DE3007233A1

DE3007233A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der koerperlichen eigentuemlichkeit einer objektoberflaeche

Info

Publication number: DE3007233A1
Application number: DE19803007233
Authority: DE
Inventors: Donald A Clarke; Omer L Hageniers; Nicholas Liptay-Wagner; Walter J Pastorius; Timothy R Pryor; Blaine Richards; Ontario Kanada Windsor
Original assignee: Diffracto Ltd Canada
Current assignee: Sensor Adaptive Machines Inc
Priority date: 1979-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1980-10-30
Also published as: DE3050976A1; DE3007233C2; GB2047882B; DE3050974A1; DE3050855C2; JPS55154405A; DE3050975A1; GB2047882A; US4305661A

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem

6ooo Frankfurt / Main Staufenstraße

Anm.: Diffracto Ltd., 2775 Kew Drive Windsor, Ontario N8T 3B7 / Canada

Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der körperlichen Eigentümlichkeit einer Objektoberfläche

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zum Bestimmen einer körperlichen Eigentümlichkeit an einer Objektfläche sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige körperliche Eigentümlichkeiten können insbesondere Fehler in Gestalt von Löchern, Beulen, Eindrückungen, die Oberflächengestalt als solche, die Oberflächen- und Objektgröße und dergleichen sein.

In der Patentliteratur sind eine Vielzahl von Methoden und Verfahren beschrieben, die sich auf die Ermittlung von Oberflächenfehlern und anderen körperlichen Eigentümlichkeiten auf Oberflächen und Gegenständen beziehen. Als Beispiele hierfür werden die ÜS-PSen 3 761 186, 3 749 496, 3 983 388, 4 o55 382 und 4 o72 427 benannt.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, die sich durch Zuverlässigkeit, Dauerhaftigkeit und die Möglichkeit einer schnellen Prüfung von Objektflächen zur Bestimmung körperlicher Eigentümlichkeiten wie Oberflächenfehlern und dergl. auszeichnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich aus durch folgende Verfahrensschritte:

- Richten einer elektromagnetischen Strahlung auf bestimmte Bereiche der Objektoberfläche,

- Empfangen der davon reflektierten Strahlung,

- Vergleichen der von einem ersten Oberflächenbereich reflektierten Strahlung mit der reflektierten Strahlung von mindestens zwei weiteren Oberflächenbereichen beiderseits des ersten Oberflächenbereichs und unmittelbar neben diesem und

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- Bestimmen der gesuchten körperlichen Eigentümlichkeit der Objektoberfläche auf der Grundlage dieses Vergleichs.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch

- Mittel zum Richten einer elektromagnetischen Strahlung auf bestimmte Bereiche der Objektoberfläche,

- Mittel zum Empfangen der von der Objektoberfläche reflektierten Strahlung,

- Mittel zum Vergleichen der von einem ersten Oberflächenbereich reflektierten Strahlung mit der reflektierten Strahlung von mindestens einem zweiten und einem dritten Oberflächenbereich, die gegenüber dem ersten Oberflächenbereich mit Abstand und unmittelbar benachbart gelegen sind und

- Mittel zum Bestimmen der körperlichen Eigentümlichkeit der Objektoberfäche auf der Grundlage dieses Vergleichs.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Patentansprüchen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: in schematischer Darstellung und teil

weise geschnitten eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2: ein elektrisches Blockschaltbild einer

ersten Ausführungsform einer automatischen Verarbeitungseinheit gemäß der Erfindung,

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Fig. 2a: ein stärker detailliertes elektrisches

Blockschaltbild des Ausgangs-Torsteuerungssystems nach Fig. 2,

Fig. 2b: ein stärker detailliertes elektrisches

Blockschaltbild eines Teils eines Systemreglers zur Verwendung in der Schaltung nach Fig. 2,

Fig. 3: ein elektrisches Blockschaltbild einer

zweiten Ausführungsform einer automatischen Verarbeitungseinheit gemäß der Erfindung mit im Vergleicherkreis beispielsweise dargestellten Analogschal tungskomponenten,

Fig. 3a: ein stärker detailliertes elektrisches

Blockschaltbild einiger größerer Komponenten eines Systemreglers zur Verwendung in der Schaltung nach Fig.3,

Fig. 3b: ein schematisches Zeitfolge-Diagramm

mit beispielsweiser Darstellung des Wellenverlaufs an verschiedenen Stellen der in Fig. 3a gezeigten Schaltung,

Fig. 4: ein elektrisches Blockschaltbild

einer dritten Ausfuhrungsform einer automatischen Verarbeitungseinheit gemäß der Erfindung,

Fig. 5: eine teilweise geschnittene schematische

Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

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Fig. 6: die Unteransicht eines sogenannten

Kronenkorkens zum Verschließen einer Flasche,

Fig. 7: eine teilweise geschnittene Seitenan

sicht einer Einzelheit der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 8: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

eines Teils einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 9: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. To: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 11: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer siebenten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 12: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer achten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 13: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer neunten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 14: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer zehnten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

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Fig. 15Α und 15B: teilweise geschnittene Seitenansichten

einer elften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 16: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer zwölften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 17: eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer dreizehnten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 18: das elektrische Blockschaltbild einer

weiteren Ausführungsform einer automatischen Verarbeitungseinheit gemäß der
Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Gerät 1o zum Untersuchen einer Bohrung
schematisch dargestellt. Die zu untersuchende Bohrungsoberfläche 11 ist die innere Zylinderfläche eines rohrförmigen
Gegenstandes 12. Der rohrförmige Gegenstand 12 kann ein beliebiges Teil sein wie ein hydraulischer Bremszylinder oder dergleichen und ist der Einfachheit halter als gewöhnliches zylindrisches Rohr dargestellt. Zur Veranschaulichung sei
angenommen, daß die Bohrung durch spanende Bearbeitung hergestellt sei und es nun erwünscht ist festzustellen, ob auf der Bohrungsoberfläche irgendwelche Fehler in Gestalt von
Löchern vorhanden sind, die vom Gießen oder Spanend-Bearbeiten herrühren. Das Gerät 1o weist eine Sonde 13 auf, die axial
innerhalb der Bohrung 14 des Rohrteil 12 in Richtung des
Pfeils A in Fig. 1 beweglich ist. Die Sonde läßt sich auf
irgend eine herkömmliche Weise wie durch horizontales Verschieben des gesamten Geräts 1o unter Verschieben des Rohrteils 12 gegenüber dem Gerät 1o bewegen. Das äußere Ende der Sonde 13 trägt einen Spiegel 15 mit einer Spiegelfläche 16, die in Gestalt eines konischen Rotationskörpers ausgebildet ist. Die Spiegelfläche 16 ist vorzugsweise parabolisch oder

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im wesentlichen derart ausgebildet. Die Sonde 13 ist auf irgend eine herkömmliche Weise so gelagert, daß sie sich koaxial in eine vorbestimmte Stellung innerhalb der Bohrung 14 bringen läßt. Beispielsweise kann das Gerät einen Tisch oder ein Bett 17 aufweisen, der bzw. das sowohl das Rohrteil

12 als auch ein Gehäuse 18 trägt, das seinerseits die Sonde

13 trägt. Das Gerät weist geeignete Klemmen oder andere Mittel zur Befestigung des Gehäuses 18 und des Rohrteils 11 in der gezeigten Stellung auf, so daß die Sonde 13 axial innerhalb der Bohrung 14 beweglich ist. Zu diesem Zweck weist das Gerät vorzugsweise Mittel zum Einstellen der Lage der Sonde 13 und/oder des Gehäuses 18 im Verhältnis zu dem zu untersuchenden Gegenstand auf. Beispielsweise kann der Teil 17A des Tisches 17, auf welchem das Rohrteil 12 lösbar befestigt ist, vertikal und horizontal in rechten Winkeln zu dem Pfeil A bewegbar sein, um die Bohrung und die Sonde zueinander auszurichten. Der zu untersuchende Gegenstand ist demGehäuse 18 gegenüber derart angeordnet, daß die Sonde in die Bohrung in einem Ausmaß eintreten kann, das notwendig ist, um den gewünschten Bereich der Bohrungsoberfläche 11 im einzelnen zu untersuchen. Im einfachsten Fall wird die am Gehäuse 18 befestigte Sonde 13 durch einen motorisch angetrieben Schlitten 17B in Richtung des Pfeils A unter dem Einfluß einer beliebigen nicht gezeigten Steuereinrichtung bewegt.

Licht von einer Lichtquelle 19 wird durch eine Linse 2o und weiter durch die hohle Sonde 13 auf die parabolische Spiegeloberfläche 16 des Spiegels 15 gerichtet, der am äußeren Ende der Sonde 13 befestigt ist. Die Lichtquelle 19 ist gewöhnlich eine herkömmliche Halogenlampe. Der Spiegel ist so ausgebildet, daß er das Licht auf der Bohrungsoberfläche 11 in Gestalt eines hellen Umfangrings fokusiert, der in Fig. 1 mit 21 bezeichnet ist. Der helle Lichtring 21 wird von der Spiegeloberfläche 16 durch die hohle Sonde 13 reflektiert und von einem Lichtdetektorfeld 22 über eine Linse 23 und einen Strahlabspalter 24 empfangen. Das Lichtdetektorfeld

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ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise rund in Hinblick auf den runden Querschnitt des von der Bohrungsoberfläche 11 reflektierten Lichtstrahls. Ein Beispiel für einen geeigneten Detektorfeldist ein kreisförmiges selbst abtastendes Fotodiodenfeld· zum Beispiel läßt sich ein handelsüblicher kreisförmicres Detektor feld mit einem mittleren Durchmesser von o,1 cm und 72o Fotodioden auf Einhalb-Grad-Zentren verwenden. Die Spiegeloberfläche 16 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie das auf die Bohrungsoberfläche 11 auftreffende Licht fokusiert und einen intensiven hellen Lichtring erzeugt, der sich von den Fotodioden im Detektor^eld 221eicht erfassen läßt. Der Spiegel 15 ist in einer Stellung am äußersten Ende der Sonde 13 auf irgendeine passende Weise wie mit Hilfe eines Befestigungsgliedes 25 befestigt, das einerseits am Spiegel 15 und andererseits an einem durchscheinenden Glied 26, vorzugsweise Glas, angebracht ist, welches seinerseits innerhalb der Sonde 13 befestigt ist. Das durchscheinende Glied 26 ist vorzugsweise gegenüber der Sondenachse geneigt, um die Reflektion von auffallendem Licht zurück zum Detektor 22 zu vermindern.

In dem Gebrauch wird der zu untersuchende Gegenstand in Gestalt des Rohrteils 12 auf dem Tisch 17A dergestalt angeordnet, daß die Sonde koaxial in die Bohrung 14 einfahren kann. Im Gebrauch läßt sich durch axiales Verschieben der Sonde 13 entlang der Bohrung jeder aufeinanderfolgende Bereich der Bohrungslänge nacheinander durch das Detektorfeld abtasten, der typisch mit Geschwindigkeiten von mehreren tausend Abtastwechseln pro Sekunde arbeiten kann. Dies ermöglicht eine außerordentlich schnelle Abtastung der Bohrung mit beträchtlicher Feinheit. Beispielsweise kann im Fall eines 7"-Rohres mit einem Durchmesser von 4,3 cm die Bohrung in etwa einer Sekunde dergestalt abgetastet werden, daß ein jedes Detektorelement einen Bereich von etwa o,18 χ o,76 mm (angenähert) in einem beliebigen Abtastgang erfaßt. Offensichtlich läßt sich das Auflösungsvermögen durch Verwendung verschiedener Detektor £eider und durch Ver-

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änderung des Vergrößerungsfaktors der Linse 23 vergrößern oder verkleinern. Beispielsweise sind in dem vorstehend beschriebenen System der B'ohrungsdurchmesser 4,3 cm und der Durchmesser des kreisförmigen Detektors o,71 cm. Wenn der Durchmesser des Detektors auf beispielsweise 4,3 cm vergrößert wird und die Größe der einzelnen Detektorelemente beibehalten wird, würde die Anzahl der Detektorelemente von 72o auf über 4ooo ansteigen und das Auflösungsvermögen würde entsprechend zunehmen. Natürlich müßte in diesem Fall die Linse 23 so bemessen werden, daß sie das reflektierte Licht auf dem größeren Detektorfeld abbildet. Die Linse und die anderen optischen Elemente des Systems sind deshalb vorzugsweise zur Anpassung an die verschiedenen Anwendungsfälle des Geräts einstellbar.

Das von der Bohrungsoberfläche reflektierte Licht zeigt auf einfache Weise körperliche Merkmale wie Schmutz, Löcher, Einsenkungen, Grate, Beulen und dergleichen innerhalb des beleuchteten Bereichs der Bohrungsoberfläche an. Diese erscheinen in dem reflektierten Licht als Zonen abweichender Intensität. Die Größe und Intensität jener Zonen hängt natürlich von dem Ausmaß und der Natur der körperlichen Eigentümlichkeiten ab, auf welche das fokusierte Licht auftrifft. Im dargestellten Fall, in welchem die Bohrung durch spanende Bearbeitung hergestellt ist, ist es erwünscht. Fehler in Form von Eindrückungen wie die in Fig. 1 übertrieben dargestellte Pore 27 zu ermitteln. Diese Fehler werden durch eine wesentliche Verminderung im reflektierten Licht angezeigt. In einigen Fällen wie dann, wenn der Fehler groß ist, läßt er sich durch Prüfung des reflektierten Lichtes mit bloßem Auge feststellen. Beim Halten der Sonde in einer festen Stellung mit auf eine Fehlerstelle wie eine Pore auftreffendem Licht beispielsweise kann in dem reflektierten Lichtring leicht ein dunkler Fleck durch beispielsweise Projezieren des reflektierten Lichtrings auf einen Bildschirm erblickt werden. Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung liegt jedoch in der Schaffung eines schnellen und

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zuverlässigen Verfahrens zur Untersuchungen von Bohrungen und dergleichen,und dies wird in Übereinstimmung mit der Erfindung durch automatisches Prüfen des reflektierten Lichtes in einer entsprechenden Verarbeitungseinheit zuwege gebracht, in welcher ein Vergleich zwischen dem von einem Bereich der Bohrungsoberfläche reflektierten Licht mit dem Licht durchgeführt wird, daß von einer bekannten Standard-Bohrungsoberfläche und/oder weiteren Bereich der Bohrungsoberfläche an Stellen zu beiden Seiten und in unmittelbarer Nachbarschaft des ersterwähnten Bereichs der Bohrung durchgeführt wird.

Im üblichen Fall ist der untersuchte Bereich diejenige Zone, von der das reflektierte Licht durch ein individuelles Detektorelement in dem Detektorfeld emnfanaen wird, obgleich der zu untersuchende Bereich langer sein kann. Ferner bildet im üblichen Fall ein jeder weiterer zu Vergleichszwecken herangezogener Bereich eine Zone an der Bohrungsoberfläche, von welcher reflektiertes Licht von mindestens einem individuellen Detektorelement empfangen wird. Es ist wichtig, daß die Analyse des reflektierten Lichtes Änderungen in der Lichtstärke rings um die Bohrungsoberfläche aufgrund verschiedener Faktoren wie Verschmutzung der Bohrung, mangelhafte Ausrichtung der Sonde innerhalb der Bohrung (bspsw. keine exakt koaxiale Lage) oder andere Eigenschaften der Bohrungen in Betracht zieht, die nicht Fehler des gesuchten Typs sind, welche aber ungeachtet dessen Änderungen in der Lichtstärke hervorrufen können. Demgemäß werden die elektrischen Ausgangssignale 28 vom D^tektorfeld 22in die automatische Verarbeitungseinheit 29 eingegeben.

Wie oben erwähnt, ist das Fotodetektorfeld 22 i_m Handel erhältlich. Diese Felder sind in vielen Ausführungen vorhanden und lassen sich leicht erwerben. Die meisten Dete&orfelder verwenden von Halbleitern gebildet lichtempfindliche Elemente wie Fotodioden, obwohl andere Elemente wie f oto-

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empfindliche Transitoren gleichfalls verwendbar sind. Fotoempfindliche Video-Kameras mit einer quadratischen Matrix von 128 χ 128 fotoempfindlichen Elementen sind eine im Handel erhältliche Ausführungsform. Andere im Handel verfügbare Foto-Detektoren bestehen aus linearen Anordnungen und rechteckigen Matrix-Anordnungen. Jeder beliebige Typ einer Video-Kamera läßt sich verwenden einschließlich solchen mit Zeilenabtastung, wie sie bei herkömmlichen Fernsehübertragungen verwendet werden. Natürlich muß die jeweilige Schaltung in der automatischen Verarbeitungseinheit dem besonderen Typ des verwendeten Video-Detektors entsprechen. ^J

In Fig. 2 ist das schematische Blockschaltbild einer Ausführungsform einer automatischen Verarbeitungseinheit 29 wiedergegeben, wie sie in Verbindung mit dem in Fig. 1 gezeigten Gerät zur Ermittlung von Fehlern in der Oberfläche einer Bohrung verwendbar ist. Die automatische Verarbeitungseinheit 29 enthält einen Vergleicherkreis 1oo zum Vergleichen der von einem Oberflächenbereich der Bohrung reflektierten Strahlung mit der reflektierten Strahlung von einer Vielzahl von Oberflächenbereichen zu beiden Seiten des vorgenannten Bereichs und unmittelbar an diesen anschließend einen an den Ausgang des Vergleicherkreises 1oo angeschlossenen Ermittlerkreis 1o2 zur Ermittlung des Vorhandenseins von Fehlern und zur Erzeugung eines diese anzeigenden Ausgangssignals, sowie einen System-Controller 1o4, mit dem ein Taktgenerator 1o6 zur Erzeugung der Takt- und Steuersignale für die Verarbeitungseinheit 29 und für das Detektorfeld kombiniert ist. Eine typische Frequenz für den Taktgenerator 1o6 beträgt 5 MHz, und zur Sicherstellung einer sehr schnellen Signalverarbeitung enthält der Vergleicherkreis 1oo vorzugsweise elektronische Analog-Komponenten.

Der Vergleicherkreis 1oo seinerseits besteht aus einem Analog-Verzögerungsbaustein 1o8 mit in Reihe geschalteter Eingangsseite und parallel geschalteter Ausgangsseite,

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der an den Ausgang des Detektorfeldes 22 angeschlossen ist, welches in Fig. 2 für die besondere Ausführungsform mit Verwendung eirer kreisförmigen Fotodioden-Kamera mit 22a bezeichnet ist. Der Analog-Verzögerungsbaustein 1o8 ist in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ein 32-stufiger angezapfter Verzögerer,wie er unter der Bezeichnung TAD-32 im Handel verfügbar ist.

Dieser Baustein schafft . eine Vielzahl von taktgesteuerten Analog-Verzögerungsleitungen, die wirksam die Analogsignale prüfen und speichern, und ist das rohe Analog-Äquivalent zu der wohlbekannten Familie der digitalen Schieberegister wie des 4-bit-Schieberegisters 7495. Angeschlossen an den Ausgang des Analog-Verzögerungsbausteins 1o8 sind ein Mittelabgriff 11o, eine Vielzahl von oberen Abgriffen 112 und eine entsprechende Anzahl von unteren Abgriffen 114. Die oberen Abgriffe 112 und die unteren Abgriffe 114 sind mit einem Summierverstärker 116 verbunden, der aus einen oder mehreren Operationsverstärkern wie einem 34o3 oder einem LM 3o1 A bestehen kann. Der Ausgang des Summierverstärkers 116 ist mit einem Spannungsteiler-Widerstand 118 mit veränderbarem Mittelabgriff 12o verbunden, welcher seinerseits mit der Plus- oder Bezugsklemme eines Video-Vergleichers 122 verbunden ist. Das andere Ende des Spannungsteiler-Widerstandes 118 ist an Masse angeschlossen, und dadurch läßt sich der Spannungsteiler-Widerstand 118 zur Schaffung jedes beliebigen Durchschnittswertes der Summe derjenigen Spannungen einstellen, die an den oberen und unteren Abgriffen 112 bzw. 114 des Analog-Verzögerungsbausteins 1o8 verfügbar sind. Der negative oder veränderliche Eingang zu dem Video-Vergleicher 122 ist an den Mittelabgriff 11o angeschlossen. Als Video-Vergleicher 122 kann jeder herkömmliche Spannungsvergleicher wie der handelsübliche LM 311-Spannungsvergleicher verwendet werden, der einen sehr niedrigen Eingangsstrom hat, über einen weiten Bereich von Versorgungsspannungen betreibbar ist und ein Ausgangssignal liefert,

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das sich mit digitalen Standard-Kreisen wie RTL-, DTL-, TTL- und MOS-Schaltungen verträgt.

Der System-Controller 1o4 besteht aus herkömmlichen Elementen und Schaltungen zur Schaffung einer umfassenden Schaltungssteuerung in Übereinstimmung mit den Anforderungen des jeweiligen besonderen Anwendungsfalls der Erfindung ebenso wie den Anforderungen der anderen Komponenten in der automatischen Verarbeitungseinheit 29 und dem Detektoifeld 22. Beispielsweise wird in dem in Fig. 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Anwendungsfall der Bohrungsuntersuchung eine kreisförmige Anordnung von Fotodioden-Zellen verwendet, um den von der zu untersuchenden Bohrung reflektierten Lichtring zu erfassen. Das auf jede individuelle Zelle auftreffende Licht erzeugt oder resultiert in einem Strom proportional der Intensität des Lichtes. Der individuelle Zellenstrom wird von einem inneren Gerätekreis in eine entsprechende Zellenspannung umgewandelt und an dem seriellen Video-Ausgang des Geräts verfügbar gemacht, wenn die Zelle ausgewählt wird. Die serielle Auswahl der Zellen erfolgt in wohlbekannter Weise in Abhängigkeit von den Taktimpulsen vom Taktgenerator 1o6. Als ein Ergebnis des inneren Aufbaus des herkömmlichen Reticon-Kreisdioden feldes , wie es oben beschrieben wurde, ist die letzte Zelle in dem Feld nicht mit der ersten Zelle in dan Feld elektrisch verbunden, und es sind mehrere Taktimpulse erforderlich, um zwischen diesen umzuschalten. Dieses Erfordernis der Video-Kamera wird ohne Vorrücken der Information in dem Verzögerungsbaustein 1o8 und ohne die Ausführung falscher Vergleiche oder Ermittlungen durch den System-Controller 1o4 unter Verwendung eines Leersignals zustandegebracht, welches von dem Detektorfeld 22erzeugt wird, um die anderen Komponenten der automatischen Verarbeitungseinheit 29 für die erforderliche Anzahl von Taktimpulsen unwirksam zu machen.

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Es sollte offensichtlich sein, daß die Spannungen am Mittelabgriff 11o mit einer Vielzahl verschiedener Durchschnittswerte an den verbleibenden Ausgangsleitungen vom Analog-Verzögerungsbaustein 1o8 verglichen werden können. Zusätzlich kann die Anzahl der Verzögerungsleitungen im Ananlog-Verzögerungsbaustein 1o8 verändert werden, und abhängig von dem besonderen Anwendungfall kann diese Anzahl weniger als, gleich wie oder größer als die Anzahl der Lichtzellen in der Kamera 22a sein. Es sollte auch offensichtlich sein, daß die Bezugspannungsversorgung für den Video-Vergleicher 122 mit dem Widerstand 118 auf einen höheren oder niedrigeren Wert eingestellt werden kann, als die erwartete Video-Spannung am Mittelabgriff 11o beträgt. In einigen typischen Anwendungsfällen der vorliegenden Erfindung würde z.B. das Innere der zu untersuchenden Bohrungsoberfläche ein niedrigeres Video-Signal bei einem Fehler an der Oberfläche erzeugen, weil davon weniger Licht reflektiert würde oder das reflektierte Licht streuen würde. Demzufolge würde dann die Bezugsspannung am Eingang zum Video-Vergleicher 122 auf einen höheren Schwellenwert eingestellt werden, so daß ein Ausgangssignal vom Video-Vergleicher 122 immer dann auftreten würde, wenn die Spannung am Mittelabgriff 11o niedriger als der bewertete Durchschnitt der Spannungen ist, die an den oberen Abgriffen 112 und den unteren Abgriffen 114 auftreten. Letzlich sollte es offensichtlich sein, daß durch kluge Auswahl der Analog-Komponenten im Vergleicherkreis 1oo das Ausgangssignal vom Video-Vergleicher 122 in einem Bruchteil einer Millisekunde erhalten werden kann. Diese hohe Geschwindigkeit zur Ausführung mathematischer Berechnungen und Vergleiche ist in herkömmlichen teuren Digital-Schaltungen und Mikrocomputern gegenwärtig nicht verfügbar, obgleich dies mit besonderer Programmierung in größeren Allzweck-Computern möglich wäre.

Das Ausgangssignal vom Video-Vergleicher 122 des Vergleicherkreises too wird zum Ermittlungskreis 1o2 als ein Binär-

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signal weitergeleitet, das vereinbarungsgemäß als ein positives Signal betrachtet wird, wenn die Ausgangsspannung von der mittleren Speicherzelle des Analog-Verzögerungsbausteine 1o8, wie sie am Mittelabgriff 11o verfügbar ist, kleiner ist als der bewertete Durchschnitt der Spannungsausgangssignale von den oberen und unteren Zellen, wie sie an den oberen und unteren Abgriffen 112 bzw. 114 verfügbar ^sind/ und als O betrachtet wird, wenn das umgekehrte der Fall ist. Auf diese Weise kann der Video-Vergleicher als ein Analog-Schwellenvergleicher angesehen werden, wodurch er entweder ein Ausgangssignal (das auch als "eins" oder "wahr" bezeichnet werden kann) oder kein Ausgangssignal ( was auch als "null" oder "falsch" bezeichnet werden kann) hat, ganz in Abhängigkeit davon, ob die auf die zentrale Fotodiode eines Feldes von Fotodioden auftreffende Beleuchtung kleiner oder größer als der bewertete Durchschnitt der auf die verbleibenden Fotodioden in dieser besonderen Anordnung auftreffende Beleuchtung ist.

Das Ausgangssignalvom Video-Vergleicher 122 wird dem Eingang eines herkömmlichen UND-Gatters 124 mit zwei Eingängen zugeführt, dessen anderer Eingang vom Taktgenerator 1o6 gespeist wird. Der Ausgang des UND-Gatters 124 ist seinerseits an den Eingang eines ersten Auswertkreises 125 angeschlossen, der aus einem Zähler 126, einem Vergleicher und einer Speichereinrichtung 13o besteht. Der Zähler 126 empfängt das Signal vom UND-Gatter 124 und kann ein herkömmlicher synchroner Auf-Ab-Digitalzähler wie eine integrierte Schaltung Nr. 74192 sein, in welchem Fall das UND-Gatter 124 unmittelbar an beispielsweise dem Aufwärtszähleingang desselben angeschlossen ist. Der Vergleicher 128 vergleicht die Ausgangszählung vom Zähler 126 mit einem vorbestimmten festgesetzten Grenzwert, der in- der Speichereinrichtung 13o gespeichert ist. Der Vergleicher 128 kann beispielsweise ein handelsüblicher Digitalvergleicher wie die integrierte Schaltung Nr. 7485 sein, und die Speichereinrichtung 13o kann entweder eine unveränderbare Schaltung

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oder eine programmierbare Schaltung wie ein weiterer integrierter Schalt-Chip 74192 sein. Der Ausgang vom Zähler ist mit einer Anzeigeeinrichtung 132 verbunden, so daß die Zählung der Bedienungsperson sichtbar gemacht werden kann. Offensichtlich könnte die Anzeigeeinrichtung 132 auch ein Schreibgerät sein, um zeitweise oder fortgesetzt die Zählung pro Zeiteinheit je untersuchter Gegenstand festzuhalten, so daß eine Anzeige der Lage der Fehler erhalten werden kann.

Die Ausgabe vom Vergleicher 128 ist ein Signal, das anzeigt, ob die Zählung die voreingestellten Grenzen übersteigt und damit ein Hinweis ist, daß dort eine Diskontinuität oder ein Fehler in der Oberfläche der zu untersuchenden Bohrung vorhanden ist. Wegen der Empfindlichkeit des Apparats werden auch kleine Schmutzpartikel erfaßt und durch den Video-Vergleicher 122 angezeigt. Zusätzlich werden elektrische Störsignale, optische Verzerrungen und andere Empfindlichkeiten in dem System das Vorhandensein einer Oberflächenabweichung am Ausgang des Video-Vergleichers anzeigen, wenngleich in Wirklichkeit gar keine solche Abweichung vorhanden ist. Schließlich werden bestimmte Oberflächenabweichungen so klein sein, daß sie ignoriert werden können. Wegen der vorausgegangenen Betrachtungen wird die Speichereinrichtung 13o derart eingestellt werden, daß sie einen geeigneten voreingestellten Grenzwert enthält, so daß nur diejenigen Oberflächenabweichungen, die von einer bestimmten vorgewählten Größe sind, betrachtet werden brauchen.

In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung kann das Ausgangssignal vom Vergleicher 128 verwendet werden als "Gut"- oder "Ausschuss"-Sianal ., das an ein Förderband angekuppelt werden kann, auf welchem der zu untersuchende Gegenstand an dem Detektor des gegenwärtigen Apparates vorbeibewegt wird, um das Förderband zu veranlassen, entweder einen "guten" Gegenstand weiter zu transportieren

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oder in auszusondern, wenn es sich um Ausschuß handelt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird jedoch das Signal vom Vergleicher 128 zu noch einem weiteren Auswertkreis 134 geleitet, so daß die axiale Länge des Fehlers in der Bohrungsoberfläche in Betracht gezogen werden kann, bevor der Artikel ausgeworfen wird. Zwischen dem Auswertkreis 125 und dem Auswertkreis 134 ist ein Ausgangs-Gattersystem 136 angeschlossen, das von dem System-Controller 1o4 gesteuert wird. Das Ausgangs-Gattersystem 136 besteht aus herkömmlichen digitalen TTL-Integrier-Schaltungs-Chips, die bleibend miteinander verdrahtet sind, so daß ein Logik-System dergestalt geschaffen wird, daß das Ausgangssignal von dem Auswertkreis 134 gemäß vorbestimmten Kriterien ist. Zusätzlich schafft das Gatter-System 136 ein Mittel, durch welches der System-Controller den Auswertkreis 134 wirkungslos machen kann, während das System anläuft oder wenn eine zweite Abtastung beginnt.

Der Auswertkreis 134 besteht aus denselben Komponenten wie der Auswertkreis 125, nämlich einem Zähler 138, einem Vergleicher 139 und einer Speichereinrichtung 14o zur Aufnahme einer voreingestellten Begrenzung. Der Ausgang vom Vergleicher 139 ist zugleich der Ausgang der automatischen Verarbeitungseinheit 29 und liefert ein Ausschuß/Annahme-Binärsignal. Augenscheinlich könnte das Ausgangssignal vom Vergleicher 139 in ein ODER-Gatter eingegeben werden, so daß in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entweder eine X-Achsen-Fehler-Anzeige vom Vergleicher 128 oder eine "Flächen-" Fehleranzeige vom Vergleicher 139 dazu verwendet wird, einen zu untersuchenden Gegenstand auszusondern.

Die Logik, welche dem Auswertkreis 134 ermöglicht, auf verschiedene Betriebsarten zu arbeiten, ist in dem Ausgangs-Gatter-System 136, wie oben erwähnt, enthalten, und ein Beispiel davon ist in Fig. 2a dargestellt. Drei Betriebsarten sind auswählbar. Beispielsweise ist eine Betriebsart

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diejenige, bei welcher das Ausgangs-Gatter-System 136 in der Hauptsache als ein Schalter arbeitet und ein Signal vom Vergleicher 128 direkt zu dem Flächenzähler 138 leitet. Bei dieser Betriebsart wird ein Gegenstand ausgesondert, wenn er eine vorbestimmte Anzahl von Fehleranzeigen an demselben Gegenstand oder verschiedene Oberflächenringe ungeachtet davon aufweist, ob jene Ringe benachbart sind oder nicht. Auf diese Weise wird ein Gegenstand ausgesondert, wann immer eine vorbestimmte Zahl von Fehlern ermittelt wird. Eine zweite Betriebsart des Ausgangs-Gatter-Systems 136 ermöglicht beispielsweise einem Gegenstand,nur dann ausgeworfen zu werden, nachdem die Zählung einer vorbestimmten Anzahl benachbarter Oberflächenringe eine oder mehrere Fehler pro Ring aufweist. Wie oben erwähnt, ist die Größe des Ringes die Größe der durch eine Abtastung überstrichenen Oberflächenabtastung des rinaförmiaen Fotodioden-Feldes. Bei dieser Betriebsart würde das Ausgangs-Gatter-System 136 die Zählung in dem Flächenzähler 138 jedes Mal dann löschen , wenn eine vollständige Abtastung des kreisförmigen Diodenfeldes nicht zu einer Fehleranzeige, wie vom Ausgang des Vergleichers 128 bestimmt, führt. Die Anzahl der benachbarten Abtastungen mit einem Fehler, wie er zum Ausstoßen eines Gegenstandes benötigt würde, ist durch die Speichereinrichtung 14o bestimmt. Bei der zweiten Betriebsart läßt sich ersehen, daß die automatische Verarbeitungseinheit 29 einen Gegenstand nur .dann ausstößt, wenn der Fehler in der zu untersuchenden Oberfläche eine vorbestimmte axiale Länge gleich der vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastungen der Dioden-Anordnung hat, wie sie zum Auslösen des Ausstoßens des Gegenstandes erforderlich ist. Bei einer beispielsweise angegebenen dritten Betriebsart wird nur die Anzahl der Abtastungen gezählt, die einen oder mehrere Fehler haben, und ein Gegenstand wird nur dann ausgestoßen, wenn die voreingestellte Anzahl von Abstastungen mit Fehlern erreicht worden ist, unabhängig von der Gesamtzahl der Fehler.

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Wie in Fig. 2a dargestellt, ermöglichen zwei programmierbare Multiplexer 189a, 189b den Durchgang eines Signals von einem ihrer Eingänge C , C₁ oder C₀ zu einem ihrer Ausgänge je nach dem bei der betreffenden Betriebsart verwendeten Signal (das gegenwärtig ein 2-bit-Signal ist). Die Multiplexer 189a und 189b können beispielsweise Chips mit integrierter Schaltung Nr. 74153 sein. Das Ausgangssignal vom Multiplexer 139a wird dem Aufwärtszähleingang des Flächenzählers 138 zugeführt, und das Ausgangsignal vom Multiplexer 189bwird dem Löecheingang des Flächenzählers 138 zugeführt. Wenn der C-Eingang angesteuert wird, dann ist der Flächenzähler 138 ein linearer Zähler, der alle Ausgangsimpulse vom X-Achsenvergleicher 128 zählt und von einem vom System-Controller 1o4 erzeugten Signal am Ende des gesamten Untersuchungszyklus (oder früher, wenn der Gegenstand ausgeworfen wird) zurückgestellt (d.h. gelöscht) wird. Wenn der C,-Eingang angesteuert wird, dann zählt der Flächenzähler 138 auch weiterhin jeden Impuls vom X-Achsenvergleicher 128, wird aber nun am Ende einer jeden Abtastung gelöscht, die nicht zu einem vom X-Achsenvergleicher 128 erzeugten Fehlersignal führt. Die Logik hierfür besteht aus zwei in Reihe geschalteten D-Flip-Flops 19oaund 19ob (beispeilsweise integrierte Schaltungs-Chips Nr. 74 74), von denen der erstere mit seinem Takteingang CLK an den Ausgang des X-Achsenvergleichers 128, mit seinem Löscheingang an den Q-Ausgang eines ersten monostabilen Multivibrators 191a (z.B. einen intearierten Schaltungs-Chip Nr.74123), der von dem durch den Svstem-Controller 1o4 erzeugten Abtastende-^EOS) Signals angesteuert wird, und dessen D-Eingang hoch voraespannt ist. Der Flip-Flop 19ob ist mit seinem D-Eingang an den Q-Ausgang des Flip-Flops 19oa angeschlossen und wird von dem EOS-Signal getaktet. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 19ob ist sowohl mit dem C₁ als auch dem C₂~Eingang des Multiplexer 189b über einen zweiten monostabilen Multivibrator 19ib verbunden. Endlich- wird in der dritten Betriebsart der C₂-Eingang des Multiplexers 189a angesteuert, und dieser Eingang wird von dem Q-Ausgang eines dritten D-Flip-Flops 192 gespeist, dessen D-Eingang hoch voraespannt

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ist und von dem Ausgang des X-Achsenvergleichers 128 getaktet wird. Der Löscheingang ist an das EOS-Signal über einen Inverter angeschlossen. Auf diese Weise wird am Ende einer jeden Abstastung der Flip-Flop 192 gelöscht, wodurch sein Q-Ausgang hoch eingestellt wird. Da der Zähler 138 bei diesem Beispiel ein 74192 ist, zählt er nur beim Vorhandensein eines negativ gehenden Impulses, und auf diese Weise führt das Vorhandensein eines Löschimpulses am Flip-Flop 192 nicht zu einer Zählung. Sollte jedoch eine Abtastung einen oder mehrere Fehler anzeigen (d.h., es wird vom X-Achsenvergleicher 128 ein Impuls ausgesandt), dann wird das Hoch-Signal am D-Eingang des Flip-Flops 19oazum Q-Ausgang getatktet und ein Niedrig-Signal zum Q-Ausgang* was zu einem Null- oder negativ gehenden Impuls führt, der dem Flächenzähler 138 zugeführt wird. Aufeinanderfolgende Impulse vom Vergleicher 128 werden keinen weiteren negativen Impuls vom Q-Ausgang des Flip-Flops 192 erzeugen,und es kann somit nur ein Impuls zum Flächenzähler 138 bei jeder Abtastung durchlaufen. Demzufolge zählt der Zähler 138 nur die Anzahl von Abtastungen mit Fehlern und nicht die Gesamtzahl der Fehler. Auch wird wie in der vorerwähnten zweiten Betriebsart der Flächenzähler 138 nach jeder Abtastung gelöscht, die keine Fehleranzeige liefert, und es wird deshalb ein Gegenstand nur dann ausgeworfen, wenn eine vorbestimmte Anzahl von benachbarten Abtastungen vorliegt, die Fehler anzeigen.

Offensichtlich sind andere Betriebsarten möglich und können aus anderen Kombination von Zählungen und Löschungen am Flächenzähler 138 bestehen. Zusätzlich wird durch einfache Verwendung eines Zählers (beispielsweise einer Reihe von R/S-Flip-Flops oder einem Seriell-Ein-Seriell-Aus-Schieberegister) zwischen dem X-Achsenvergleicher 128 und dem Flächenzähler 138 eine vorbestimmte Anzahl von Fehlem je Abstastung oder eine Serie benachbarter Abtastungen zu zählen sein, je nach dem, ob der Flächenzähler nach einer Abtastung gelöscht wird,

* des Flip-Flops 192

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die keinen Fehler enthält, durch welchen im Flächenzähler 138 eine Zählung ausgelöst wird.

Wie oben erwähnt, ändern sich die einzelnen Schaltungselemente, die zusammen den System-Controller 1o4 bilden, in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall der Erfindung ebenso wie von den Erfordernissen der anderen Komponenten in der automatischen Verarbeitungseinheit 29 und der jeweils verwendeten Video-Kamera. In Fig. 2 bist ein System-Controller 1o4 zum Betrieb mit einem ringförmigen Fotodioden-Feld bei einer Bohrungsuntersuchung dargestellt. Der Taktgenerator 1o6 besteht aus herkömmlichen Komponenten, die entweder aus einem Kristall (Quarz) oder lediglich zwei antiparallel geschalteten monostabilen Oszillatoren bestehen, wie sie in Gestalt der integrierten Schaltungs-Chips 74123 verfügbar sind. Eine beispielsweise Ausgangsfrequenz des Taktgenerators 1o6 zur Verwendung mit den gegenwärtigen Komponenten beträgt 425,5 kHz. Da der im Verzögerungsbaustein 1o8 verwendete TAD*die doppelte Frequenz gegenüber der Dioden-Anordnung erfordert, wird das Ausgangssignal vom Taktoszillator unter Verwendung eines herkömmlichen Durch-Zwei-Teil-R/S-Flip-Flops durch zwei geteilt. *TAD=anqezapftes Analoa-Verzöqerungsqlied

Wie in Fig. 2b angegeben, ist der Ausgang vom Video-Vergleicher 122 durch einen D-Flip-Flop 193a und ein ODER-Gatter 193b konditioniert, bevor das Signal dem UND-Gatter 124 zum Modulieren des Ausgangssignals des Taktgenerators 1o6 zugeführt wird. Der andere Eingang zum ODER.-Gatter 193b ist ein Impulsaddierkreis 194, der lediglich aus gegatterten antiparallelen monostabilen Oszillatoren bestehen kann wie einem integrierten Schaltungs-Chip Nr. 74123, so daß die beiden Zählungen, die als Ergebnis der Vorspannung des Video-Vergleichers 122 verschwinden, ergänzt werden können. Endlich werden, wie ebenfalls in Fig. 2b angegeben, die Rückstellsignale von sowohl dem Meß-Start als auch dem Meß-Stop (welche anzeigen, wann sich ein Gegenstand in der richtigen Lage zur Untersuchung seiner Oberfläche befindet) und das Leer-Signal von der Dioden-

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Anordnung 22a mit den monostabilden Oszillatoren 195a und 195b konditioniert, so daß ein exakt geformter Impuls erzeugt werden kann. Auf diese Weise läßt sich ersehen, daß der Logik-Kreis für den besonderen Anwendungsfall der Erfindung bei der Bohrungsuntersuchung extrem auf ein einziges Prinzip zurückführbar und offensichtlich für den Fachmann wohlbekannt ist. Eine Abänderung des System-Controllers 1o4 zur Verwendung mit einer linearen Abtastanordnung wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 3b erläutert.

Im Betrieb taktet die in Fig. 2 gezeigte automatische Verarbeitungseinheit 29, sofern sie dazu in der Lage ist, fortgesetzt die kreisförmige Diodenfeld -Kamera 22a, den Video-Verzögerungsbaustein 1o8 und das UND-Gatter 124. Der System-Controller 1o4 empfängt auch das Meß-Start/Stop-Signal von einem nicht gezeigten Meßwert-Umformer (Transducer), der anzeigt, daß die Sonde 13 in die zu untersuchende Bohrung eingetreten ist. Das Meß-Start/Stop-Signal wird dazu verwendet, ein weiteres Signal im System-Controller 1o4 zu erzeugen, welches seinerseits den Flächenzähler 13 auf null zurückstellt. Das Ausgangs-Gatter-System 136 gestattet einem beliebigen Signal, vom Auswertkreis 125 zum Auswertkreis in Übereinstimmung mit der ausgewählten Betriebsart des Ausgangs-Gatter-Systems 136 übertragen zu werden.

Alternativ kann der System-Controller 1o4den Betrieb des Taktgenerators 1o6 dergestalt steuern, daß dessen Signale zu den vorerwähnten Elementen durchgelassen werden, wenn sie dazu von dem weiteren Meßwertumformer-Signal in die Lage versetzt werden, und anzeigen , daß die Sonde in die Bohrung eingetreten ist. In noch einer anderen Ausführung kann eine weitere Logik im System-Controller 1o4 das Ausgangs-Gatter-System 136 wirkungslos machen, bis eine vorbestimmte Anzahl von Ausgangs-Signalen von den entsprechenden Fotodioden-ZeIlen in den Video-Verzögerungsbaustein 1o8 hineingetatktet worden ist. Sonst würde der Video-Vergleicher

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122 einen Fehler anzeigen, wenn beispielsweise nur die zwei oder drei ersten Ausgangsignale von den Fotodioden-Zellen in die ersten Stufen des Video-Verzögerungsbausteins 1o8 hineingetaktet werden/und es würde kein korrektes Signal in der Mittelstufe des Video-Verzögerungsbausteins vorhanden sein, mit welchem ein gültiger Vergleich durchgeführt werden könnte.

Dann nach einer bestimmten Anzahl von Taktimpulsen - 72o Taktimpulsen in einer beispielsweisen Ausführung - ist das kreisförmige Diodenfeld 22a vollständig abgetastet, und die Schaltung in dem handelsüblichen Feld erzeugt ein Leer-Signal von beispielsweise vier Taktimpulsen, welches den "Rücklauf" des Feldes 22a, wie oben erwähnt, ermöglicht. Während der vier Rücklaufimpulse macht der System-Controller 1o4 den Video-Verzögerungsbaustein 1o8 und den X-Achsenzähler 126 durch Aussendung eines Rückstellsignals zu diesen unwirksam, weil keine gültigen Daten während dieser Periode hereinkommen. Weil das Diodenfeld 22a ein physikalisch komplettes Ringfeld ist, ist die erste Fotodioden-Zelle physikalisch der letzten Fotodioden-Zelle in dem Feld benachbart, und es besteht kein Bedarf, den Video-Verzögerungsbaustein 1o8 nach Vollendung einer Abtastung des Diodenfeldes 22a erneut in Gang zu bringen. Wie oben erwähnt, kann wegen der Verwendung von Analogkomponenten im Vergleicherkreis 1oo eine vollständige Abtastung einer 16,4 cm langen Bohrung in weniger als einer Sekunde erfolgen.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform einer automatischen Verarbeitungseinheit 29 zur beispielsweisen Verwendung mit einem linearen Fotodiodenfeld in einer Video-Kamera 22b gezeigt. Die gleichen Ziffern werden für jene Komponenten in Fig. 3 verwendet, die dieselben wie die Komponenten in Fig. 2 sind. Fig. 3 enthält jedoch mehr Einzelheiten als Fig. 2 in Bezug auf die Darstellung der Verwendung von Operationsverstärkern an verschiedenen Stellen im Vergleicherkreis 1oo.

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Ein modifizierter System-Controller 1o4b mit einem Taktgenerator 1o6 liefert ein Anfangs- oder Startsignal zur Video-Kamera 22b und empfängt einen Gleichlaufimpuls von dort für eine vollständige Verbindung untereinander. Das Video-Signal von einer besonderen Fotodioden-Zelle der Video-Kamera 22b wird den negativen Eingang eines herkömmlichen Eingangs-Operationsverstärker 15o aufgegeben, der sich in einer Vorwärtskopplung-Kompensationsstellung befindet. Ein Eingangs-Vorspannrheostat 152 ist auch an den negativen Eingang des Operationsverstärkers 15o angeschlossen, so daß das begrenzte Spannungsniveau angepaßt werden kann für die TAD-32A-Einrichtung, die als Video-Verzögerungsbaustein 1o8 verwendet wird. Der Eingangs-Operationsverstärker 15o kann jeder Allzweck-Operationsverstärker wie ein LM 3o1A sein, eine Einrichtung, die ein hohes Ausmaß an Genauigkeit und geringe Störungen in einem Hochimpedanzkreis liefert und geringe Anforderungen für den Eingangsstrom stellt.

Der Vergleicherkreis 1oo gemäß der Darstellung in Fig. 3 besteht auch aus demselben Video-Verzögerungsbaustein 1o8 und dem Summierverstärker 116 wie in Fig. 2, wobei diese Elemente jedoch in größerem Detail gezeigt sind. Ein jeder Ausgangsabgriff 11o, 112 und 114 des Video-Verzögerungsbausteins 1o8 ist an eine negative Versorgungsspannung über einen Widerstand wie die Widerstände 154 angeschlossen. Zusätzlich ist ein jeder Abgriff der oberen und unteren Abgriffe 112 bzw. 114 über einen Eingangswiderstand 156 (von denen nur zwei gezeigt sind) mit der negativen Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 158 verbunden, der in der Schaltung als Summierverstärker ausgebildet ist. Der Mittelabgriff 11o, der nicht an den Summierverstärker 116 angeschlossen ist, ist indirekt in Parallelschaltung mit den negativen Eingangsklemmen von zwei Video-Vergleichern 16o und 162 verbunden, die ebenso Operationsverstärker LM 311 wie der Video-Verstärker 122 in Fig. 2 sein können. Um jedoch eine Impedanzanpassung zwischen dem Video-Verzögerungsbaustein 1o8 und

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den Spannungsverglexchern 16o und 162 zu schaffen, ist der Mittelabgriff 11o mit dem positiven Eingang eines Kupplungs-Operationsverstärkers 164 verbunden, der als ein Schnell-Spannungs-Nachläufer ausgebildet ist. Der Kupplungsverstärker 164 kann ein herkömmlicher Operationsverstärker Nr. 34o3 sein.

Die anderen Bezugseingänge der Video-Vergleicher 16o und 162 sind parallel an den Ausgang des Summierverstärkers 116 über entsprechende Spannungsteiler-Widerstände 166 bzw. 168 angeschaltet, so daß eine obere und eine untere Schwelle für das Video-Signal von der zentralen Fotodioden-Zelle, wie oben erwähnt, geschaffen wird. Im Gegensatz zu dem Video-Verstärker 122 in Fig. 2, der seinen Markier-(strobe-) Eingang nicht benutzt, sind die Video-Vergleicher 16o und 162 mit ihren entsprechenden Markier-Eingängen an den System-Controller 1o4b angeschlossen, so daß der Vergleicherkreis 1oo an dieser Stelle unwirksam gemacht werden kann. Die Ausgänge von den "Video-Vergleichern 16o und 162 werden den entsprechenden Eingängen eines mit zwei Eingängen versehenen ODER-Gatters 17o zugeführt, so daß jedes Mal dann ein Ausgangssignal von dem Vergleicherkreis 1oo erscheint, wenn entweder die obere Video-Schwelle oder die untere Video-Schwelle überschritten ist. In dieser Hinsicht sei bemerkt, daß Einkerbungen in der Oberfläche eine hellere Flächenreflektion erzeugen können, während Risse in der Oberfläche grundsätzlich wie eine dunklere Oberfläche im Vergleich zu den umgebenden Oberflächenbereichen erscheinen.

Der Ermittlungskreis 1o2 in Fig. 3 ist identisch mit der einen Hälfte des Ermittlungskreises 1o2 in Fig. 2 und arbeitet, wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Es bedarf deshalb keiner weiteren Erläuterung des Ermittlungskreises 1o2 in Fig. 3.

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Der Video-Verzögerungsbaustein 1o8 in Fig. 3 ist auch mit einem Vorwärtskopplungs-Ausgang 172 dargestellt, welcher die letzte Stufe dieses Bausteins bildet und mit dem negativen Eingang eines Verstärkers 174 verbunden ist, der in der Schaltung als ein einfacher Umkehrverstärker ausgebildet ist und auch ein Operationsverstärker Nr. 34o3 sein kann.

Der Vorwärtskopplungs-Ausgang (feed forward output) 172 ist auch "niedrig" gezogen durch einen Niedrigzieh-Widerstand 154. Wie der Name sagt, besteht der Zweck des Vorwärt skupplungs -Aus gangs 172 darin, den Video-Verzögerungsbaustein 1o8 an einen weiteren Video-Verzögerungsbaustein für weiter unten erläuterte Zwecke anzuschließen.

In Fig. 3a ist eine Ausführungsform eines System-Controllers 1o4b dargestellt. Der Taktgenerator 1o6 erzeugt ein normales Taktsignal, das einen Taktgeber des Verzögerungsbausteins 1o8 antreibt und den Abwärtszähleingang von drei Zählern taktet, nämlich einen Beendigungszähler 3oo, einen Füllzähler 3o2 und einen Ausgabe-Fertig-Zähler 3o4, über drei entsprechende Ünd-Gatter 3o1, 3o3 und 3o5 mit zwei Eingängen, von denen der andere Eingang mit dem Entnahmeausgang des entpsrechenden Zählers verbunden ist. Die Zähler 3oo, 3o2 und 3o4 können beispielsweise herkömmliche integrierte Schaltungs-Chips Nr. 74 LS 193 sein. Weil die Entnahmeleitung "niedrig" geht, wenn der Zähler auf alle Nullwerte herabgezählt hat, resultiert die Ankupplung der Entnahmeleitung an den Eingang der entsprechenden Und-Gatter 3o1, 3o3 und 3o5 in einer Entriegelung des Takteingangs zu dem Zähler, sobald der Zähler auf Null herabgezählt hat. Jeder Zähler hat entsprechende voreingestellte Grenzwerte, die in Eingangsspeichereinrichtungen 3o6, 3o7 und 3o8 von den Zählern 3oo, 3o2 und 3o4 angeordnet sind. Die Speichereinrichtungen 3o6, 3o7 und 3o8

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enthalten beispielsweise eine feste "Zählung" von 32, 32 und 64 Zahlen, die genau das Doppelte der gewünschten Zahl von Feldzellentaktimpulsen, aber gleich der Anzahl der Verzögerungseinrichtungsimpulse sind. Der Füllzähler 3o2 und der Ausgabe-Fertig-Zähler 3o4 werden mit ihren gespeicherten Eingangssignalen mit einem niedrig gehenden Impuls zu Beginn einer Abtastung von der Video-Kamera 22b ausgesandt. Der Beendigungszähler 3oo auf der anderen Seite wird von dem niedrig gehenden Impuls einer Stopzählung geladen,die ^n ähnlicher Weise durch die Video-Kamera 22b aeliefert wird.

Der Entnahme-Ausgang (borrow output) von den Zählern 3oo, 3o2 und 3o4 wird jeweils dem Eingang von drei monostabilen Multivibratoren 3o9, 31o und 311 zugeführt, die derart geschaltet sind, daß sie bei einer niedrig gehenden Flanke eines Impulses angesteuert werden. Es sollte einleuchten, daß die Entnahmeleitung, bevor die Zähler geladen werden, "niedrig" ist, und der Entnahmeausgang "hoch" geht, sobald die Zähler mit ihren entsprechenden voreingestellten Grenzwerten geladen werden. Jedoch geschieht es nur, wenn der Entnahmeausgang erneut "niedrig" geht (d.h., der Zähler vollständig herabgezählt hat), daß der niedrig gehende Impuls den entsprechenden monostabilen Multivibrator auslöst. Die Q-Ausgänge von den monostabilen Multivibratoren 3o9 und 31o sind mit dem Stell-Einrjano· SET eines R/S-Flip-Flops 312 verbunden. Ein drittes Eingangssignal zu dem SET-Eingang wird von dem "Teilbereiii'-Signal geliefert, vorausgesetzt, daß ein Teil bereit zur Untersuchung ist, und der Stell-Eingang ist mit dem Eingang des Flip-Flops über den Q-Ausgang eines impulsformenden monostabilen Multivibrators 313 verbunden. Das Ausgangssignal am Q-Ausgang des Meister-R/S-Flip-Flops 312 wird dem einen Eingang eines mit zwei Eingängen versehenen NAND-Gatters 314 zugeführt4essen Ausgangssignal das Taktsignal für die Video-Kamera 22b bildet. Das Eingangsignal am anderen Eingang zum NAND-Gatter 314 ist das Q/2-Taktsignal.

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Das Einrücksignal für die Vergleicher 16o und 162 wird an dem Q-Ausgang eines Einrück-R/S-Flip-Flops 315 entwickelt. Der Einrück-Flip-Flop 315 wird von dem negativ gehenden Impuls eingestellt, der von dem monostabilen Multivibrator 311 ausgesandt wird, welcher, wie oben festgestellt, seinerseits von einem negativen Signal vom Ausgabe-Fertig-Zähler 3o4 an dessen Entnahmeausgang ausgelöst wird. Auf der anderen Seite wird der Einrück-Flip-Flop 315 zurückgestellt (d.h. auf "O" an seinem Q-Ausgang) durch ein negativ gehendes Ausgangssignal von dem Q-Ausgang vom monostabilden Multivibrator 3o9. Der Meister-Flip-Flop 312 wird von dem negativ gehenden Signal vom Q-Ausgang von einem monostabilden Multivibrator 316 zurückgestellt, der an seinem positiv gehenden Signaleingang von dem Ausgang eines mit zwei Eingängen versehenen NAND-Gatters 317 ausgelöst wird. Das NAND-Gatter 317 wird durch das Start-Zählsignal und das Stop-Zählsignal gespeist. Auf diese Weise läßt sich ersehen, daß der Meister-Flip-Flop 312 auf jedes Start-Zählsignal und jedes Stop-Zählsignal hin zurückgestellt wird.

Fig. 3b zeigt ein Zeitablaufdiagramm mit den entsprechenden Signalen, die von den in Fig. 3a angegebenen Stellen abgenommen sind. Es läßt sich ersehen, daß durch kluge Auswahl der Stell-Signale und der Rückstell-Signale zu dem Meister-Flip-Flop 312 und dem Einrück-Flip-Flop 315 die Taktgabe für die Video-Kamera nicht von der Taktgabe von Fehlerdaten von dem Vergleicherkreis too zu dem Ermxttlungskreis 1o2 abhängt.

In einem besonderen Anwendungsfall der Erfindung wird ein Ventilstößel an seinem zylindrischen Umfang untersucht. Der Ventilstößel ist drehbar auf einer Plattform montiert, die auch einen Lichtzerhacker zur herkömmlichen Erzeugung von Lichtimpulsen trägt, die die Winkelstellung der Unterlage und damit des zu untersuchenden Ventilstößels anzeigt.

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Dieses Signal wird von einem "Untersuchuncr-beendet"-Prüfkreis 318 verwendet, der Teil des System-Controllers 1o4b ist. Der "Üntersuchuna-beendet"-Prüfkreis 318 empfänat ein Signal von dem Lichtzerhacker über ein Exklusiv-Oder-Gatter 319, dessen anderer Eingang "hoch" gezogen ist. Auf diese Weise wird der Ausgang vom Gatter 319 aktiv oder "hoch" nur, wenn kein Signal vom Lichtzerhacker vorhanden ist. Das "Untersuchung-beendet"-Ausaanqssinnal des.Kreises 318 wird von einem D-Flip-Flop 32o erzeugt, der seine Takteingabe von dem Lichtzerhacker und seine D-Eingabe von einem R/S-Flip-Flop 321 erhält. Der R/S-Flip-Flop 321 wird von dem negativ gehenden Q-Ausgangssignal von dem "Teilfertig"· monostabilen Multivibrator 313 gestellt und erhält sein Rückstellsignal von einem Zähler 322. Der Zähler 322 ist in ähnlicher Weise wie die Zähler 3oo, 3o2 und 3o4 ausgebildet und hat somit eine fest,verdrahtete voreingestellte Begrenzung in einer Eingangs-Speichereinrichtung 323, eine Lade-Eingabe auch von der Ausgangsklemme des "Teilfertig"-monostabilden Multivibrators 313, einen Herabzähl-Eingang und einen Ausgang an seinem Entnahme-Ausgang. Der Herabzähl-Eingang des Zählers 322 empfängt ein Signal von dem Ausgang eines mit zwei Eingängen versehenen NAND-Gatters 324, dessen eines Eingangssignal von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 32o erhalten wird und dessen anderes Eingangs-Signal von dem Ausgang des Exklusiv-Oder-Gatters 319 kommt. Der negativ gehende Impuls des Entnahme-Ausgangssignals des Zählers 322 ist, wenn der Zähler von einer durch die Speichereinrichtung 323 als Ergebnis der Impulse des Lichtzerhackers voreingestellten Zahl auf Null herabgezählt hat, an den Ruckstell-Eingang des Flip-Flops 321 angeschlossen.

Die Wirkungsweise der "Untersuchung beendet"-Schaltung 318 ist ähnlich derjenigen der drei Zeitgeber-Zähler, die zum Steuern des Einrück- und des Meister-Flip-Flops 315 bzw. 312 verwendet werden. Sobald ein "Teil fertig"-Signal von einem geeigneten Meßwertumformer (Fühler - nicht gezeigt) erhalten ist, wird der R/S-Flip-Flop 321 gestellt (gesetzt) und ein

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"1"-Signal wird dem Eingang des D-Flip-Flops 32o zugeführt, und die voreingestellte Begrenzung in der Einrichtung 323 (beispielsweise zehn) wird in den Zähler 322 eingegeben. Der erste positiv gehende Impuls von dem Lichtzerhacker wird das "!"-Eingangssignal zu dem Q-Ausgang des Flip-Flops 32o takten, und der erste negativ gehende Impuls von dem Lichtzerhacker wird dazu führen, daß ein "1"-Signal von dem Exklusiv-Oder-Gatter 319 zu dem einen Eingang NAND-Gatters 324 gesandt wird. Da ein "1"-Signal bereits vorher zu dem anderen Eingang des NAND-Gatters 324 gesandt worden ist, wenn der Ausgang des Flip-Flops 32o "hoch" ging, wird ein negativer Impuls zum Zähler 322 gesandt. Sobald dieser Impuls "hoch" geht, was der Fall ist, wenn der nächste positive Impuls von dem Lichtzerhacker übertragen wird, wird der Zähler 322 durch "eins" herabgezählt. Wenn der Zähler 322 bis auf "null" auf diese Weise herabgezählt worden ist, wird ein negativer Impuls zum Flip-Flop 32o gesandt, welcher diesen zurückstellt und seinerseits einen Niedrig-Impuls zu dem Q-Ausgang des Flip-Flops 32o liefert. Der nächste positiv gehende Impuls von dem Lichtzerhacker wird den Nullwert zum Ausgang des Flip-Flops 32o durchtakten und dadurch eine Anzeige liefern, daß die Untersuchung beendet ist.

Der Betrieb der in Fig. 3 gezeigten automatischen Verarbeitungseinheit 29 weicht etwas von dem Betrieb der in Fig. 2 gezeigten automatischen Verarbeitungseinheit 29 ab, weil ein lineares Fotodiodenfeld in der Video-Kamera der Fig. 3 verwendet wird, während in der Video-Kamera der Fig. 3 ein kreisförmiges Fotodiodenfeld verwendet wird. Der Hauptunterschied besteht in der oben beschriebenen Inbetriebsetzung und dem Gang der nachfolgenden Abtastungen des Feldes. In beiden Systemen muß jedoch der TAD-Verzögerungsbaustein zweimal für jeden Zeitabschnitt getaktet werden, in welchem das Fotodiodenfeld getaktet wird. Der System-Controller 1o4b taktet anfänglich die Video-Kamera 22b einmal,sobald ein

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Einrücksignal empfangen wird, wodurch angezeigt wird, daß sich die Sonde in ihrer Anfangsstellung für die Untersuchung des jeweiligen Gegenstandes befindet. Das erste Taktsignal wird auch dem Video-Verzögerungsbaustein 1o8 zugesandt, so daß das Ausgangssignal von der ersten Fotodiodenzelle von der ersten Verzögerungsstufe empfangen und durch diesen ersten Taktimpuls der zweiten Verzögerungsstufe zugeführt wird. Der Video-Verzögerungsbaustein 1o8 wird jedoch dann weitere 16 Mal (unter der Annahme, daß der Video-Verzögerungsbaustein 1o8 ein TAD 32 A ist) getaktet, wie dies vom Füllzähler 3o2 bestimmt wird, ohne daß die Video-Kamera 22b getaktet wird, so daß das Signal von der ersten Fotodiode des linearen Feldes an den ersten 16 Stufen des Video-Verzögerungsbausteins 1o8 erscheint. Dann werden die Taktimpulse von dem Taktgenerator 1o6 durch den System-Controller 1o4b sowohl zur Video-Kamera 22b als auch zum Video-Verzögerungsbaustein 1o8 gesandt, so daß die nächsten 16 Fotodiodenzellen wie durch den "Ausgabe-Fertig"-Zähler 3o4 bestimmt wird, in serieller Weise in den Video-Verzögerungsbaustein 1o8 in serieller Weise eingegeben und gespeichert werden. Insoweit sind die Video-Vergleicher 16o und 162 noch nicht wirksam gemacht worden, so daß sie noch kein Ausgangssignal liefern. Nachdem der Video-Verzögerungsbaustein 1o8 32 Mal getaktet worden ist, werden jedoch sowohl die Video-Vergleicher 16o und 16 2 als auch das UND-Gatter 124 wirksam gemacht und beginnen die Vergleichsoperation des Vergleicherkreises 1oo. Von hier wird das gesamte Fotodioden-Feld (das aus soviel wie 1.728 Fotodiodenzellen bestehen kann) abgetastet, bis die letzte Fotodiodenzelle erreicht ist. An dieser Stelle stoppt als Antwort auf ein von dem im Handel verfügbaren Feldsystem erzeugten Signal der Controller 1o4b das Takten der Video-Kamera 22d, aber fährt fort, den Video-Verzögerungsbaustein 1o8 zu takten, so daß das Ausgangssignal von der letzten Fotodiodenzelle 16 Mal in den Video-Verzögerungsbaustein 1o8 eingegeben wird, wie dies von dem Beendigungszähler 3oo bestimmt wird. Nachdem das Signal von der letzten Fotodiodenzelle des Feldes 16 Mal in den Video-

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-SfS-

Verzögerungsbaustein 1o8 eingegeben worden ist, werden die Video-Vergleicher und der Ermittlungskreis 1o2 unwirksam gemacht, so daß die Fehlerverarbeitung des Signals außer Betrieb gesetzt wird, und es wird eine andere Abtastung mit vorhergehender Initialisierung des Fotodioden-Feldes gemäß obiger Beschreibung in Betrieb gesetzt. Der Zweck der Ladung der Ausgänge von sowohl der ersten Fotodiodenzelle als auch der letzten Fotodiodenzelle des linearen Feldes ist, einen Ausfall des optischen Systems an jeder Kante des Bild-feldes zu verhindern. Diese Maßnahme ist erforderlich, weil die erste Fotodiodenzelle und die letzte Fotodiodenzelle des Videofeldes körperlich voneinander entfernt und damit nicht so benachbart sind wie in einem ringförmigen Fotodiodenfeld.

Wie oben erwähnt, kann die letzte Verzögerungsstufe des Video-Verzögerungsbausteins 1o8 sowohl in Fig. 2 als auch in Fig. 3 über einen Verstärker 174 an die erste Stufe eines weiteren Video-Verzögerungsbausteins (nicht gezeigt) angeschlossen werden. Der Zweck dieser Reihenschaltung der zwei Video-^erzöqeruncTseinrichtungen besteht darin, die praktische Begrenzung der Anzahl der Verzögerungsstufen der gegenwärtig im Handel verfügbaren Einrichtungen zu überwinden. Die zweite Verzögerungseinrichtung kann mit der gleichen Taktzahl arbeiten wie die erste Verzögerungseinrichtung, wobei die Gesamtzahl der Verzögerungsstufen sich lediglich um den Faktor 2 vermehrt. Die Durchschnittswerte von der ersten Verzögerungseinrichtung vom Summierverstärker 116 und einem entsprechenden Teilernetzwerk und die zwei Verzögerungseinrichtungen können jedoch in verschiedenen Raten mit dem Ergebnis einer Vervielfachung getaktet werden. Wenn beispielsweise die zweite Verzögerungseinrichtung mit einem Viertel der Taktfrequenz der ersten Verzögerungseinrichtung läuft und jede Verzögerungseinrichtung 32 Stufen hat, ist der Nutzeffekt eine kombinierte Verzögerungseinrichtung mit 128 Stufen.

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- se -

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer automatischen Verarbeitungseinheit 29, dort mit 29c bezeichnet, dargestellt, die eine Matrix von Signalen von einer Vielzahl von Abtastungen liefert und damit in der Lage ist, einen Durchschnittswert von aufeinanderfolgenden Ausgangssignalen von derselben Fotodiodenzelle zu liefern. Auf diese Weise kann diese Schaltung ein Durchschnittssignal von einer sich in Richtung der Sondenbewegung ausdehnenden Oberfläche abgeben.

Die automatische Verarbeitungseinheit 29c liefert eine Anlyse der Oberflächenabtastung des gesamten Fotodioden-Feldes der Kamera 22c und erzeugt eine Kette von Sianalen. Jede Abtastung des Fotodioden-Feldes resultiert in der Erzeugung einer Kette von Signalen. Diese Kette von Signalen würde repräsentativ für eine Oberfläche sein, die senkrecht zur Bewegunasrichtung der Sonde 12 aelegen ist. Eine Darstellung der Oberfläche längs der Achse der Sondenbewegung kann von den Signalen erhalten werden, die von derselben Fotodiodenzelle in dem linearen Feld während mehrerer aufeinanderfolgender Abtastungen erzeugt wird. Wenn die Richtung der Oberfläche an jeder Abtastung als X-Achse eines Koordinatensystems betrachtet wird, dann würde die Y-Achse als die Richtung der Signale von derselben Zelle während der aufeinanderfolgenden Abtastungen des linearen Fotodioden-Feldes angesehen werden. Das Prinzip der Arbeitsweise des in Fig. 4 daraestellten Vergleicherkreises 1ooc basiert auf den vorgehenden Betrachtunaen.

Der Vergleicherkreis 1ooc besteht aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Leitungs-Speichereinrichtungen wie den in Fig. 4 aezeigten fünf Speichereinrichtunaen 175, 176, 177, 178 und 179. Es sollte jedoch offensichtlich sein, daß kein besonderer Grund zu einer Begrenzung der Anzahl der Leitungs-Speichereinrichtungen auf die in Fig. 4 gezeigte Zahl besteht, wo die Zahl"fünf" nur als Beispiel gewählt ist.

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Jede Leitungs-Speichereinrichtung kann eine Seriell-Analog-Verzögerungseinrichtung Nr. SAD 512 oder 1o24 sein, wie sie im Handel von der Firma Reticon Company erhältlich ist. Die SAD-Einrichtung ist im wesentlichen eine "Eimerbrigade" von ladungsgekuppelten Einrichtungen, die von außen her derart getaktet werden können, daß sie ihre Ladung von einer Speicherzelle zur nächsten Speicherzelle übertraaen. Die Ausgänge aller Speichereinrichtungen sind zusammengefaßt und an den neaativen Einaang eines herkömmlichen Summierverstärkers 18o angeschlossen, der ähnlich dem in Fia. 3 gezeigten Verstärker 158 sein kann. Der Ausgang des Summierverstärkers 18o ist über einen Spannungsteiler-Widerstand an den Eingang einer Verzögerungseinrichtung 182 angeschlossen, die die gleiche wie die als Video-Verzögerungsbaustein 1o8 verwendete TAD-32 sein kann. Die Auscrangssianale der Verzögerungseinrichtung 182 werden alle in einem weiteren Summierverstärker 184 summiert, dessen Ausqang an den veränderlichen Signal- oder negativen Eingang eines VergleicherVerstärkers 186 über einen Spannunasteiler-Widerstand angeschlossen ist. Der Vergleicherverstärker 186 ist derselbe oder kann ähnlich ausgebildet sein wie der Video-Verstärker 128 der Fig. 2. Der Bezugs-(Referenz-)Eingang des Verstärkers 186 ist der Ausgang von der dritten Leitungs-Speichereinrichtung 177. Auf diese Weise stellt das Ausgangssignal vom Vergleicher 186 einen Flächenvergleich dar. Ein Y-Achsenvergleich wird durch Ankupplung des Ausgangs vom Summierverstärker 18o zu dem Bezugseingang eines weiteren Vergleichers 188 erhalten, der ähnlich dem Vergleicher 186 sein kann. Der veränderliche oder negative Eingang zu dem Vergleicher 188 wird von dem Ausgang der dritten Leitungs-Speichereinrichtuna 177 erhalten. Das Ausgangssignal wird von dem Vergleicherkreis 1ooc zu einem Ermittlungskreis (nicht gezeigt) zur weiteren Verarbeitung des Signals ähnlich dem oben in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 gezeigten gesandt. Die vorbeschriebenen automatischen Verarbeitungseinheiten werden leicht an weitere verschiedene Ausfuhrungsformen der Erfindung angepaßt, wie

-besieh aus der nachfolgenden Darstellung eraibt.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 dient zur Untersuchung von Kronenkorken mit aezahnter Umfanqskante, wie sie in großem Umfang für alkoholfreie Getränke, Bier und dergleichen verwendet werden. Ein typischer solcher Korken ist in Fig. 6 dargestellt. Der Kronenkorken 3o weist einen gezahnten Umfangsabschnitt 31, einen Dichtungsbereich 32 und einen Flachbereich 33 auf. Fehler in einem jeden dieser Bereiche können zu einem unsicheren Verschluß mit der Folge einer Leckage und dergleichen führen. Diese Verschlußkappen müssen in großen Stückzahlen mit schneller Foloe massengefertigt werden, und hierfür schafft die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung ein automatisches Untersuchungssystem, das in der Lage ist, fehlerhafte Korken oder Kappen bei normalen Herstellungsstückzahlen zu identifizieren.

Alle optischen Komponenten der Vorrichtung nach Fig. 5 sind in einem geeigneten Gehäuse (nicht dargestellt) über der Untersuchungsstation 4o angeordnet. Ein (nicht gezeigtes) Glasfenster im Boden des Gehäuses gestattet einem Lichtstrahl von einer(nicht gezeigten)Blitzröhre, die Kappe 3o zu beleuchten. Eine zur Kappe 3o fluchtend ausgerichtete Linse 41 oberhalb der Kappe bildet das Kappenbild auf der Oberfläche eines Fotodiodenfeldes 4 2 ab, das sich innerhalb einer Unter-Verkleidung 43 befindet. Die (nicht gezeigte) Blitzröhre ist ringförmig ausaebildet und um ein Schirmrohr 44 herum angeordnet, das sich von der Linse 41 nach abwärts erstreckt. Der Fühler 22 besteht aus einem selbstabtastenden ringförmigen Fotodiodenfeld, wie es oben in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben ist. Das Feld besteht aus 72o getrennten Fotodioden oder Elementen, die zu einem .Ring konzentrisch zur Linse 41, zur Blitzröhre und zur Kappe 3o angeordnet sind. Der Elementenabstand beträgt 1/2 Grad. Die inneren und äußeren Radien des Feldes sind 3,46 bzw. 3,65 mm/ so daß die Länge eines jeden Elements in radialer Richtuna o,2 mm beträgt. Jedes Element ist o,o2 mm breit, und der

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Elementenabstand am Innenradius beträgt o,o3 nun. Das zwischen die Elemente einfallende Licht wird von dem nächsten Element erfaßt, da die gesamte Fläche fotoempfindlich ist.

Die Linse 41 bildet das Korken- oder Kappenbild auf dem
Feld derart ab, daß die Bildgröße kleiner ist als die Kappe selbst, da das Feld seinerseits kleiner ist. Dieser Verkleinerungsfaktor ist veränderlich, so daß eine jede Zone zwischen der Dichtung und den Zahnungen der Kappe 3o auf
dem Feld 42 abgebildet werden kann. Dies geschieht durch
körperliches Verstellen der Linsen-Feld-Kombination (d.h. des gesamten optischen Kopfes) näher an oder weiter weg von der Kappe durch nicht gezeigte geegnete Mittel. Somit bleibt die Feldgröße konstant, und die Bildgröße wird tunlichs verändert.

In Kenntnis der körperlichen Abmessungen der Kappe 3o und der Feldgeometrie ist es möglich zu errechnen, welche
körperliche Dimension der Kappe von dem empfindlichen Bereich des Feldes überdeckt wird. Beispielsweise beträgt der angenäherte mittlere Durchmsser 2o,6 mm. Da der mittlere Felddurchmesser 7,1 mm beträgt, ist die optische Verkleinerung ■ =2,9 . Somit wird das Bild der Kappe zur Untersuchung der Dichtung um das 2,9-fache gegenüber der tatsächlichen Kappengröße verkleinert. Da die Feldelemente radial o,2 mm lang sind und ihr Abstand am Innenradius o,o3 mm beträgt, erfaßt ein jedes Feld o,58 mm in radialer Richtung und
o,o87 mm in Umfangsrichtung. Für andere Zonen lassen sich ähnliche Rechnungen durchführen, die zu den nachstehenden Ergebnissen führen:

Zone angenäh.Durchmesser an Kappe

optische Verkleinerung

Von einem
Element radial
erfaßte Länge

Von einem Element in Umfangsric· tung erfaßte Länqt

Dichtung 2o,6Lmm 2,9

Flachteil 23,9 mn 3.4

Zahnung 3o,o mm 4,2

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o,58 mm.
o,69 mm
o,86 mm

o,o89 mm o,1o4 mm o,127 mm

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An der Außenseite des Gehäuses sind vorzugsweise eine Skala und ein Zeiger (nicht gezeigt) angebracht, um anzuzeigen, wo das Gehäuse für jede Untersuchungszone konditioniert werden sollte. Der Fokusierring der Linse wird für jede Zone eingestellt.

Das elektrische Ausgangssignal von jeder Fotodiode ist proportional der Intensität des empfangenen Lichtes bis zum Sättigungspunkt. Eine vollständig ebenmäßige Oberfläche (d.h. eine gute Dichtung) wird für ein jedes Element dasselbe Ausgangssignal erzeugen. Eine unregelmäßige Oberfläche wird demgegenüber zu gewissen Abweichungen von der Gleichförmigkeit führen. Beispielsweise wird ein Dichtspalt einen hellen Fleck an der Kappe aufgrund dessen erzeugen, daß das darunterliegende Metall stärker hervortritt. Die Fotodioden, welche diese Fläche erfassen/zeigen dann ein höheres Ausgabesignal. Durch Anwendung geeigneter elektronischer Schwellen auf das Signal kann, wie oben in Verbindung mit Fig. 1 erläutert, die Abweichung ermittelt und in Bezug auf das Ausmaß des Fehlers quantitativ bestimmt werden. Es wird vorgezogen, die Signale von dem Detektorfeld 42 in der oben in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebenen Weise zu verarbeiten. Fehler in der Dichtzone der Flach- oder Flaschenzone und dem gezahnten Kantenbereich werden auf diese Weise leicht ermittelt.

Bei einer alternativen Ausführung kann das Detektorfeld 42 aus drei konzentrischen Ringfeldern bestehen, und zwar je einem für jede Zone der zu untersuchenden Flaschenkappe. Dies würde die gleichzeitige Untersuchung aller dieser interessierenden Bereiche ermöglichen und die Notwendigkeit einer Verstellung der Linse 41 erübrigen.

Es leuchtet ein, daß die Ausführung nach Fig. 5 auch verwendet werden kann, um die Öffnungsränder von Flaschen oder jedes andere ringförmige symmetrische Objekt abzutasten,

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bei denen Fehler an bestimmten ringförmigen Oberflächen problematisch sind.

Die parabolische Ausbildung der Spiegeloberflächen, wie sie oben bei dem Bohrungsabtaster nach Fig. 1 gezeigt ist, hat den Vorteil der Schaffung eines intensiven fokusierten Lichtrings an der Bohrungsoberfläche ebenso wie des Erfassens des reflektierten Lichtes unter einer Vielzahl von Winkeln. Es lassen sich jedoch auch andere davon verschiedene Spiegelausbildungen verwenden, wie die nach Fig. 7. Das Spiegelelement 7o hat eine zweigeteilte Spiegeloberfläche 71. Der erste Teil, 72, der dichter an dem in die Bohrung 14"eintretenden auftreffenden Licht 74 liegt, wird unter einem kleinen Winkel auf die Bohrungsoberfläche 11' reflektiert, und dies trifft auf die Bohrungsoberfläche als streifendauftreffende Strahlung auf. Der zweite Teil, 73, kann flach oder wie dargestellt gekrümmt sein und ist so angeordnet, daß er das Licht von der Bohrungsoberfläche zurück längs des Rohres zu dem nicht gezeigten Detektorfeld reflektiert. Der Rest der Vorrichtung und ihre Wirkungsweise können die gleiche wie in Fig. 1 sein. Der markante Unterschied besteht darin, daß die Bohrungsabbildung, die zu dem Detektorfeld reflektiert wird, von zwei Arten von Strahlung beeinflußt wird: einer entlangstreifenden Strahlung vom Bereich 72 der Spiegeloberfläche 71 und einer direkten Strahlung, die wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 von dem zweiten Spiegelabschnitt 73 fokusiert werden kann. Diese Anordnung führt zu besonderen Schattenwirkungen und Überstrahlungen, die von den zwei Arten der auftreffenden Strahluna herrühren/und kann die Ermittlung besonderer Fehlerarten erleichtern wie die Ermittlung von Eindrückungen oder erhabenen Bereichen, oder sie mag die Verminderung der Anzahl von Fehlausschüssen in einem besonderen System erleichtern.

Falls erwünscht, kann die Spiegeloberfläche derart ausgebildet sein, daß sie Licht auf einen Punkt der Bohrungswandungs-

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flache fokusiert, der axial vor dem vordersten Ende des Spiegels liegt. Dies ist in vielen Fällen vorteilhaft wie bei der Prüfung der Bodenbereiche von Sackbohrungen.

Es leuchtet auch ein, daß die Spiegeloberfläche, die in die Bohrung hineinbewegt wird, durch eine Linse wie eine Weitwinkellinse ersetzt werden kann. Andere optische Vorrichtungen wie Prismen lassen sich gleichfalls verwenden. Die Erfindung ist besonders geegnet zur Prüfung von kleinen Bohrungen wie Nuklear-Brennstoff-Rohren, in welchem Fall eine Kette von Linsen dazu verwendet werden kann, die Bohrungsabbildung auf das Diodenfeld zu übertragen. Alternativ kann ein optisches Koherentfaserbündel (Glasfaserbündel) verwendet werden. Auf diese Weise ist es möglich, Bohrungen zu untersuchen, deren Durchmesser kaum größer ist als der von fertig verfügbaren Faseroptikkomponenten. Darüber hinaus ist es, da Faseroptiksysteme flexibel sein können, möglich, Bohrungen zu inspizieren, die nicht gerade sind. Diese Ausführungsform ist deshalb auf medizinisch-diagnostische Geräte anwendbar wie auf Zystoskope, Esophagoskope und dergleichen. Eine Wellenführungsfaserausführung unter Verwendung einer monochromatischen Laserstrahlquelle wird weiter unten beschrieben (Fig. 17).

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die auch zur Fehlerermittlung in Bohrungen verwendet wird. Diese Ausführungsform ist in erster Linie nützlich für Bohrungen, die verhältnismäßig weit im Durchmesser gegenüber ihrer Tiefe sind wie beispielsweise Maschinenzylinderbohrungen (typisch 1o2 mm Durchmesser bei 152 mm Tiefe). Ein lineares Abtast-Fotodiodenfeld 8o und eine Linse 81, die drehbar an einem Träger 83 außerhalb der Bohrung 82 befestigt sind, tasten unter mechanischem Drehen durch einen Motor 84 über 36o° die Bohrung ab, wobei sie die Bohrung, wie gezeigt, unter einem Winkel erfassen. Die Abbildungsebene des Diodenfeldes ist so geneigt, daß ein konstanter Brennpunkt (wenngleich auch mit etwas variierender Größe) entlang der gesamten

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CU-

Länge der Bohrung geschaffen wird. Wenn die von einem Ende zum anderen Ende der Bohrung gelieferte Größendifferenz problematisch wird, kann dies in der Fehlerverarbeitungsschaltung durch einen einfachen Skalenfaktor korrigiert werden, der am Ausgang des Diodenfeldes zur Anwendung gelangt. Eine Lichtquelle 85 ist generell darunter angeordnet, um die Bohrung mit Licht zu fluten.

Die Ausführungsform nach Fig. 8 ist extrem wirksam bei Hoch-Auf lösungs-Abbi ldung der Bohrung ohne das Erfordernis, eine Sonde in die Bohrung einzuführen. Es ist klar, daß diese Einheit, wenn sie beispielsweise zur Abtastung einer Zylinderbohrung eingesetzt wird, ein lineares Feld mit 2.o48 Elementen über die Gesamtlänge von 152 mm der Bohrungsoberfläche abbilden kann, wobei sie diese in o,o7 mm - Stufen angenähert unterteilt. Wenn dies unter einer Geschwindiakeit von beispielsweise 1ooo Abtastungen pro Sekunde drehend abgetastet wird, ist nur 1 Sekunde erforderlich, um diese Bohrung in quadratische Stufen von o,o7 qmm abzubilden, was eine sehr hohe Auflösung ist. Man beachte zusätzlich, daß bei dieser Ausführungsform generell vorzuziehen ist, von unten auszuleuchten, da die Bohrung unter einem Winkel betrachtet werden muß. Diese Technik ist daher die beste zur Anwendung bei Bohrungen, die durchgehend verlaufen. Zylinderbohrungen von Kraftfahrzeugmotoren oder Ritzelbohrunaen sind gute Beispiele dieser Anwendungsart. In einigen Fällen kann das zu untersuchende Teil selbst leicht gedreht werden und der Fühler fest sein. Eine ähnliche Version für den Betrieb außerhalb der Bohrung, ohne in die Bohrung körperlich einzudringen, läßt sich durch Verwendung eines kreis- oder ringförmigen Diodenfeldes, wie es oben beschrieben ist und ein körperliches Bewegen des Fühlers oder Verwendung eines ZOOM-Linsensystems durchführen.

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung längs der Linie der Fig. 1, jedoch in Anwendung auf die Untersuchung des Außendurchmessers eines Teils. Dieses System

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ist in der Lage, über 36o° mit hoher Geschwindiokeit ein Teil oder einen fortlaufenden Draht in Hinblick auf Fehler abzutasten oder für dessen Abbildung zu sorgen. Bei dieser Ausführungsform ist eine Spiegelfläche 9o vorzugsweise parabolisch und ähnlich derjenigen nach Fia. 1 mit der Ausnahme, daß der Spiegel im wesentlichen umgekehrt ist, so daß er ähnlich den normalen Parabolspiegeln eines beispielsweise Blitzlichtgerätes wird. In der Tat wirkt ein Blitzlichtspiegel bei der Untersuchung gewisser Teile ganz gut.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung dazu benutzt, pharmazeutische Kapseln 91 zu prüfen, die in Richtung des Pfeils B durch das Feld des parabolischen Spiegels 9o durch ein pneumatisches Rohr 92 bewegt werden. Eine Fühlerlinse 93, ein ringförmiges Diodenfeld 94 und eine daran angeschlossene automatische Verarbeitungseinheit 95 sind grundsätzlich identisch mit derjenigen nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß ein Spiegel 96 mit einem Loch 97 verwendet wird, durch welchen das zu untersuchende Teil hindurchtreten kann. Eine Lichtquelle wie ein Ring 98 sorgen für Licht. Weil die Teile eine begrenzte Länge besitzen, gelangen sie nicht in den Weg der optischen Strahlung, und diese Situation ist im wesentlichen anlog zu der oben erläuterten. Spanend bearbeitete oder verformte Metallteile wie Nadellaaer, Geschoßkörper usw. sowie landwirtschaftliche Produkte wie Kaffeebohnen usw. können ebenfalls auf diese Weise untersucht werden.) Eine andere größere Anwendung der Erfindung liegt in der Untersuchung von Strangprodukten wie Draht, Kabelmaterial, Rohren usw. In diesem Fall läßt sich eine Ausführungsform gemäß der Darstellung in Fig. verwenden. In diesem besonderen Fall läuft ein Draht 2oo in Richtung des Pfeils C durch einen Spiegel 2o1 mit einem Loch 2o2 ähnlich der Anordnung in Fig. 9. Licht trifft von einer ringförmigen Lichtquelle 2o4 auf eine parabolische Spiegelfläche 2o3 auf. Das reflektierte Licht tritt durch eine Linse 2o5 zu einem ringförmigen Detektorfeld 2o6, und das Ausgangssignal davon wird, wie oben erläutert, in einer automatischen Verarbeitungseinheit 2o7 verarbeitet. Es leuchtet ein, daß

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cc

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das Produkt selbst einen Bereich der betrachteten Oberfläche des Teils abdeckt. Der abgedeckte Bereich kann in einigen Fällen im wesentlichen vernachlässigbar sein, wenn der Draht verhältnismäßig klein im Durchmesser ist und der Spiegel 2o1 in der Lage ist, das Licht von Punkten rund um die Bohrung zu erfassen, so daß nicht das gesamte Licht von den Punkten von dem Draht beschattet wird. Wenn das Ausmaß der Abdeckung übermäßig groß ist, läßt sich das System leicht modifizieren. Beispielsweise lassen sich ein ringförmiges Diodenfeld und eine ringförmige Linse koaxial zu dem Draht und einem parabolischen Spiegel 2o3 anordnen, in welchem Fall der Spiegel 2o1 entfällt. Alternativ lassen sich zwei separate Systeme, ein jedes auf jeder Seite des Drahtes und ein jedes mit geneigtem Spiegel, Linse und Diodenfeld verwenden, in welchem Fall dann eine jedes Feld nur einen Teil, in diesem Fall eine Hälfte der äußeren Umfangsflache des zu untersuchenden Teiles untersucht.

Bei einer anderen einfachen Anwendunasform der Erfindung wird ein lineares Diodenfeld verwendet, um einen zylindrischen Teil abzubilden, der an Ort und Stelle vor dem Diodenfeld gedreht wird,oder ein Materialblech abzubilden, das vor dem Feld vorbegeführt wird. Ein besonderes Beispiel dieser Art von Abtastung mit einem linearen Feld ist in Fig. 11 gezeigt und dient zur Ermittlung von Rissen oder anderen Fehlern in "einem Wälzlagerkörper 22o. Für normale Fehler (Einkerbungen, Einschlüsse und dergl.) ist es erwünscht, eine diffuse Lichtquelle 221 (beispielsweise eine Aquariumlampe) zu verwenden und die Lagerkörperoberfläche 222 axial unter Verwendung einer Linse 223 und eines linearen Detektorfeldes 224 in Verbindung mit einer automatischen Verarbeitungseinheit gemäß obiger Beschreibung zu verwenden. Ein besonderer Fall liegt jedoch vor bei feinen R issen (beispielsweise unter o,o25 mm). In diesem Fall ist es ebenfalls erwünscht, ein lineares Hilfs-Detektorfeld 225 zu verwenden, welches über einen StrahlaufteHer 226 an der axialen Umfangszone rings um den Bereich, in welchem das Risse-Detektorfeld 224

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-gearbeitet. Die beiden Felder werden zusammen abgetastet und mit dem Signal von 225 verglichen, welches die Grundlage für 224 bildet. Typisch ist die Verwendung einer Linse mit zweifacher Vergrößerung in Verbindung mit einem o,o24 mm breiten Feld 224 und einem o,o43 mm breiten Bezugsfeld 225. Diese Anordnung ist extrem wirksam im Herauskompensieren des Lichtniveaus und anderer Änderungen, die vom Aufprall usw. in Lagern oder anderen bei hohen Drehzahlen umlaufenden Teilen herrühren. Es kann auch irgendwo sonst verwendet werden, wo eine augenblickliche Signalkompensation gefordert wird, läßt sich in Verbindung mit der Kompensation in axialer Richtung über eine geeignete Schaltung verwenden.

In Anwendungsfällen mit hoher Geschwindigkeit lassen sich eine Halogen-Lichtquelle 226 und ein elliptischer Spiegel 227 zur Schaffung intensiven fokusierten Lichtes verwenden.

Eine weitere Linear-Fehler-Abtastanwendung ist das Abtasten von Gewindegängen, wie in Fig. 12 gezeigt. In diesem Fall lassen sich die Anzahl der Gewindegänge und deren Steigung ermitteln ebenso wie jegliches Fehlen von Gewindegängen oder deren Beschädigung. Die Schaltung verwendet wiederum die Kompensation für Änderungen im Lichtniveau längs der Gewindelänge. Fortlaufendes Licht oder Lichtblitztechniken lassen sich bei dieser Ausführungsform ebenso verwenden. Als Beispiel für letzteres werden ein pulsierender Dioden-Laser 23o und eine Kollimationslinse 231 zur Ausleuchtung der Gewindegänge 232 in einer Mutter 233 verwendet. Die Abbildung der Gewindegänge erfolgt an einem linearen Diodenfeld 234 mittels einer Linse 235. Der Laser wird gepulst, wenn die Mutter einen Fühler 236 zur Anzeige des Vorhandenseins eines Teils in Richtung des Pfeils D auf einer Bahn 237 passiert. Sowohl die Laserachse als auch die Fühllinsenachse sind vorzugsweise, falls möglich in der Nähe des Gewindewinkels. Eine Zählung von guten Gewindegängen oberhalb der schwebenden Spannung schafft die Antwort.

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Die Technik und die Schaltung gemäß der Erfindung sind nicht nur auf jene Felder begrenzt, die in einer Richtung arbeiten, wie ringförmige oder lineare Felder. Ein zweiachsiges oder mit quadratischer Matrix ausgebildetes Fotodiodenfeld ist genauso denselben Techniken zugänglich, und eine besonders nützliche Ausbildungsform ist in Fig. 13 dargestellt, wo ein mit quadratischer Matrix ausgebildetes Feld 24o dazu verwendet wird, eine ganze Informationsszene unter Ausblockung bestimmter Abschnitte zu inspizieren. In diesem besonderen Fall ist es die Verbindungsfläche 241 eines Zylinderkopfes 24 2, der in Richtung des Pfeils E unterhalb der Vorrichtung vorbeigeführt wird. Das Licht aus einer Lichtkanone 24 3 beleuchtet einen zu betrachtenden Teil, und jene Bereiche wie Bohrungen, die normalerweise im Zylinderkopf enthalten sind, werden von der Abbildungsebene mit einer optischen Maske oder mit einer digitalen Maskierung in der Elektronik ausgeschlossen. Es lassen sich auch andere zweiachsige Matrixfelder verwenden wie eine Fernsehkamera. Wiederum wird die gleiche automatische Verarbeitungseinheit 254, wie sie beschrieben ist, verwendet, um Zeile für Zeile das Ausgangssignal der Zeilenmatrix zu analysieren und hinsichtlich des Lichtniveaus und dergleichen zu korrigieren.

Ein weiterer Anwendungsfall für die Erfindung ist das Abtasten von Blechen wie Kotflügelblechen, Motorhauben und dergleichen auf Eindrückungen, Beulen und andere lokale Deformationen. Dies läßt sich leicht unter Verwendung der Ausführungsform nach Fig. 14 durchführen, welche ein Matrixfeld oder eine Fernsehkamera wie oben erwähnt, verwendet. Bei dieser Ausführungsform ließ sich feststellen, daß die beste Anordnung die der Abbildung ist. Die Linse 25o bildet auf einem rechteckigen Matrixfeld 251 das beleuchtete Gitter 252 ab, das typisch gebildet ist durch Projektion einer Ronchi-Furche unter Anwendung eines Dia-Projektors 254 auf einen Schirm 255 aus geschliffenem Glas mit einem typischen Furchenabstand zwischen 2,5 und 7,5 mm auf dem Schirm. Es ist wichtig, daß das Gitter 252 von den Fotodetektoren über

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das zu untersuchende Blech 256 betrachtet wird, so daß das vom Gitter ausgehende Licht von dem Blech reflektiert werden muß, um das Feld zu erreichen und dadurch auch kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten stark zu vergrößeren. Die Signalverarbeitung in der automatischen Verarbeitungseinheit 258 hält Ausschau nach lokalen Veränderungen im Zeilenabstand. Wiederum ist die oben beschriebene Schaltung äußerst nützlich für diese Ausführungsform, um beträchtliche Änderungen in der Lichtstärke über die Abtastung (X-Richtung) aufgrund des Lichtfeldes der Abbildungswinkel und der Oberflächenverschmutzung wie durch Öl, Ziehfett usw. auf dem Teil herauszukompensieren.

Die Erfindung läßt sich auch zur Bestimmung der Größe von Objektbohrungen und dergeleichen verwenden. Man ziehe beispielsweise die Konvergenz der Strahlen von dem in Fig. 15A abgebildeten Parabolspiegel 26o in Betracht. Es ist klar, daß, wenn die Teileoberfläche wie die Bohrungsoberfläche 261 sich im Fokus befindet, die Breite des projezierten Flecks 262 in axialer Richtung an der Teilefläche minimal sein würde, Wenn jedoch der Bohrungsdurchmesser abnimmt (wie in Fig. 15B dargestellt, oder zunimmt, wird die Breite des beleuchteten Bereichs der Oberfläche dementsprechend ausgeweitet. Die Abbildungslinse fokusiert nicht solches Licht auf ein lineares Feld in radialer Richtung. Dieses System kann deshalb verwendet werden, um die Breite der Linie darzustellen und demgemäß ein Ausmaß von Abmessungsdaten für die Oberfläche des Teils zu erhalten. Es läßt sich auch zur Betrachtung von Fehlern darauf verwenden. Zum überstreichen (sweep) des linearen Detektorfelds können Mittel vorgesehen sein, die die Abbildung an dessen Oberseite drehen und zu diesem Zweck läßt sich leicht eine At-bildungsdrshschaltung schaffen. Beispielsweise ISEt sich ein ::3ti~rsndes So hv;a Ib 3:1 schwanz .üösri..

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Natürlich besteht ein anderer Weg der Abtastung von 36o° darin, die Felder selbst zu drehen, obgleich dies beschwerlich angesehen werden muß und auch nicht angenähert mit der Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, mit welcher die Abbildung auf den Feldern rotiert. Eine andere Version würde ein quadratisches Diodenfeld oder vielleicht ein besonders ausgebildetes Diodenfeld mit zahllosen Linear-Abtastelementen verwenden. Während diese gegenwärtig nicht vorhanden sind, kann ihre künftige Existenz hypothetisch angenommen werden, und sie würden ideal für diesen Zweck sein.

Fig. 16 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Größenbestimmung, die auch in der Lage ist, die Rundheit und den Durchmesser von Bohrungen über 36o° zu bestimmen, eine revolutionierende berührungsfreie Fähigkeit.

Wie gezeigt, wird ein 2-Winkel-Spiegel 4oo wie in Fig. 7 verwendet. Jedoch werden vorzugsweise zwei sphärisch gekrümmte Rotationsgebilde verwendet, nämlich ein Gebilde 4o2 zur angenäherten Fokusierung des einfallenden Lichtes wie eines Lichtstrahls von einem Laser 4o5 auf die zu untersuchende Bohruncrswandung 4o6 und ein Gebilde 41o zur Schaffung einer Abbildung 411 der Stelle 412 in der Bohrung. Ein zylindrisches Glasrohr 414 wird verwendet, um die Spiegel an einem Sondengehäuse 414 anzubringen. Wegen des zwischen den beiden reflektierenden Oberflächen eingeschlossenen Winkels verursacht ein abweichender Bohrungsradius R' eine Abbildung 411, in einer abweichenden Lage 411' aufzutreffen. Auf diese Weise schafft die überwachung der Abbildungslage mit dem Fotodiodenfeld 42o ein Maß für die Bohrungsabmessung.

Dieselbe Einrichtung ist offensichtlich in der Lage, eine Durchmesserinformation unter Verwendung eines entgegenaesetzten Lichtfleclcs 43o zu liefern, der auf die Bohrungsx'/andung projeziert und ao£ ein zweites Feld 431 in ähnlicher Weise sb^zhxi&Qt. wird ο Ss ssi bemerkt;, da3 eins Lsssr-Lichtqueile

-bewegen des Fehlens der bei Linsen vorhandenen chromatischen Aberration und der Fähiqkeit vorgezogen wird, Licht mit hoher Intensität auf einen kleinen Flächenbereich zu projezieren.

Die Analysierschaltung 45o findet den Flächenschwerpunkt eines jeden Abbildungsflecks, unabhängig von einer Leistungsabweichung auf der Bohrungswand und gibt eine genaue Information über den Durchmesser. Man beachte, daß andere Linsen oder Spiegel zur weiteren Verarößerung von Änderungen in der Lage der Abbildungsflecken bei Durchmesserdifferenzen verwendet werden können.

Ein bedeutendes Merkmal der Ausführungsform wie der nach Fig. 15 ist, daß der Abbildungsfleck tatsächlich ein Ring ist, wenn der dargestellte Spiegelabschnitt ein 36o°-Drehcrebilde ist. Dadurch liefert das eine oder beide Felder eine 36o°- Rundheits-jDvalitäts- und -Konzentritäts-Information, wenn die Sonde in die Bohrung hineinbewegt wird. Dies ist eine Leistung, die mit anderen in der Fertigung verwendbaren Meßeinrichtungen nicht erreichbar ist.

Es sollte beachtet werden, daß die Einbeziehung eines Abbildungsrotators 452, beispielsweise eines Schwalbenschwanzprismas, den 36o°-Ringabbildungen gestattet, feste Feldlagen zu überstreichen und auf diese Weise für eine extrem schnelle Abtastung von beispielsweise 1o Bohrungsübertreichungen je Sekunde zu schaffen, was mit einer Feldlaufgeschwindigkeit von 36o Radialabtastungen je Sekunde Abmessungsdaten für jeden sowohl auf den Durchmesser als den Radius bezogenen Grad · aibt.

Diese Geschwindigkeit erlaubt eine echte Zeitkalkulation der wahren Bohrungszylindrizität und sorgt ferner zum Auffinden von Fehlern in der Bohrung und der tatsächlichen Größenbestimmung ihrer Tiefe. Sie gestattet außerdem, die Lage

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hervortretender Stellen, Vertiefungen usw. in der Bohrung zu lokalisieren und genau zu messen, vorausgesetzt, daß eine Vorwärtsbewegung der Sonde codiert ist.

Man beachte, daß, wenn die Bohrungsoberfläche auf einem größeren Radius r.. angeordnet ist (gestrichelte Linie) / der Fleck 411 in die Stellung 411' mit beträchtlicher Vergrößerung vorrückt.

Fig. 17 zeigt eine Ausfuhrungsform der Erfindung mit einer Sonde für extrem kleine Bohrungsdurchmesser, wie sie hauptsächlich bei medizinischen Geräten zur Einfügung in Kanäle des menschlichen Körpers auftreten. Fig. 17 dient auch zur Veranschaulichung der Anwendung von im Zusammenhang mit der Erfindung auftretenden visuellen Wiedergaben.

Die in Fig. 1 eingezeichnete Bohrungssonde ist mit einer linsenähnlichen Parabolindex-Faser mit geführter Lichtwelle versehen (beispielsweise Nippon Sheet Glass Co. "selfoc long laser guide", Durchmesser o,75 mm, Länae 1 m). Eine Linse 5oo paßt einen Lichtstrahl von einem Laser 5o1 in die Selfocfaser 5o2 ein. Das von der Faser ausgehende Licht wird direkt von einem rotationskugeligem Spiegel 51 ο auf die Bohrungswandung 511 geworfen, die ein menschlicher Schlund oder eine Ader beispielsweise sein könnte. Licht von der Bohrungswandung wird zurück in die Faser durch denselben Spiegel 51 ο gekuppelt und beim Austritt durch eine Linse 515 kollimiert. Das Ergebnis wird über einen Strahlaufteiler 514 und die Linse 515 auf ein ringförmiges Diodenfeld 52o abgebildet, das als Auswirkung hiervon die Bohrungsoberfläche aufzeichnet, wenn die Sonde in Längsrichtung bewegt wird. Es sei angemerkt, daß eine Linse (gestrichelt eingezeichnet) in Verbindung mit einem konischen oder sphärischen Spiegel oder auch einem Fischauge verwendbar ist. Alle Linsenoberflächen sollten jedoch gut ausgewählt oder mit Antireflexüberzügen versehen sein, so daß keine stärkere Störreflektion in das System

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Zur Hilfe bei der Sichtbarmachung der Bohrungswandung werden die geprüften und festgehaltenen Ausgangsdaten des Video-Feldes der Y- und Z-Achse einer Speicher-Video-Anzeige 54o zugeführt, wobei die X-Achse von der Bewegung über die Bohrungslänge abgegriffen wird. Dies liefert eine Anzeige mit außerordentlich hoher Schärfe, da 72o Datenpunkte pro Umdrehung erfaßt werden und, falls erwünscht, alle o,o25 mm Bohrungslänge neue Daten aufgenommen werden können.

Von beträchtlichem Nutzen in der Fehlerbestimmung ist auch, daß die vom System festgestellten Fehler anstelle der farbarmen Skalendaten dargestellt werden.

Es ist besonders nützlich, den gegenwärtigen Feldverlauf auf einem Oszilloskop zusammen mit den oberen und unteren Grenzwerten abzubilden, mit denen man das Vorhandensein eines Fehlers zu definieren wünscht.

Die in Fig. 18 abgebildete automatische Verarbeitungseinheit ist eine andere Version der in Fig. 3 gezeigten, nämlich insofern als das von der Video-Kamera 8oo erzeugte Signal zwei Pufferverstärkern 8o1 und 8o2 zugeführt wird, die in abgegriffene (angezapfte) Video-Verzögerungsbausteine 8o3 und 8o4 einspeisen. Ihre entsprechenden Ausgangssignale werden durch Summierverstärker 8o5 und 806 summiert, und die dadurch erhaltenen Summen werden durch Vergleicher 8o7 bwz. 8o8 verglichen. Die Vergleicher senden ihre entsprechenden Fehlersignale zu einem ODER-Gatter 8o9, dessen Ausgang zu einem UND-Gatter 81o führt, und das Signal von einem Taktgenerator 811 wird zusammen mit dem obigen Fehlersignal addiert. Das resultierende Signal ist in der Form einer Serie von digitalen Zählimpulsen in einer von den Vergleichern 8o7, 8o8 festgestellten Fehlerzone, und diese Zähliinpulse werden dann dem Zähler 813 zuaeführt und während einer Abtastung der Video-Kamera 8oo summiert. Am Beginn eiriür jeden Abtastung wird der Zähler 813 auf Null gestellt,, so daß

Ö3GG4&/CB8*

- Ψ5 -

am Ende einer jeden Abtastung der vom Zähler gehaltene Wert der Länge der Fehler, wie sie von der Video-Kamera 800 gesehen wird, entspricht. Die Vergleicher 815 erzeugen ein Ausschußsignal, wenn die vom Zähler 813 festgehaltene Zählung das Eingangssignal vom Vorwähler 816 zum Vergleicher 815 übersteigt. Die Anzeige 814 ist eine Hilfe für die Bedienungsperson des Systems, falls Zweifel bestehen sollten, warum der automatische Fehlerverarbeiter einen besonderen Gegenstand ausgeworfen hat.

Die innere Wirkungsweise des vorbeschriebenen automatischen Fehlerverarbeiters ist ähnlich derjenigen in Fig. 2, d.h. der 16-Takt-Impuls-Füllzyklus und der 16-Takt-Impuls-Entleerungszyklus kommt zur Anwendung, wenn eine abgegriffene Analog-Verzögerungseinrichtung (TAD 32 von Reticon) in dem System verwendet werden. Der Ablauf der Füll-/Entleerungs-Zyklen ist auf den Seiten 53 - 55 dieser Beschreibung erläutert. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Systemen ist die Verwendung von zwei Verzögerungseinrichtungen in Parallelschaltung, weshalb die Taktgabe parallel und gleichzeitig erfolgt. Aus den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist zu entnehmen, daß die Erfindung die Möglichkeit bietet, verschiedene Arten von körperlichen Merkmalen auf körperlichen Oberflächen zu bestimmen. Ein Hauptanwendungsfall· der Erfindung ist die Bestimmung von Fehlern auf einer Oberfläche, und es ist zu verstehen, daß der Begriff "Fehler" in seinem weitesten Sinne einschließlich unerwünschter Einkerbungen, Eindrückungen, Löcher, Beulen usw. in einer Oberfläche ebenso wie gewünschte Oberflächenmerkmale wie Gewindegänge, Löcher, Nuten, Flanschen, Riffelungen,Zahnungen und dergleichen gemeint ist. Bei der Bestimmung von Fehlern läßt sich die Erfindung zur Unterscheidung zwischen "Ausschuß" und "gut" verwenden. Die Erfindung kann jedoch auch zur Unterscheidung zwischen Gegenständen wie zwischen Links- und Rechtsgewinden zwischen Zahnrädern mit 8, 12 oder 16 Zähnen und dergleichen verwendet werden. In jedem dieser Fälle ist es vorzuziehen,,

-kleine automatische Ausrüstung zu schaffen, um zwischen den verschiedenen Kategorien der Gegenstände zu unterscheiden. Entsprechend ist die Vorrichtung vorzugsweise mit geeigneten Mitteln versehen, die von einem oder mehreren Ausgangssignalen von automatischen Verarbeitungseinheiten gesteuert werden, um die eine Untersuchung in den verschiedenen Kategorien unterzogenen Teile auszusondern. Natürlich ist die Erfindung auch in der Lage Größen zu bestimmen wie den Durchmesser einer zylindrischen Oberfläche einschließlich einer Bohrungsfläche, wie dies oben beschrieben ist.

Der hierin benutzte Ausdruck "Licht" ist in seinem weitesten Sinne unter Einschluß sowohl sichtbaren als auch nahezu sichtbaren Lichtes einschließlich Infrarot und Ultraviolett benutzt.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zum Bestimmen einer körperlichen Eigentümlich- ■— ^y keit an einer Objektfläche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Richten einer elektromagnetischen Strahlung auf bestimmte Bereiche der Objektfläche,

- Empfangen der davon reflektierten Strahlung,

- Vergleichen der von einem ersten Oberflächenbereich reflektierten Strahlung mit der reflektierten Strahlung von mindesten zwei weiteren Oberflächenbereichen beiderseits des ersten Oberflächenbereichs und unmittelbar neben diesem und

- Bestimmen der gesuchten körperlichen Eigentümlichkeit der Objektoberfläche auf der Grundlage dieses Vergleichs.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die von der Objektoberfläche reflektierte elektromagnetische Strahlung durch eine Linse geleitet wird, um ein Abbild des bestimmten Bereichs der Objektoberfläche auf einem Detektor für elektromagnetische Strahlung zu entwerfen.

3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß die elektromagnetische Strahlung auf einen länglichen Bereich der Oberfläche auftrifft und die von dem länglichen Bereich reflektierte Wellenenergie auf zueinander benachbarte einzelne Detektoren für elektromagnetische Strahlung auftrifft.

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4. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Objektoberfläche eine Bohrungsoberfläche ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet , daß der Detektor ein ring- oder kreisförmiges Fotodiodenfeld ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet , daß die elektromagnetische Strahlung Licht ist und das Licht auf die Bohrungsoberfläche in der Form eines Rings durch Richten des Lichtes auf eine Spiegelfläche gerichtet wird, wobei die Spiegelfläche die Form eines konischen Rotationskörpers aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegeloberfläche innerhalb der Bohrung axial bewegt wird, wodurch der auf die Bohrungsoberfläche gerichtete Lichtring veranlaßt wird, sich axial zur Bohrung zu bewegen.

8. Verfahren nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegeloberfläche parabolisch 1st.

9. Verfahren nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , daß das Licht von einer Lichtquelle außerhalb der Bohrung axial in die Bohrung gerichtet wird.

1o. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Objektoberfläche die Außenfläche eines langgestreckten Gegenstandes ist.

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11. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche zylindrisch ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenstand ein Draht oder Stab ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11,dadurch σ e k e η η zeichnet , daß die elektromagnetische Strahlung Licht ist und daß das Licht auf die äußere zylindrische Oberfläche in Form eines Umfangsrings durch Richten des Lichts auf eine Spiegeloberfläche gerichtet wird, wobei die Spiegeloberfläche die Form eine konischen Rotationskörpers mit einer Öffnung am Scheitel zur Aufnahme des zylindrischen Gegenstandes hat.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der langgestreckte zylindrische Gegenstand axial durch die Öffnung hindurchbewegt wird, wodurch der Umfangs-Lichtring aufeinanderfolgende Abschnitte entlang der Länge der äußeren zylindrischen Oberfläche beleuchtet.

15. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die elektromagnetische Strahlung von einer Quelle erzeugt wird, die sich im Verhältnis zu der zu untersuchenden Oberfläche bewegt, und daß die auf die Oberfläche gerichtete elektromagnetische Strahlung erstarren zu lassen-

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle aus einer ringförmigen Stroposkoplampe besteht.

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17. Verfahren nach Anspruch 16,dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche die Oberfläche einer Flaschenkappe (Kronenkorken) ist.

18. Verfahren nach Anspruch "!,dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung in Form eines langgestreckten linearen Streifens auf die Objektoberfläche gerichtet wird, welcher aus dem ersten bestimmten Bereich der Oberfläche und einer Vielzahl weiterer bestimmter Bereiche davon besteht.

19. Verfahren nach Anspruch 18,dadurch gekennzeichnet , daß die Objektoberfläche zylindrisch ist und daß der langgestreckte lineare Strahlungsstreifen axial auf der Oberfläche angeordnet wird,

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die elektromagnetische Strahlung Licht ist und daß das reflektierte Licht auf einem langgestreckten linearen Feld aus einzelnen Fotodetektoren empfangen wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19,dadurch gekennzeichnet , daß die Objektoberfläche im Verhältnis zu dem auftreffenden Licht gedreht wird, wodurch der langgestreckte Lichtstreifen in Umfangsrichtung um die zylindrische Objektoberfläche relativ bewegt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21,dadurch gekennzeichnet , daß die Objektoberfläche aus einer Bohrung besteht, daß das Licht von einer außerhalb der Bohrung angeordneten Lichtquelle erzeugt wird und daß die Bohrung gedreht wird.

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23. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt:

- Ermitteln des Durchschnittswertes der von den
weiteren bestimmten Bereichen der Objektoberfläche reflektierten Strahlung,

wobei der Verfahrensschritt des Vergleichens darin besteht, daß die von dem ersten bestimmten Bereich der
Objektoberfläche reflektierte Strahlung mit dem Strahlungsdurchschnittswert verglichen wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23,dadurch gekennzeichnet , daß der Verfahrensschritt des Ermitteins des Durchschnittswertes der Strahlung in der Schaffung einer reflektierten Strahlung von einem Bereich besteht, der aus dem ersten und weiteren bestimmten Bereichen der Objektoberfläche besteht.

25. Vorrichtung zum Bestimmen einer körperlichen Eigentümlichkeit an einer Objektfläche, gekennzeichnet durch

- Mittel zum Richten einer elektromagneteischen Strahlung auf bestimmte Bereiche der Objektfläche,

- Mittel zum Empfangen der von der Objektoberfläche reflektierten Strahlung,

- Mittel zum Vergleichen der von einem ersten Oberflächenbereich reflektierten Strahlung mit der
reflektierten Strahlung von mindestens einem
zweiten und einem dritten Oberflächenbereich, die gegenüber dem ersten Oberflächenbereich mit Abstand und unmittelbar benachbart gelegen sind und

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- Mittel zum Bestimmen der körperlichen Eigentümlichkeit der Objektoberfläche auf der Grundlage dieses Vergleichs.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch zusätzliche Mittel zur Durchschnittswertbildung, die mit den Mitteln zum Vergleichen zum Ermitteln des Durchschnittswerts der von wenigstens dem zweiten und dem dritten Oberflächenbereich reflektierten Strahlung gekuppelt sind, so daß die Mittel zum Vergleichen die von dem ersten Oberflächenbereich reflektierte Strahlung mit dem Durchschnittswert der Strahlung vergleichen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26,dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bilden des Durchschnittswertes aus optischen Einrichtungen zur Schaffung einer reflektierten Strahlung von einem Bereich bestehen, der aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten bestimmten Bereich der Objektoberfläche besteht, wobei die Mittel zum Vergleichen diese vom Bereich reflektierte Strahlung mit der vom ersten Bereich reflektierten Strahlung vergleichen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch folgende weiteren Merkmale:

- Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das repräsentativ für die von einem bestimmten Oberflächenbereich reflektrierte Strahlung ist,

- Mittel zum Schaffen mehrerer solcher für eine Vielzahl von bestimmten Oberflächenbereichen repräsentativen Signalen gleichzeitig an einem Ausgang davon und

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- Steuermitteln mit einem Taktgenerator zum periodischen selektiven Abfragen der Signalerzeugungsmittel und zum Steuern einer von den Mitteln zum Bestimmen durchgeführten Oberflächenbestimmung,

wobei die Mittel zum Ermitteln des Durchschnittswerts aus einer elektronischen Durchschnittswertermittlungseinrichtung zur Schaffung eines Signals bestehen, das repräsentativ für den Durchschnitt von mindestens den Signalen für den zweiten und den dritten Oberflächenbereich sind, wobei die Mittel zum Vergleichen dieses Durchschnittswertsignal mit dem Signal vergleichen, welches repräsentativ für die von dem Erstbereich reflektierte Strahlung ist.

29. Verfahren nach Anspruch 28,dadurch gekennzeichnet , daß die das erwähnte Signal schaffenden Mittel aus einem Analog-Signalspeicher und Verzögerungseinrichtungen bestehen, wobei die elektronischen Mittel zur Bildung des Durchschnittswerts aus einem Analog-Kreis und die Mittel zum Vergleichen ebenfalls aus einem Analog-Kreis bestehen.

30. Verfahren nach Anspruch 28,dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vergleichen ein digitales Ausgangssignal erzeugen, das an die Mittel zum Bestimmen angekuppelt ist, und daß die Mittel zum Bestimmen aus einem ersten Auswertkreis mit einem ersten Zähler, der das digitale Ausgangssignal empfängt und zählt, und einem ersten Mittel zum Vergleichen der Zählung . in dem ersten Zähler mit einer Bezugszählung und zum

• Schaffen eines für den Vergleich indikativen Ausgangssignal bestehen.

31. Vorrichtung nach Anspruch 3o,dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Bestimmen weiterhin einen zweiten Auswertkreis und eine von den Steuermitteln

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gesteuerte und zwischen den Ermittlungskreisen geschalteten Gatter-Einrichtung bestehen, wobei die Schaltung zum selektriven Verbinden des Ausgangs des ersten Auswertkreises mit dem Eingang des zweiten Auswertkreises dient und der zweite Auswertkreis einen zweiten Zähler zum Zählen der Anzahl von Ausgangssignalen von dem ersten Auswertkreis bestehen, die von der Gatter-Einrichtung dorthin gesandt werden, und von zweiten Mitteln zum Vergleichen der Zählung in dem zweiten Zähler mit einer Bezugszählung.

32. Vorrichtung nach Anspruch 28,dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Vergleichen ein digitales Ausgangssignal erzeugen, das den Mitteln zum Bestimmen zugeführt wird und daß die Mittel zum Bestimmen die digitalen Ausgangssignale zählen und eine Gatter-Einrichtung enthalten, die von den Steuermitteln zum selektriven Steuern der Zählung der digitalen Ausgangs-Signale gesteuert werden.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32,dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bestimmen weiterhin einen Zähler enthalten, wobei die Gattereinrichtung aus einem ersten Kreis zum Steuern der Anzahl der dem Zähler zugeführten Ausgangssignale und einem zweiten Kreis zum Steuern der Rückstellung de& Zählers bestehen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33,dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kreis einen D-Flip-Flop und einen Multiplexer mit Vielfach-Eingang und Einfach-Ausgang enthalten, von welchem ein Eingang die Ausgangssignale zu dem Zähler verbindet und ein zweiter Eingang an den Ausgang des D-Flip-Flops angeschlossen ist, dessen Takteingang so geschaltet ist, daß er die genannten AusgangsSignale empfängt.

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35. Vorrichtung nach Anspruch 34,dadurch gekennzeichnet , daß das Mittel zum Erzeugen des repräsentativen elektrischen Signals aus einem Feld von Meßwertumformern besteht, von denen ein jeder ein für die darauf auftreffende elektromagnetische Strahlung repräsentatives Signal erzeugt, und daß die Steuermittel ein End-Abtastsignal erzeuaen, wenn alle Meßwertumformer abgetastet haben, wobei das End-Abtastsianal dem Lösch-Eingang des D-Flip-Flops zugeführt wird, welcher auf ein vorbestimmtes Niveau deraestalt vorgespannt ist, daß der Flip-Flop einen einzigen Zählimpuls liefert, wenn er getaktet wird, wodurch der Multiplexer, wenn der zweite Eingang zu ihm ausgewählt ist, nur einen Impuls zu dem Zähler pro Abtastung des Feldes liefert, wenn immer die Mittel zum Veraleichen eine oder mehrere Ausgangsimpulse erzeugen,

36. Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 35, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Erzeugen des repräsentativen elektrischen Signals aus einem Feld von Meßwertumformern bestehen, von denen ein jedes ein für die darauf auftreffende elektromagnetische Strahlung repräsentatives Signal erzeugt und die Steuermittel ein End-Abtastsignal erzeugen, wenn alle Meßwertumformer abgetastet haben, und daß der zweite Kreis einen zweiten und einen dritten, in Serie miteinander verbundenen D-Flip-Flop und einen Multiplexer mit Vielfach-Eingang und Einfach-Ausgang enthalten, von denen ein Eingang mit dem Ausgang des dritten Flip-Flops und der Ausgang mit dem Löscheingang des Zählers verbunden sind, wobei das End-Abtastsignal zu dem Lösch-Eingang des zweiten Flip-Flops und den Takt-Einaang des dritten ^lip-Flops geführt sind und der "D"-Eingang des zweiten Flip-Flops auf ein vorbestimmtes Niveau voraespannt und der Lösch-Eingang davon derart geschaltet sind, daß die Mittel zum Vergleichen Ausgangssignale erhalten, wodurch ein Lösch-

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- 1ο -

Signal zu dem Zähler am Ende der Abtastung der Meßwertumformer übertragen wird, bis die Mittel zum Veraleichen ein Ausgangssignal erzeugt haben.

37. Vorrichtung nach Anspruch 28,dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Signalerzeugen aus einem Feld von Meßwertumformern bestehen, von denen ein jedes ein für die darauf auftreffende elektromagnetische Strahlung repräsentatives Signal erzeugt, wobei der erste und der letzte Meßwertumformer des Feldes körperlich voneinander getrennt sind, so daß das Feld an seinen Enden unterbrochen ist, daß die Mittel zum Sianalerzeugen aus einer Vielzahl von Verzögerungsstufen bestehen und daß die Mittel zum Erzeugen des elektrischen Signals und die Mittel zum Erzeugen der Signale sowie die Bestimmung der Oberflächencharakteristik steuern, wobei die Steuermittel Mittel zum selektiven Laden und Entladen der Verzögerungsstufen, wenn die Abtastung des Feldes den ersten bzw. letzten Meßwertumformer ausgewählt hat,und zum Unwirksam- bzw. Wirksammachen der Oberflächenabtastung enthalten.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37,dadurch gekennzeichnet , daß die Steuermittel aus einem Füllzähler, einem Beendigungszähler und einem Fertig-Zähler bestehen, deren Zähleingänge an den Taktgenerator angeschlossen sind, wobei die Zähler die Anzahl der von den Steuermitteln zu den Signalerzeugunasmittel und den Signalverzogerungsmitteln gesandten Taktimpulse dergestalt zählen, daß zu Beginn der Abtastung des Meßwertumformer-Feldes die Steuermittel, während sie die Oberflächenbestimmung unwirksam machen, nur die übertragung der Ausgangssignale von einer vorbestimmten Anzahl beginnender Meßwertumformer zu den Verzögerungsstufen gestatten, während sie noch die Verzöaerungsstufen takten, so daß das Ausgangssignal von den beginnenden

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Meßwertumformern in einer ausgewählten Anzahl von Verzögerungsstufen gemäß Bestimmung durch den Füllzähler gespeichert wird, woraufhin, während die Oberflächenbestimmung noch weiter unwirksam gemacht wird, dies die normale Abtastung einer Anzahl von verbleibenden Meßwertumformern, wie durch den Fertig-Zähler bestimmt, gestattet und daraufhin die Oberf lächenbestimmuncr wirksam gemacht wird und dergestalt, daß bei Beendigung der Abtastung des Meßwertumformer-Feldes die Steuermittel, während sie noch die Oberflächenabtastung bewirken, nur die übertragung von Ausgangssignalen von einer vorbestimmten Anzahl von End-Meßwertumformern zu den Verzögerungsstufen gestatten, während die Verzögerungsstufen nach wie vor getaktet werden, so daß das Ausgangssignal von den End-Meßwertumformern in einer ausgewählten Anzahl von Verzögerungsstufen, wie von dem Füllzähler bestimmt, gespeichert wird und daraufhin die Oberflächenbestimmung unwirksam gemacht und ein End-Abtastsignal erzeugt wird.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38,dadurch gekennze ichnet, daß der Füll-Zähler, der Beendigungs-Zähler und der Fertig-Zähler voreinstellbare Abwärts-Zähler mit einem Abwärtszähl-Einaang und einem Borae-Ausgang (BORROW output) sind und der Taktgeber zu den entsprechenden Abwärtszähl-Eingänaen davon über drei entsprechende Gatter verbunden ist, von denen ein jedes mit einem Einrück-Einaang an den entsprechenden Borge-Ausgang angeschlossen ist und daß die Steuermittel weiterhin einen Füll-Speicher, einen Beendigungs-Speicher und einen Fertig-Speicher zur Speicherung vorbestimmter Zahlen und Ankupplung an den Füll-Zähler, den Beendigungs-Zähler und den Fertig-Zähler aufweisen, wobei außerdem vorhanden sind

- Mittel zum entsprechenden Verursachen der Ladung des Füll- und des Fertig-Zählers von dem Füll- und dem Fertig-Speicher zu Beginn einer Abtastung des Meßwert-

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umformer-Feldes,

- Mittel zur Verursachung der Ladung des Beendigungs-Zählers von dem Beendigungs-Speicher bei Beendigung der Abtastung des Meßwertumformer-Feldes,

- erste Schaltmittel, die von den an den Borge-Ausgängen des Füll-Zählers und des Beendimings-Zählers erzeugten Signalen betätigt werden, um das Taktsignal zu den Signalerzeugungsmitteln weiter zu geben,und

- zweiten Schaltmitteln, die von einem am Borge-Ausgang des Fertig-Zählers erzeugten Signal betätigt werden, um die Oberflächenbestimmung wirksam zu machen.

40. Vorrichtung nach Anspruch 28,dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Erzeugen der Signale auf einem Analog-Verzögerungsbaustein mit einer Vielzahl von Verzögerungsstufen bestehen, die in Serie zur Speicherung einer Gruppe der repräsentativen Signale zusammengeschaltet sind, und daß die Mittel zur Bestimmung des Durchschnittswertes aus einem Analog-Summierverstärker und einer Spannungsteiler-Schaltung bestehen, die an den Ausgang des Summierverstärkers angeschlossen ist.

41. Vorrichtung nach Anspruch 4o,dadurch gekennzeichnet , daß der Summierverstärker einen Abtasteingang zum Unwirksammachen seiner Tätigkeit aufweist, wobei die Steuermittel an den Abtast-Eingang angeschlossen sind und die Oberflächenbestimmung zumindest dadurch steuern.

42. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Bildung des Durchschnittswertes aus einem ersten Teil zur Erzeuguna eines

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ersten Durchschnitts-Signals, welches größer ist als ein normales repräsentatives Signal, und einem zweiten Teil zur Erzeugung eines zweiten Durchschnittssignals, welches kleiner als ein normales repräsentatives Signal ist, bestehen und daß die Mittel zum Vergleichen aus einem ersten Vergleicherkreis zum Vergleichen des ersten Durchschnittssignals mit dem ersten repräsentativen Signal und zum Erzeugen eines oberen Schwellen-Ausgangssignals, wenn das erste Durchschnitts-Signal kleiner als das erste repräsentative Signal ist, und einem zweiten Vergleicherkreis zum Vergleichen des zweiten Durchschnittssignals mit dem ersten repräsentativen Signal und Erzeugen eines niedrigeren Schwellen-Ausgangssignals, bestehen, wenn das erste Durchschnitts-Signal größer als das erste repräsentative Signal ist.

43. Vorrichtung nach Anspruch 28,dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeuqen der Siqnale aus einem getakteten Seriell-Ein-Parallel-Aus-Verzögerungs-Kreis mit einer Vielzahl von Verzögerungsstufen bestehen und daß die Mittel zum Erzeugen des Signals aus einem Feld von Meßwertumformern bestehen, von denen ein jedes ein für die darauf auftreffende elektromagnetische Strahlung repräsentatives Signal erzeugt, wobei die Anzahl der Meßwertumformer größer als die Anzahl der Verzogerungsstufen ist.

44. Vorrichtung nach Anspruch 28,dadurch gekennzeichnet , daß die das Signal erzeuaenden Mittel aus einem Feld von Meßwertumformern bestehen, von denen ein jedes ein für die darauf auftreffende elektromagnetische Strahlung repräsentatives Signal erzeugt, und daß die Mittel zum Erzeugen der Signale aus einer Vielzahl von getakteten, seriell miteinander verbundenen Seriell-Ein

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und Seriell-Aus-Verzögerungskreisen bestehen, wobei ein jeder Verzögerungskreis eine Vielzahl von Verzögerungsstufen aufweist, deren Anzahl zumindest gleich der Anzahl der Meßwertumformer ist, so daß ein jeder Verzögerungskreis die repräsentativen Signale von einer vollständigen Abtastung aufnehmen kann, und daß die Ausgänge einer Vielzahl von Verzögerungskreisen auch an die Mittel zur Bildung des Durchschnittswertes angeschlossen sind.

45. Vorrichtung nach Anspruch 44,dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Bildung des Durchschnittswertes einen Summier-Verstärker enthalten, dessen Eingang an die Ausgänge der Verzögerungskreise angeschlossen ist, und daß die Mittel zum Vergleichen weiterhin aus einem getakteten und angezapften Seriell-Ein-Parallel-Aus-Verzögerungskreis bestehen, dessen Eingang an den Summierverstärker angeschlossen ist und der eine Vielzahl von Verζögerungsstufen aufweist, deren Zahl geringer ist als die Anzahl der Meßwertumformer, wobei außerdem vorhanden sind:

- weitere Mittel zur Bildung eines Durchschnittswerts, deren Eingang an den Parallel-Ausgang des angezapften Verzögerungskreises zur Schaffung eines Ausgangssignals angeschlossen sind, das repräsentativ für einen Durchschnitt einer Vielzahl von Ausgangssignalen des angezapften Verzögerungskreises ist,

- einem ersten und einem zweiten Vergleicherkreis, von denen ein jeder mit einem Eingang an den Ausgang eines zentral angeschalteten Verzögerungskreises verbunden ist, wobei der zweite Eingang des ersten Vergleicherkreises mit dem Ausgang des Summierverstärkers und der zweite Eingang des

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zweiten Vergleicherkreises mit dem Ausgang der weiteren Mittel zur Bestimmung des Durchschnittswertes verbunden sind, so daß das Ausgangsignal von dem ersten Vergleicherkreis eine axiale Vergleichsgröße und das Ausgangssignal vom zweiten Vergleicherkreis eine Flächen-Ausgangsgröße darstellen.

46. Vorrichtung nach Anspruch 25,dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlungsempfangenden Mittel aus Detektoren für elektromagnetische Strahlung bestehen und daß die Vorrichtung weiter Linsenmittel zum Entwerfen einer Abbildung auf den ausgewählten Oberflächenbereich an den Detektoren enthalten.

47. Vorrichtung nach Anspruch 46,dadurch gekennzeichnet , daß die Detektoren aus einer Vielzahl einzelner elektromagnetischer Strahlungsdetektoren bestehen, die nebeneinander angeordnet sind.

48. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet , daß die Detektoren aus Fotodioden bestehen.

49. Vorrichtung nach Anspruch 48,dadurch gekennzeichnet , daß die Fotodioden in einem Ringfeld angeordnet sind.

50. Vorrichtun nach Anspruch 48,dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodioden in einem linearen ^FeId angeordnet sind.

51. Vorrichtung nach Anspruch 25,dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Richten der elektromagnetischen Strahluna aus einer Lichtquelle und einem aus einem konischen Rotationskörper bestehenden Spiegel zum Richten von Licht in der Form

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- 16 eines Ringes auf die Oberfläche bestehen.

52. Vorrichtung nach Anspruch 5o,dadurch gekennzeichnet , daß sie außerdem Mittel
zur Bewegung des Spiegels relativ zur Oberfläche
aufweist.

53. Vorrichtung nach Anspruch 5o, dadurch gekennzeichnet , daß die Spiegelfläche
parabolisch ist.

54. Vorrichtung nach Anspruch 5o, dadurch gekennzeichnet , daß der konische Rotationskörper eine Öffnung an seinem Scheitel zur Aufnahme eines zu untersuchenden Gegenstandes enthält und daß die Vorrichtung Mittel zur Bewegung eines Gegenstandes relativ zu dem Spiegel durch diese Öffnung enthält, wodurch das einfallende Licht aufeinanderfolgende

der Außenfläche des relativ sich bewegenden Objekts beleuchtet.

55. Vorrichtung nach Anspruch 25,dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin Mittel

zur Bewegung eines Gegenstandes relativ zu der elektromagnetischen Strahlung aufweist, wobei die Mittel zum Richten der elektromagnetischen Strahlung Mittel zum Pulsieren der Strahlung zwecks Erstarrens der von einem beweglichen Gegenstand reflektierten Strahlung aufweisen.

56. Vorrichtung nach Anspruch 55,dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsiermittel aus einer Stroposkoplampe bestehen.

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57. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadrch gekennzeichnet , daß sie ferner Mittel zum Drehen eines Gegenstandes relativ zu der elektromagnetischen Strahlung aufweist, wodurch sich die auftreffende Strahlung relativ ringsum die Fläche des Gegenstandes bewegt.

58. Vorrichtung zum Bestimmen der körperlichen Eigenschaften einer Oberfläche auf der Basis des Empfangs einer davon reflektierten Strahlung durch ein Feld von Meßwertumformerzellen, die seriell abgetastet werden können und von denen ein jedes ein Signal erzeugt, das repräsentativ für die von einem Bereich der Oberfläche reflektierten und darauf auftreffenden Strahlung ist, wobei die Vorrichtung besteht aus

- einem Seriell-Ein-Parallel-Aus-Verzögerungsmittel, bestehend aus einer Vielzahl von Verzögerungsstufen zum Empfangen der Feldsignale in Reihe, zum Speichern der Feisignals von einer Gruppe benachbarter Meßwertumformerzellen in entpsrechenden Verzögerungsstufen und seriellen Übertragen der gespeicherten Signale unter den Verzögerungsstufen, wodurch die Gruppe der gespeicherten Signale sich ändert, und zum Erzeugen eines Ausgangssignals für jede Gruppe von Feldsignalen an einem parallelen Ausgang,

- an dem parallelen Ausgang angeschlossene Mittel zur Bildung eines Durchschnittswerts zwecks Erzeugung eines Durchschnittswerts von mindestens einigen einer jeden Gruppe von gespeicherten Signalen,

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- Vergleichermittel zum Vergleichen der Durchschnittssingale mit einem Signal vom Ausgang einer zentralen Verzögerungsstufe und zum Erzeugen eines Ausgangs-Vergleichssignals, welches den Vergleich wiedergibt,

- Steuermitteln mit einem daran angeschlossenen Taktgenerator zum Steuern des periodischen selektiven Abfühlens der Meßwertumformerzellen in serieller Weise und Steuern der übertragung der gespeicherten Signale zwischen den Verzögerungsstufen dergestalt, daß die Vergleichermittel unter der Richtung der Steuermittel einen Vergleich für jede Gruppe von gespeicherten Signalen machen und

- Mittel zum Bestimmen einer körperlichen Eigentümlichkeit der Oberfläche auf der Basis der Ausgangssignale der Vergleichermittel.

59. Verfahren zum Bestimmen der körperlichen Eigentümlichkeiten einer äußeren Oberfläche eines langgestreckten Gegenstandes, bestehend aus den Stufen

- Schaffen eines Spiegelgliedes mit einer Spiegelfläche in der Form einer konischen Rotationsfläche und einer durch das Spiegelglied verlaufenden öffnung an ihrem Scheitel,

- Positionieren eines langgestreckten zylindrischen Gegenstandes in der öffnung in axialer Übereinstimmung mit der Spiegelfläche,

- Richten einer elektromagnetischen Strahlung in axialer Richtung auf die Spiegelfläche und damit auf die äußere zylindrische Fläche des Gegenstandes und

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- Analysieren der von der Oberfläche des Gegenstandes reflektierten Strahlung zur Bestimmung einer körperlichen Eigentümlichkeit der Fläche des Gegenstandes .

60» Verfahren nach Anspruch 59,dadurch gekennzeichnet , daß das Spiegelglied fest ist und daß der langgestreckte Gegenstand fortgesetzt hindurchbewegt wird, um die Bestimmung einer pyhsikalischen Eigentümlichkeit längs der Lände der Oberfläche des Gegenstandes zu ermöglichen.

61. Verfahren nach Anspruch 59,dadurch gekennzeichnet , daß die elektromagnetische Strahlung Licht ist, wobei die Spiegelfläche parabolisch ist und der Gegenstand aus einem Draht oder einem Stab besteht.

62. Vorrichtung zum Bestimmen einer körperlichen Eigentümlichkeit an der Außenfläche eines langgestreckten zylindrischen Gegenstandes, bestehend aus

- einem Spiegelglied mit einer Spiegeloberflache in Gestalt einer konischen Rotationsfläche mit einer sich durch das Spiegelglied erstreckenden Öffnung an ihrem Scheitel,

- Mittel zum Positionieren eines langgestreckten zylindrischen Gegenstandes in der Öffnung in axialer Ausrichtung mit der Spiegelfläche,

- Mittel zum Richten einer elektromagnetischen Strahlung in axialer Richtung auf die Spiegelfläche und damit auf die äußere zylindrische Oberfläche des Objektes, wobei die auf die Ober-

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fläche des Gegenstandes auftreffende Strahlung zu der Spiegelfläche reflektiert wird, und

- Mittel zum Analysieren der von der Oberfläche des Objektes reflektierten Strahlung zur Bestimmung einer körperlichen Eigentümlichkeit einer Oberfläche.

63. Vorrichtung nach Anspruch 62,dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin aus Stützmitteln für das Spiegelglied in fester Lage und Mitteln zum Bewegen eines langgestreckten Objektes fortgesetzt durch die Öffnung des Spiegels sowie Mittel zum Bestimmen einer physikalischen Eigentümlichkeit der Oberfläche entlang der Länge des Gegenstandes besteht.

64. Vorrichtung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfläche parabolisch ist.

65. Vorrichtung nach Anspruch 62,dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Richten der elektromagnetischen Strahlung aus einer Lichtquelle bestehen.

66. Verfahren zur Beschaffung einer dimensionalen Information über einen Gegenstand, bestehend aus folgenden Verfahrensschritten:

- Schaffung eines Spiegelgliedes mit einer Spiegeloberfläche gegenüber der Oberfläche des Gegenstandes,

- Richten einer elektromagnetischen Strahlung auf die Spiegeloberfläche und damit auf die Oberfläche des Gegenstandes, wobei die auf die Oberfläche ge-

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richtete Strahlung zu der Spiegelfläche reflektiert wird, und

- Analysieren der von der Oberfläche und dem Spiegel reflektierten Strahlung zur Beschaffung der dimensionalen Informationen über den Gegenstand.

67. Verfahren nach Anspruch 66,dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlung eine Lichtstrahlung ist.

68. Verfahren nach Anspruch 66,dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche des Gegenstandes zylindrisch ist, daß die Spiegeloberfläche an einem konischen Rotationskörper angeordnet und in axialer Ausrichtung mit der Zylinderfläche angeordnet ist und daß der Spiegel derart gekrümmt ist, daß ein fokusierter ringförmiger Lichtstrahl auf den Umfang der zylindrischen Oberfläche geworfen wird, wobei die Breite des Lichtstrahls auf der zylindrischen Oberfläche in deren Axialrichtung ein Bruchteil des Abstandes der zylindrischen Oberfläche von der Zylinderachse beträgt und die Breite des Lichtstrahls an einer Vielzahl von Stellen rund um den Umfang der Zylinderfläche erfaßt wird, um eine Dimension der zylindrischen Oberfläche zu bestimmen.

69. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche eine innere zylindrische Bohrungsfläche ist.

70. Vorrichtung zum Beschaffen einer dimensionalen Information über die Oberfläche eines Gegenstandes, bestehend aus:

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- Spiegelmitteln mit einer Spiegeloberfläche, die gegenüber einer Oberfläche des Gegenstandes plazierbar sind,

- Mitteln zum Richten einer elektromagnetischen Strahlung auf die Spiegeloberfläche und damit auf die Oberfläche des Objekts, wodurch die auf die Oberfläche gerichtete Strahlung zu der Spiegelfläche reflektiert wird, und

- Mittel zum Analysieren der von der Oberfläche und dem Spiegel reflektierten Strahlung zur Beschaffung der dimensionalen Information über dia zylindrische Oberfläche.

71. Vorrichtung nach Anspruch 7o, dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlung aus Licht besteht.

72. Vorrichtung nach Anspruch 7o,dadurch gekennzeichnet , daß die Spiegeloberfläche von einem konischen Drehkörper getragen ist und die Vorrichtung weiterhin Mittel aufweist, um die Oberfläche eines langgestreckten zylindrischen Gegenstandes in koaxialer Übereinstimmung mit der Spiegelfläche anzuordnen, wobei die Spiegeloberfläche derart gekrümmt ist, daß ein fokusierter ringförmiger Lichtstrahl auf die Oberfläche des Gegenstandes gerichtet wird, dessen Breite in Axialrichtung des zylindrischen Gegenstandes betrachtet, ein Bruchteil des Abstandes zwischen der zylindrischen Oberfläche von der zylindrischen Achse ist, und wobei Mittel zum Abtasten der Breite des Lichtstrahls an einer Vielzahl von Stellen ringsum den umfang der zylindrischen Oberfläche zur Bestimmung einer Dimension der zylindrischen Oberfläche vorhanden sind»

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73. Vorrichtung nach Anspruch 26,gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

- Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Signals repräsentativ für die von dem bestimmten Oberflächenbereich reflektierten Strahlung,

- Mittel zum Schaffen eines für eine Vielzahl von Oberflächenbereichen repräsentativen Signals gleichzeitig an einem Ausgang davon und

- Steuermitteln eineschließlich einem Taktgenerator zum periodischen selektiven Abfühlen der Signalerzeugungsmittel und zum Steuern, daß eine Oberflächenbestimmung von den Bestimmungsmitteln durchgeführt wird,

wobei die Mittel zur Bildung eines Durchschnittswertes aus zwei elektronischen DurchschnittsbiIdemitteIn zum Schaffen von zwei Signalen bestehen, von denen ein solches Signal etwas größer in der Amplitude und das andere solches Signal etwas kleiner in der Amplitude als das repräsentative Durchschnittssignal sind.

74. Vorrichtung nach Anspruch 73,dadurch gekennzeichnet , daß die das Signal erzeugenden Mittel aus zwei Analog-Signalspeichern und Verzögerungsmitteln bestehen, wobei die elektronischen Mittel zur Bildung des Durchschnittswertes aus zwei Analog-Kreisen und die Vergleichermittel gleichfalls aus zwei Analog-Kreisen bestehen.

75. Vorrichtung nach Anspruch 73,dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichermittel ein digitales Ausgangssignal bilden, das den Bestim-

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mungsmitteln aufgegeben wird und daß letztere aus
einem Ermittlungskreis mit einem Zähler zum Empfang des Signals und Mitteln zum Vergleichen der Zählung in dem Zähler mit einer Bezugszählung und Schaffung eines Ausgangssignals bestehen, das für den Vergleich bezeichnet ist.

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