mean values and standard deviations in a short time and finally standard-compliant reflectometer values as well as the more differentiating gonxophotometric measured values with one device by a simple choice of , to get appropriate function. V / esen of the invention '.-
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 durchThe above objects have been achieved by an arrangement for measuring the glossiness of surfaces, in particular organic coatings, determining optical properties based on a combination of a goniophotometer and a fixed illuminating and measuring optic with moving diaphragm
a) einen spielfreien Blendenantrieb, bestehend aus einer motorisch angetriebenen, spielfrei gelagerten Präzisions-Gewindespindel (120) und einer spielarmen Präzisions-Mutter (121) mit einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von vorzugsweise größer als eins, welche, über ein gelenkähnliches, spielfreies Ausgleichs- und Übertragungselement (122) mit einem auf Spitzena) a play-free diaphragm drive, consisting of a motor-driven, clearance-mounted precision threaded spindle (120) and a low-play precision nut (121) having a length-diameter ratio of preferably greater than one, which, via a joint-like, backlash compensation and transmission element (122) with a tip
(116) gelagerten Blendenträger verbunden ist und mittels mindestens einer' Feder (119) spielfrei gehalten wird.(116) mounted blind carrier is connected and held by at least one 'spring (119) without play.
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) aufnehmenb) a hemispherical shell body (114) in its openings (110, 111, 112, 123, 124, 125) at least two and preferably three each directed to the center of the sphere lighting and measuring inserts (104, 117) at different angles to Include normals on the sample plane (113)
".kann, wobei die optischen Achsen von je einem Beleuchtungsund Meßeinsatz gleiche Winkel zur erwähnten Flächennormalen einschließen und mit dieser in einer Ebene liegen, undcan., The optical axes of each include a lighting and measuring insert equal angles to said surface normal and lie with this in a plane, and
c) eine oder mehrere Impuls-Lichtquellen (106, 107) und mindestens "zwei über die Emissionszeit dieser Lichtquellen integrierende fotoelektrische .: Wandler (109, 118) .c) one or more pulse light sources (106, 107) and at least "two photoelectric transducers (109, 118) integrating over the emission time of said light sources.
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. lOOO Einzelschritte aufgelöst werden kann.By this arrangement, an accurate and reproducible diaphragm movement, even at the due to the high optical resolution (small apertures) of such devices small aperture due to reaching a few millimeters., This movement can be resolved in about lOOO individual steps.
Ein weiteres Kennzeichen dieser Erfindung ist ein halbkugelförmiger Schalenkörper, der in seinen öffnungen mindestens je zwei und vorzugsweise je drei auf den Kugelmittelpunkt gerichtete Beleuchtungs- und Meßeinsätze unter verschiedene!! Winkeln zur Normalen auf die Probenebene 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. 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.Another feature of this invention is a hemispherical shell body, in its openings at least two and preferably three each directed to the center of the sphere lighting and measuring inserts among different !! Can include angles to the normal to the sample plane, the optical axes of each include a lighting and Meßeinssatz same angle to said surface normal and lie with this in a plane. This allows the same lighting and measuring inserts to be used for those different angles that are common in practice because of the dependence of the optical appearance of the direction of illumination and measurement on samples of different glossinesses. For example, for better differentiation of high-gloss surfaces, the smallest possible angles are preferred for dull surfaces, while larger surfaces are preferred.
Die erfindungsgemäße Anordnung vermeidet nicht nur die Verwendung mehrerer Meß- und Beleuchtungseinsätze, sondern erlaubt auch die erforderliche hohe Positioniergenauigkeit aller Einsätze in bezug auf die Flächennormale und den Kugelmittelpunkt.The arrangement according to the invention not only avoids the use of several measuring and lighting inserts, but also allows the required high positioning accuracy of all inserts with respect to the surface normal and the ball center.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist ferner gekennzeichnet durch eine oder mehrere Impuls-Lichtquellen und vorzugsweise zwei über die Emissionszeit dieser Lichtquellen integrierende fotoelektrische . Wandler. .The arrangement according to the invention is further characterized by one or more pulse light sources and preferably two photoelectric ones integrating over the emission time of these light sources. Converter. ,
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 not\vendigen Farbtemperaturen erreicht werden.This allows for the desired extraneous light suppression favorable high radiation power with only a low average power, whereby both a heating is prevented.also the necessary to achieve a daylight-like spectrum color spectrum are achieved.
Besonders vorteilhaft im Zusammenbang mit den impulsweise emittierenden Lichtquellen in der erfindungsgemäßen Anordnung ist die darin realisierte Schaltung der oben erwähnten fotoelektrischen Wandler als Analog-Digital-Wandler mit QuotientenbildungParticularly advantageous in Zusammenbang with the pulse-emitting light sources in the arrangement according to the invention, the circuit realized therein of the above-mentioned photoelectric converter as an analog-to-digital converter with quotient
für elektrische Ladungsmengen, bestehend —for electrical charges, consisting -
aus je einem Integrator für die von den fotoelektrischen Meßunci Referenzdetektoren gelieferten und den auf diese Detektoren fallenden Lichtmengen proportionalen Strömen, wobei, der Ausgangsspannungsbereich dieser Integratoren mit Hilfe umschaltbarer Integrationskondensatoren in einem praktisch brauchbaren Bereich gehalten werden kann. Der Summenpunkt des Meßintegrators ist über einen Schalter und einen Yfiderstand mit dem Ausgang des Referenzintegrators verbunden, womit der Meßkondensator nach Ablauf einer Signalintegration von einem der Referenzlichtmenge 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.each comprising an integrator for the currents supplied by the photoelectric Meßunci reference detectors and the amounts of light falling on these detectors, wherein, the output voltage range of these integrators by means of switchable integration capacitors in a practically useful range can be maintained. The summing point of the measuring integrator is connected via a switch and a Y resistor to the output of the reference integrator, with which the measuring capacitor can be discharged after a signal integration of a reference light quantity proportional current again. The time required to discharge the measuring capacitor is then a particularly simple measure of the ratio to be determined between the measuring signal and the reference signal, regardless of the actual amount of light of the respective light pulse.
Zur Überwachung des Ladungszustandes des Meßkondensators ist ein Komparator angeschlossen und an diesen, zur Bestimmung des Zeit— intervalles, einvon 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.To monitor the state of charge of the measuring capacitor, a comparator is connected and to this, for determining the time interval, a digital counter controlled by a clock generator. Measuring and reference integrator can be set before each measurement in defined initial states by the integration capacitors are discharged via switches.
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 Probenhelligkeit proportionaler Stromanteil vom Meßsignal abgezogen werden kann.Another part of the arrangement according to the invention is used to detect and compensate for the possibly originating from the sample interior diffuse scattered light, which should not be considered for the measurements of the surface properties. This part consists of a directed onto the measuring surface and guided in the lighting insert optical fiber with associated photoelectric detector, amplifier and at the sum of the measuring integrator connected resistor through which a proportion of the sample brightness proportional current component can be subtracted from the measured signal.
Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht in der automatischen Kompensation der Probenhelligkeit, was speziell für den The particular advantage of this arrangement is the automatic compensation of the sample brightness, which is especially for the
Vergleich verschieden gefärbter und damit verschieden heller Proben sehr wichtig ist.Comparison of differently colored and thus differently bright samples is very important.
Eine bevorzugte Ausführungsform der beanspruchten Anordnung sieht die Kombination einer Xenon-Blitzlampe und einer Infrarot-Leuchtdiode vor, wobei z. B. die Strahlung der Leuchtdiode über ein Interferenzfilter in den Strahlengang der Blitzlampe eingespiegelt wird. Das Interferenzfilter ist dabei für den sichfoaren Teil des Spektrums durchlässig und reflektiert ab seiner langwelligen Bandkante bei ca. 800 am Wellenlänge. Die selektive Durchlaßeigenschaft des Interferenzfilters kann vorteilhafterweise zur Angleichung des Emissionsspektrumseiner Blitzlampe an eine Normlichtart verwendet werden.A preferred embodiment of the claimed arrangement provides for the combination of a xenon flash lamp and an infrared light emitting diode, wherein z. B. the radiation of the light emitting diode via an interference filter is reflected in the beam path of the flash lamp. The interference filter is permeable to the imaginary part of the spectrum and reflects from its long-wave band edge at about 800 at the wavelength. The selective transmission characteristic of the interference filter can be advantageously used to equalize the emission spectrum of a flash lamp in a standard light manner.
Da die Infrarot-Leüchtdiode 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 wesentlich selteneren eigentlichen Messungen, die überdies mit relativ großem zeitlichen Abstand erfolgen können, verwendet und dadurch geschont. -Since the infrared light-emitting diode as a semiconductor is practically no wear, it can be used for all auxiliary measurements' in which the spectral range is irrelevant, such. B. for the search of the reflection direction. The flash lamp is. Only for the much rarer actual measurements, which can also be done with a relatively long time interval, used and thus spared. -
Besonders vorteilhaft erweist 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 Programmabläufe 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, Versorgungs- und Triggerschaltungen fürIn order to monitor all processes taking place in such a complex measuring instrument, it proves particularly advantageous to have a control comprising a microprocessor with data memory for all intermediate results and for storing calibration and comparison values, a permanent program memory which contains the program sequences for all measuring functions, a plurality of interface Adapters for the transfer or transfer of data to or from peripheral devices and function blocks, a plurality of function keys that allow retrieval of complex measurement procedures by a simple keystroke, a preferably alphanumeric printer, not only measurement results, but complete, all parameters containing measurement protocols and Error messages and operating instructions can be printed in plain text, a fully under control of the microprocessor shutter drive based on a stepper motor, supply and trigger circuits for
15.2.1979 - 9 - 54· 446/1615.2.1979 - 9 - 54 · 446/16
den wahlweise*! und mit der Blendenbewegung streng synchronisierten Betrieb von Blitzlampe oder Leuchtdiode, 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 fotoelektriscben Detektoren gelieferten Ströme in ein dem Quotienten aus über die Probe gemessener Lichtmenge abzüglich diffus rückgestreuter Lichtmenge-und einer Eeferenzlichtmenge proportionales Signal, ferner einer Codierschaltung, die ein Erkennen zu einander passender Meß- und Beleuchtungseinsätze gestattet, und schließlich einer Stromversorgung für alle Punktionsgruppen.the optional *! and with the diaphragm movement strictly synchronized operation of flash lamp or light emitting diode, a clamping device for defined pressing of the samples to the measuring port, which largely prevents incorrect measurements on slightly curved, flexible samples, an electronic transducer for converting the currents supplied by the photoelectric detectors in a the quotient from measured over the sample amount of light minus diffuse backscattered amount of light and a Eeferenzlichtmenge proportional signal, further a coding circuit that allows detection of matching measuring and lighting operations, and finally a power supply for all puncture groups.
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 umgeschultem Personal bedient v/erden.With the help of this microprocessor control, the meter can monitor its own activity, check for errors, turn off nonsensical operation and alert the user to inadequate operating conditions by means of plain text messages. In order for such a device can be operated error-free by retrained personnel despite sometimes very complicated measurement procedures v / ground.
Eine besonders geeignete Blendengröße zur gleichzeitigen Erfüllung der Anforderungen von Goniophotoinetern und normgerechten Reflektometern liegt schließlich zwischen 0,25 und 1 Grad, wobei mit einer Blendengröße (Beleuchtungsseite, und Meßseite) von 0,6 Grad die von der DLN 67 530· geforderten Blendenwerte einfach durch abschnittsweise Vermessung zusammengesetzt werden können.A particularly suitable aperture size for the simultaneous fulfillment of the requirements of goniophotointers and standard reflectometers is finally between 0.25 and 1 degree, with an aperture size (illumination side, and measuring side) of 0.6 degrees, the aperture values required by DLN 67 530 · sections can be assembled measurement.
Ausführungsbeispiel . Ausf EADERSHIP example.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Aasführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt;The invention will be explained in more detail below using an example embodiment. In the accompanying drawing shows;
• ' 15.2.1979 - 10 - 54 446/16• '15.2.1979 - 10 - 54 446/16
Pig. 1: Schemazeichnung der MeßanordnungPig. 1: Schematic drawing of the measuring arrangement
Pig. 2: Schema des Analog-Digital-Umsetzers mit integrierenden Meßwandlern ·Pig. 2: Diagram of the Analog-to-Digital Converter with Integrating Transducers
Pig. 3: Gesamtschaltschema der MikroprozessorsteuerungPig. 3: Overall circuit diagram of the microprocessor control
pj:£_Pig_t_j1a: zeigt die in einem halbkugelförmigen Schalenkörper (114) steckenden Meß~ und Beleucbtucgseinsätze (117; 104) mit einer möglichen Ausführungsform des spielfreien} vom Motor (320) pj: £ _Pig_ t _j1a: shows in a hemispherical shell body (114) end plugs and measuring ~ Beleucbtucgseinsätze (117; 104) with a possible embodiment, the backlash-free} from the motor (320)
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 ': -Wandler (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. ·moving diaphragm drive consisting of a "threaded spindle (120), a precision nut (121), the drive and transmission element (122) and the spring (119)." The diaphragm support (126) has a tip bearing (116) and moves the. Metering orifice (115) Behind the metering orifice, there is arranged the photoelectric metering detector (207) which is connected to the metering transducer 118. The lighting cartridge (104) has two pulse light sources (106, 107) whose light is emitted by the light source Interfering band filter (108) through which the illumination stop (102) and the beam splitter (127) are directed onto the sample surface (113) From the beam splitter (127), light passes onto the reference detector (208) connected to the: transducer (109) scattered light from the photoelectric detector (103) connected to the amplifier (105) is detected via the optical fiber (101) directed to the sample.
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).1 b shows a view of the inside of the hemispherical shell body (114), with which the pairwise directed at the same angle to the normal to the sample surface, serving to receive measuring and lighting inserts openings (110, 111, 112, 123, 124 , 125) (openings (111) and (124) are occupied in this example).
In Fig. 2 sind die drei fotoelektrischen Detektoren für Messung (207), Referenz (208) und Streulicht (103) dargestellt, ferner als Impulslichtquellen eine Infrarot-Leuchtdiode (107) und eine Xenon-Blitzlampe (106) sowie der im.Beleuchtungs-Strahlengang liegende Strahlfeiler (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 uuischaltbaren Integrationskondensator (210)versehenen Meßintegrators (206) gelegt werden kann. An diesem Summationspunkt sind außerdem der Ausgang des Verstärkers (105) für den Detek- , tor (103) über einen Widerstand (209) und der Meßdetektor (207) angeschlossen. Die Anfangsbedingungen beider Integratoren (203, 2 , the three photoelectric detectors for measurement (207), reference (208) and scattered light (103) are shown, as well as pulsed light sources, an infrared light emitting diode (107) and a xenon flash lamp (106) and the im.beleuchtungs-. Beam path lying beam piercing (127) and the interference band filter (108). The reference detector is connected to the reference integrator (203) which has a switchable integration capacitor (202) and whose output is connected via a switch (204) and a resistor (205) to the summation point of the measuring integrator (206) which is also provided with a connectable integration capacitor (210). can be placed. At this summation point, the output of the amplifier (105) for the detector, (103) via a resistor (209) and the measuring detector (207) are also connected. The initial conditions of both integrators (203,
206) v/erden mittels zweier Schalter (201, 211) .eingestellt. Der Ausgang des Meßintegrators liegt am Eingang des /Comparators (212), der einerseits den Zählvorgang des vom Taktgenerator (214) gesteuerten Zählers (213) kontrolliert. Bei jedem Meßvorgang wird gleichzeitig mit der Auslösung einer der beiden Lichtquellen der Integrationsvorgang im Meß- und Referenzintegrator gestartet, nach Beendigung der Lichtemission wird 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.206) are set by means of two switches (201, 211). The output of the measuring integrator is located at the input of / comparator (212), on the one hand controls the counting of the clock generator (214) controlled counter (213). At each measurement, the integration process in the measuring and reference integrator is started simultaneously with the triggering of one of the two light sources, after completion of the light emission of the capacitor in the Meßintegrator with one of the output voltage of the reference integrator proportional current is discharged again, at the same time the previously asked to zero Count counter, until it is stopped by the comparator at zero crossing of the output voltage of the measuring integrator again.
Der Zählerstand ist, dem Verhältnis der auf Meß- und Referenzdetektor auffallenden Lichtströme proportional, wobei vom Meßsignal ein der Probenhelligkeit entsprechendes Signal abgezogen wurde. . ·The counter reading is proportional to the ratio of the luminous fluxes incident on the measuring and reference detectors, whereby a signal corresponding to the sample brightness was subtracted from the measuring signal. , ·
Die Fig. 3 gibt einen Überblick über alle Komponenten der Mikroprozessorsteuerung. 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-Adaptep stellen die Verbindung zu den periphere^ Interfaces und Schaltkreisen her, wie zur Meßkopferkennung (307), zur Zählerlogik (308), zur Ansteuerung (309) von Blitzlampe (106) und Infrarot-Leuchtdiode (107), zum Tasteninterface (310) für die Funktionstasten (314, 315, 316, 317, 318), zum Interface (311) des Druckers (319), zum Antrieb (312) des Schrittmotors (320) für die Blendenbewegung und zur Versorgung (313) des Kleinmotors (321) für die Probenhalterung. Die Zählerlogik (308) steht schließlich noch in Verbindung mit.den Meßwandlern (105, 109, 118) und den fotoelektrischen Detektoren" (103, 207, 208). Die Stromversorgung (306) stellt die für alle Komponenten notwendigen Spannungen und Ströme zur Verfügung. Fig. 3 gives an overview of all components of the microprocessor control. The actual processor (303) is connected to the data memory (304), the program memory (305) and the interface adapters (301, 302) via address and data line. The Interface Adaptep establish the connection to the Peripheral ^ interfaces and circuits, such as the Meßkopferkennung (307), the counter logic (308), to control (309) of flash lamp (106) and infrared light emitting diode (107), the key interface ( 310) for the function keys (314, 315, 316, 317, 318), the interface (311) of the printer (319), the drive (312) of the stepping motor (320) for the diaphragm movement and the supply (313) of the small motor ( 321) for the sample holder. Finally, the counter logic 308 is still in communication with the transducers 105, 109, 118 and the photoelectric detectors 103, 207, 208. The power supply 306 provides the voltages and currents necessary for all components ,
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT879477A AT351295B (en) | 1977-12-09 | 1977-12-09 | ARRANGEMENT FOR MEASURING THE GLOSSITY OF SURFACES, IN PARTICULAR ORGANIC COATINGS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD140290A5 true DD140290A5 (en) | 1980-02-20 |
Family
ID=3608589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD20927878A DD140290A5 (en) | 1977-12-09 | 1978-11-23 | COMBINED GONIOPHOTOMETER AND REFLECTOMETER (GONIOREFECTOMETER) FOR THE ASSESSMENT OF SURFACE GLOSSY |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5489789A (en) |
| AT (1) | AT351295B (en) |
| CH (1) | CH638047A5 (en) |
| DD (1) | DD140290A5 (en) |
| DE (1) | DE2851455C3 (en) |
| FR (1) | FR2411405A1 (en) |
| GB (1) | GB2009922A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0075767A1 (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-06 | Roche Diagnostics GmbH | Method for the determination and evaluation of photometric signals and device for carrying out the method |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3212190A1 (en) * | 1982-04-01 | 1983-10-06 | Siemens Ag | Opto-electronic distinguishing of structures on surfaces |
| JPS5942317U (en) * | 1982-09-13 | 1984-03-19 | 株式会社東芝 | Dynamic pressure gas bearing device |
| US4677298A (en) * | 1983-12-13 | 1987-06-30 | Kollmorgen Technologies Corporation | Method of monitoring ink-water balance on a lithographic printing press |
| KR910000794B1 (en) * | 1985-03-28 | 1991-02-08 | 가부시끼가이샤 도오시바 | Method and apparatus inspecting the surface of substrate |
| FR2579884B1 (en) * | 1985-04-09 | 1988-12-02 | Sanofi Sa | |
| US5182618A (en) * | 1985-11-27 | 1993-01-26 | Aimo Heinonen | Reflectometric method of measurement and apparatus for realizing the method |
| FI78563C (en) * | 1985-11-27 | 1989-08-10 | Aimo Heinonen | REFLEKTOMETRISKT MAETNINGSFOERFARANDE OCH MAETNINGSANORDNING FOER GENOMFOERANDE AV FOERFARANDET. |
| FI78355C (en) * | 1986-05-27 | 1989-07-10 | Puumalaisen Tutkimuslaitos Oy | METHOD FOER MAETNING AV GLANS OCH APPARATUR FOER TILLAEMPNING AV METODEN. |
| JPS63174551U (en) * | 1987-04-27 | 1988-11-11 | ||
| DE8704679U1 (en) * | 1987-03-30 | 1987-05-27 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Measuring device for surfaces with colorful gloss effects |
| JP2996300B2 (en) * | 1988-05-27 | 1999-12-27 | 株式会社堀場製作所 | Portable gloss measuring device |
| JPH0257949A (en) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Suga Shikenki Kk | Portable polygonal glossmeter |
| JPH0248852U (en) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | ||
| JP3027161B2 (en) * | 1989-07-14 | 2000-03-27 | 株式会社リコー | Image density detecting device in image forming apparatus |
| DE4344095C2 (en) * | 1993-12-20 | 1999-10-14 | Lange Gmbh Dr Bruno | Method and device for measuring the degree of gloss |
| WO2000071971A1 (en) * | 1999-05-24 | 2000-11-30 | Luxtron Corporation | Optical techniques for measuring layer thicknesses |
| US6570662B1 (en) | 1999-05-24 | 2003-05-27 | Luxtron Corporation | Optical techniques for measuring layer thicknesses and other surface characteristics of objects such as semiconductor wafers |
| DE102006048688B4 (en) * | 2006-10-14 | 2022-02-03 | Byk Gardner Gmbh | Process and device for examining surfaces with effect pigments |
| DE102010032600A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Byk-Gardner Gmbh | Apparatus and method for the determination of surface properties with multiple measurement |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1761827U (en) * | 1957-11-04 | 1958-02-20 | Geraete Fuer Licht Und Strahlu | LIGHT ELECTRIC GLOSS KNIFE. |
| US3245306A (en) * | 1961-10-05 | 1966-04-12 | Aluminum Co Of America | Photometer and method |
| DE1944088U (en) * | 1966-06-16 | 1966-08-11 | Bayer Ag | DEVICE FOR EVALUATING THE GLOSS PROPERTIES OF SURFACES. |
| AT334657B (en) * | 1975-01-24 | 1976-01-25 | Vianova Kunstharz Ag | IMPROVEMENT FOR MEASURING THE GLOSS POWER OF PLANE SURFACES |
| US3999864A (en) * | 1975-11-17 | 1976-12-28 | International Business Machines Corporation | Gloss measuring instrument |
-
1977
- 1977-12-09 AT AT879477A patent/AT351295B/en not_active IP Right Cessation
-
1978
- 1978-11-22 CH CH1199478A patent/CH638047A5/en not_active IP Right Cessation
- 1978-11-23 DD DD20927878A patent/DD140290A5/en unknown
- 1978-11-28 DE DE19782851455 patent/DE2851455C3/en not_active Expired
- 1978-12-06 GB GB7847326A patent/GB2009922A/en not_active Withdrawn
- 1978-12-08 FR FR7834672A patent/FR2411405A1/en not_active Withdrawn
- 1978-12-08 JP JP15121378A patent/JPS5489789A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0075767A1 (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-06 | Roche Diagnostics GmbH | Method for the determination and evaluation of photometric signals and device for carrying out the method |
| US4553848A (en) * | 1981-09-30 | 1985-11-19 | Boehringer Mannheim Gmbh | Method of detecting and evaluating photometric signals and device for carrying out the method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATA879477A (en) | 1978-12-15 |
| JPS5489789A (en) | 1979-07-17 |
| DE2851455A1 (en) | 1979-06-13 |
| AT351295B (en) | 1979-07-10 |
| DE2851455B2 (en) | 1980-07-24 |
| CH638047A5 (en) | 1983-08-31 |
| JPS6252255B2 (en) | 1987-11-04 |
| GB2009922A (en) | 1979-06-20 |
| DE2851455C3 (en) | 1981-08-13 |
| FR2411405A1 (en) | 1979-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DD140290A5 (en) | COMBINED GONIOPHOTOMETER AND REFLECTOMETER (GONIOREFECTOMETER) FOR THE ASSESSMENT OF SURFACE GLOSSY | |
| DE2902776C2 (en) | ||
| DE3034544C2 (en) | ||
| DE2739585C2 (en) | spectrophotometer | |
| EP0259797B1 (en) | Device for evaluation of test strips | |
| DE2351339C3 (en) | Digital spectrophotometer | |
| DE10010213B4 (en) | Optical measuring device, in particular for quality monitoring in continuous processes | |
| EP0154875A2 (en) | Device for the determination of the diffuse surface reflection of a sample of small dimensions | |
| DE10008517C2 (en) | Optical measuring system | |
| EP0878704A1 (en) | Reflectance measurement apparatus | |
| DE3886308T2 (en) | Spectrophotometer. | |
| DE2649746A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE LIGHT TRANSMITTED THROUGH A MATERIAL | |
| DE19950588A1 (en) | Device for quality control of lacquered or varnished surfaces; has illumination unit at fixed angle and several measurement units at different fixed angles to detect some of reflected light | |
| DE102014215193A1 (en) | Measuring arrangement for reflection measurement | |
| DE3413838A1 (en) | Measuring instrument for determining reflection from flat surfaces, in particular gloss measuring instrument | |
| DE2247205C3 (en) | Device for comparing the spectral reflectance of colored surfaces | |
| DE3831287C2 (en) | Optical colorimeter | |
| EP1379845B1 (en) | Device for the simultaneous detection of radiation of different wavelength | |
| DE19811150C2 (en) | Thin-layer chromatography | |
| EP0359167A2 (en) | Refractometer with an index-dependent aperture division | |
| DE3244286A1 (en) | Electrooptic device for detecting colours | |
| DE4407332C2 (en) | Method for determining extinction or transmission and photometer | |
| DE2537089A1 (en) | Colour location of colour sample measuring device - is by brightness method and has three photoelectric receivers with colour filters | |
| DE3622043A1 (en) | Device for colour measurement (colorimetry) | |
| DE2633087A1 (en) | REFLECTOMETER |