DE4415004A1 - Anordnung und Verfahren zur Charakterisierung von Oberflächen und zur Charakterisierung und Klassifizierung von Oberflächendefekten und oberflächennahen Defekten sowie von Inhomogenitäten im Volumen transparenter Medien - Google Patents

Anordnung und Verfahren zur Charakterisierung von Oberflächen und zur Charakterisierung und Klassifizierung von Oberflächendefekten und oberflächennahen Defekten sowie von Inhomogenitäten im Volumen transparenter Medien

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Charakterisierung von Oberflächen und zur Charakterisierung und Klassifizierung von Oberflächendefekten und oberflächennahen Defekten sowie von Inhomogenitäten im Volumen transparenter Medien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein dazugehöriges Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Die Erfindung dient zur Auswertung von Meßdaten, die bei der Abtastung einer zu charakterisierenden Oberfläche bzw. eines zu charakterisierenden Volumens (dies nur für transparente Medien) aufgenommen werden. Sie ermöglicht die Charakterisierung von Oberflächen hinsichtlich ihrer Rauheit und die Charakterisierung und Klassifizierung von Oberflächendefekten und oberflächennahen Defekten (Kratzer, Risse, Punktdefekte usw.) aus Meßdaten, die mit Hilfe von Streulichtmessungen oder anderer Verfahren zur Oberflächenabtastung gewonnen werden. Weiterhin gestattet die Erfindung die Analyse von Inhomogenitäten in transparenten Medien (Schwebteilchen oder andere Partikel in Flüssigkeiten, Poren im Glas usw.).
Es sind derzeit verschiedene Verfahren bekannt, mit deren Hilfe Oberflächen bzw. Oberflächendefekte untersucht werden können.
Zum ersten sind hier relativ hoch entwickelte profilometrische Verfahren zu nennen, bei denen die zu untersuchende Oberfläche mit einer speziellen Meßspitze (meist Diamant) berührend abgetastet wird.
Ein solches Verfahren wird beispielsweise in der Offenlegungsschrift JP 59-30008 A beschrieben, wobei das Gewicht auf einer on line-Bestimmung des Profils einer Oberfläche sowie gewisser Rauheitsparameter liegt. Bedingt durch das Meßprinzip sind jedoch nur geringe Relativgeschwindigkeiten zwischen Meßspitze und Oberfläche zulässig (in diesem Fall 2,15 mm*s-1). Ähnliche Abtastraten finden sich in anderen Anwendungen wieder.
Bekannt ist das von der Firma Hommel-Werke GmbH angebotene Meßgerät T1000 (Hommel-Tester), mit dem in Abhängigkeit von der verwendeten Tastspitze eine Auflösung von bis zu 0,02 µm realisiert werden kann.
Allen berührend abtastenden Meßverfahren ist neben der geringen Abtastgeschwindigkeit, die einen on line-Einsatz in vielen Fällen verhindert, gemeinsam, daß durch das Meßprinzip immer irreversible und nicht definierte Veränderungen auf der Oberfläche des Meßobjektes entstehen. Diese können in einer großen Zahl von Anwendungsfällen, beispielsweise bei der Prüfung optischer Funktionsflächen, nicht toleriert werden. Neben diesem entscheidenden Nachteil ist weiterhin zu bemerken, daß Defekte, die in der Oberfläche liegen (z. B. Farbfehler) oder sich in oberflächennahen Schichten befinden (z. B. Mikrorisse unter einer transparenten dünnen Schicht) mit solchen Verfahren prinzipiell nicht nachweisbar sind. In Fällen, in denen die zu untersuchende Oberfläche aufgrund ihrer Eigen­ schaften (beispielsweise der Temperatur) nicht berührt werden kann, sind solche Verfahren von vornherein nicht verwendbar.
Die genannten Nachteile lassen sich überwinden, indem die berührende Abtastung der Oberfläche mit einer Tastspitze durch ein berührungsloses Verfahren ersetzt wird. Dadurch wird gleichzeitig die mögliche Meßgeschwindigkeit erheblich heraufgesetzt. Speziell soll hier wegen ihrer universellen Einsetzbarkeit auf optische Verfahren eingegangen werden.
Der aktuelle Stand der Technik wird hier zum einen durch Verfahren bestimmt, die eine reine Intensitätsschwächung zum Zwecke der Indikation von Oberflächendefekten nutzen (siehe dazu die Offenlegungsschriften DE 41 33 315 A1 und DE 41 30 217 A1). Mit solchen Verfahren können singuläre Defekte auf bzw. in im übrigen homogenen Oberflächen detektiert werden. Voraussetzung dafür ist allerdings ein hinreichend großer Unterschied im Absorptionsverhalten von zu untersuchender Oberfläche einerseits und zu erkennenden Defekten andererseits. Von Nachteil an diesen Verfahren ist außerdem, daß die gewinnbare Information lediglich die An- bzw. Abwesenheit von Defekten ist. Es können keine Aussagen zu Art oder Form der Defekte abgeleitet werden. Zur Rauheit der Oberfläche sind nur qualitative Aussagen zu erwarten.
Genauere Informationen über Oberflächen und oberflächennahe Schichten lassen sich durch die Anwendung von Streulichtverfahren gewinnen. Diese Verfahren sind darüber hinaus auch zur Untersuchung von Volumeneigenschaften transparenter Medien geeignet. Neben der integralen Erfassung des von der zu untersuchenden Oberfläche in nahezu den gesamten Halbraum zurückgestreuten Lichtes zum Zwecke der Berechnung von Rauheitsparametern (siehe hierzu die Offenlegungsschriften DD 2 86 861 AS und DD 2 86 862 AS) sind in diesem Zusammenhang besonders Verfahren zur winkelaufgelösten Streulichtmessung zu nennen. Eine hoch entwickelte Anordnung und das zugehörige Verfahren werden in DE 41 39 641 A1 beschrieben. Die dort vorgestellte Erfindung stellt eine Verbesserung der Anordnung bzw. des Verfahrens aus DE 41 05 509 A1 dar. Beiden Erfindungen liegt eine relativ hoch winkelaufgelöste Streulichtmessung zugrunde. Das Meßprinzip bietet den Vorteil, daß sehr detaillierte Aussagen über die zu untersuchende Oberfläche getroffen werden können. Eingeschlossen sind hier neben den Rauheitsparametern auch die Art und die Verteilung von Defekten.
Die Nachteile der Anordnung aus DE 41 05 509 A1 hinsichtlich der Lage der Einzelempfänger bzw. der Komplexität des Sensorkopfes werden in DE 41 39 641 A1 dadurch behoben, daß in einer integrierten Optik Lichtleitfasern bogenförmig angeordnet werden, die das zu erfassende Streulicht auf lineare Empfängerarrays leiten. Auf diese Weise kann eine relativ exakte Messung des von der zu untersuchenden Oberfläche rückgestreuten Lichtes bei hoher Winkelauflösung und geringer Meßzeit realisiert werden. Zusätzlich werden die Aufwendungen für die Herstellung des Sensors verringert.
Ein wesentliches Problem, das auch bei dieser Anordnung bzw. diesem Verfahren bestehen bleibt, ist die Auswertung der bei jeder Messung anfallenden Datenmassive. Bereits bei einfachen Problemstellungen muß hierzu ein nicht unerheblicher Aufwand getrieben werden. Auch bei der bloßen Bestimmung von Rauheitsparametern müssen technisch bzw. mathematisch komplizierte Verfahren angewendet werden. Damit sind von vornherein erhebliche Einschränkungen bezüglich der gewerblichen Anwendbarkeit des Verfahrens gegeben. Hinzu kommt, daß für viele Fälle kein eindeutiger Zusammenhang zwischen beispielsweise Streuindikatrix, Defektform und Oberflächenmaterial besteht.
Gleiches läßt sich über verschiedene bekannte Verfahren zur Untersuchung von Volumeneigenschaften transparenter Medien, beispielsweise der Analyse von Schwebteilchen in Flüssigkeiten mittels Streulicht, gesagt werden. Siehe hierzu insbesondere die Offenlegungsschriften DE 30 29 678 A1 und DE 42 10 041 C1.
Bekannt ist die Möglichkeit, komplexe Prozesse mit Mitteln der Fuzzy Logic unter eventueller Hinzufügung neuronaler Netze zu steuern bzw. komplexe oder unscharfe Strukturen mit eben diesen Mitteln zu bearbeiten.
Anwendungen speziell auf dem Gebiet der Mustererkennung sind insbesondere in /Tilli 1993/ zu finden. Sie betreffen allerdings neben reinen Bildverarbeitungsaufgaben hauptsächlich die medizinische Diagnose, die Fehlerdiagnose in Anlagen oder betriebswirtschaftliche Belange. Arbeiten auf dem Gebiet der reinen Meßdatenverarbeitung mit Mitteln der Fuzzy Logic sind bislang nicht bekannt. Auch in der Offenlegungsschrift DE 33 43 335 A1, in der ein Verfahren und eine Anordnung zur "Erfassung und/oder Erkennung komplexer Strukturen auf der Basis der "Fuzzy"- Theorie" erläutert wird, sind keine derartigen Hinweise zu entnehmen. Bei Anwendung der Fuzzy Logic ist es üblich, die aus dem Prozeß bzw. vom Meßobjekt gewonnenen Daten zu reduzieren, um sie dann in linguistische Variable umzusetzen und in dieser Form weiterzuverarbeiten. Damit ist unweigerlich ein Informationsverlust verbunden, der in vielen Fällen erheblich ist. Weiterhin nimmt die Vorverarbeitung und Wandlung der Daten zumeist einen insbesondere bei Prozeßsteuerungen nicht zu vernachlässigenden Zeitraum ein.
Die Erfindung soll die Analyse von Oberflächen und oberflächennahen Regionen sowie die Analyse von Volumeneigenschaften transparenter Medien weiter vereinfachen und beschleunigen.
Damit soll die gewerbliche Anwendbarkeit solcher Analysen zur Charakterisierung von Oberflächendefekten, oberflächennahen Defekten und Inhomogenitäten im Volumen durch Senkung des Aufwandes verbessert werden. Streulichtmeßverfahren sollen so zur in-process-Steuerung/Regelung von Anlagen qualifiziert werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 8 gelöst.
Die bisher verwendeten komplizierten mathematischen Algorithmen werden teilweise durch Methoden aus der Theorie der Fuzzy Logic ersetzt. Gegebenenfalls werden zur Unterstützung der Auswertung der Meßergebnisse auch neuronale Netze eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung reduziert die Nachteile des Standes der Technik erheblich indem die Datenvorverarbeitung stark eingeschränkt bzw. völlig eliminiert wird und die vom Meßwertaufnehmer gelieferten Meßwerte objektabhängig nahezu direkt an die Auswerteeinheit mit Mitteln der Fuzzy Logic weitergegeben werden.
Die vorstehenden Aufgaben werden mit der Anordnung durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 4 gelöst.
Die vorstehenden Aufgaben werden in dem Verfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 8 bis 12 gelöst.
Die beispielsweise bei einer Streulichtmessung anfallenden Daten werden nach einer einfachen Vorverarbeitung einer Auswerteeinheit zugeführt, die auf Elementen der Fuzzy Logic basiert. In dieser Einheit werden zunächst die für die Problemstellung wesentlichen Informationen auf direktem Weg aus den Meßdaten exzerpiert und in Form von linguistischen Variablen abgelegt. Diese werden mit Hilfe einer auf die Problemstellung zugeschnittenen Inferenzmaschine ausgewertet und anschließend in Form von linguistischen Variablen ausgegeben. Falls es erforderlich ist, können die Ergebnisvariablen auf einfache Weise defuzzifiziert werden und damit als scharfe Ausgangswerte, beispielsweise für Regelungszwecke, zur Verfügung gestellt werden. Die Verarbeitung von Daten mit beispielsweise nicht a priori bekannter Struktur kann durch eine Modifikation innerhalb der Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic unterstützt werden. Hierzu können im Bedarfsfalle auch neuronale Netze eingesetzt werden.
Durch Verwendung von Elementen der Fuzzy Logic kann somit der zeitliche und apparative Aufwand zur Auswertung der aus der Messung gewonnenen Daten erheblich gesenkt werden. Durch die Kostenreduzierung und die gute Handhabbarkeit wird das Prinzip der Streulichtmessung zur Charakterisierung von Oberflächen und oberflächennahen Regionen sowie zur Charakterisierung von Inhomogenitäten im Volumen transparenter Stoffe für eine gewerbliche Anwendung erschlossen. Die Anordnung und das Verfahren zur Charakterisierung von Oberflächen und zur Charakterisierung und Klassifizierung von Oberflächendefekten und oberflächennahen Defekten sowie von Inhomogenitäten im Volumen transparenter Medien umfassen einen Detektor, der vom zu vermessenden Objekt ausgehende, vorzugsweise optische Signale auffängt, eine Einrichtung zur Vorverarbeitung der aufgefangenen Signale, eine Auswerteeinheit, in der die vorverarbeiteten Signale unter Verwendung von Elementen der Fuzzy Logic sowie ggf. neuronaler Netze ausgewertet werden sowie Einheiten zur Darstellung und Speicherung der Meßwerte in vorverarbeiteter und/oder ausgewerteter Form. Die Anordnung kann weiterhin eine Steuer-/Regeleinheit enthalten, mit deren Hilfe die ausgewerteten Signale in Steuer-/Regelsignale umgesetzt werden, die einen mit der Messung gleichzeitig ablaufenden Prozeß beeinflussen.
Die Erfindung wird im folgenden näher beschrieben. Zur Beschreibung wird anhand von Figuren vorgegangen. Es zeigt
Fig. 1 Meßanordnung und Datenfluß,
Fig. 2 Beleuchtungseinheit und Empfängereinheit mit Meßdatenvorverarbeitung,
Fig. 3 Beispieldaten,
Fig. 4 Beispiel für unscharfe Variable und Regelwerk,
Fig. 5 Anordnung für Untersuchung von Volumeneigenschaften transparenter Medien.
Die Anordnung besteht zunächst aus fünf Hauptbaugruppen. Das sind entsprechend Fig. 1 der Meßwertaufnehmer (2) zur Aufnahme der vom Meßobjekt (1) ausgehenden Signale (Objektdaten OD), die Meßwertvorverarbeitung (3), die Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4), die Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung (5) und die Steuer-/Regeleinheit (6) zur Beeinflussung von gleichzeitig mit der Messung ablaufenden Prozessen.
Die vom Meßobjekt (1) kommenden Objektdaten (OD), vorwiegend Streulichtverteilungen, werden vom Meßwertaufnehmer (2) aufgenommen. Dabei werden diese Objektdaten (OD) entweder direkt vom Meßwertaufnehmer (2) aufgenommen oder diesem über eine konventionelle Optik (Linsen, Objektive), oder über Lichtwellenleiter oder eine integrierte Optik (entsprechend DE 41 39 641 A1) oder eine Kombination der vorgenannten Komponenten zugeleitet. Der Meßwertaufnehmer (2) besteht aus mindestens einem optischen Empfänger (CCD-Elemente, Fotodioden Fotodiodenarrays oder SEVs) und ist so gestaltet, daß die Streulichtverteilung im gesamten Halbraum ggf. mit Ausnahme schmaler Bereiche um den einfallenden Laserstrahl und direkt über der Meßobjektoberfläche bei einer Messung oder im Verlaufe eines Meßzyklusses winkelaufgelöst oder teilintegriert sowie ggf. azimutal aufgelöst aufgenommen werden kann. Der Meßwertaufnehmer kann daher so gestaltet sein, daß Sensoren um den Laserstrahl drehbar angeordnet sind, oder daß Empfängerarrays azimutal angeordnet sind.
Die Abtastung einer Oberfläche wird über eine Verschiebung des Meßobjektes realisiert (siehe Fig. 2).
Bei der Untersuchung von Volumeneigenschaften transparenter Medien kann ebenfalls die Anordnung nach Fig. 2 angewendet werden. Weiterhin kann eine Anordnung mit Durchlichtbeleuchtung nach Fig. 5 verwendet werden. Der Laser ist unter dem Meßobjekt 1 angeordnet und der Empfänger 2 ist über dem Meßobjekt 1 angeordnet.
Das hat den Vorteil, daß ansonsten nicht detektierbare Streulichtanteile gemessen werden und der Informationsgehalt des Streulichtes somit größer ist.
Nach Weiterleitung der Meßwerte (M) an die Meßwertvorverarbeitung (3) werden diese einer Vorverarbeitung unterzogen. Diese kann eine einfache Filterung, teilweise Integration, Mittelung oder ähnliche Operationen enthalten. Diese Operationen werden teilweise über die Hardware und teilweise über die Software in der Meßwertvorverarbeitung (3) realisiert. Komplexe mathematische Algorithmen werden in der Meßwertvorverarbeitung (3) nicht realisiert.
Die Meßwerte (M) oder die vorverarbeiteten Meßwerte (MV) werden einer Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) zugeführt, in der die in den Meßwerten (M) oder vorverarbeiteten Meßwerten (MV) unmittelbar enthaltenen Informationen fuzzifiziert werden. Dazu werden je nach Problemstellung verschiedene linguistische Variable mit den ihnen zugeordneten Fuzzy Sets definiert. Diese linguistischen Variablen werden miteinander über eine Inferenzmaschine verknüpft, die ein Regelwerk sowie Vorschriften zur Auswertung der Regeln enthält. In einem ersten Schritt der Meßdatenauswertung werden die Daten den Sets der linguistischen Variablen zugeordnet und entsprechend dem Regelwerk verknüpft. Die daraus entstehenden Einzelkompatibilitäten werden für jede Regel aggregiert (z. B. mit dem Min-Operator). Daraus werden über die Inferenz (z. B. Fuzzy-UND) die Einzelergebnisse ermittelt, die zum Schluß über einen geeigneten Akkumulationsoperator (z. B. Max-Operator) zum Gesamtergebnis zusammengefaßt werden. Es entsteht als Ergebnis (E) zunächst eine gewichtete Vereinigung von Fuzzy Sets der linguistischen Ergebnisvariablen. Aus dieser wird bei Bedarf durch eine geeignete Methode der Defuzzifizierung (beispielsweise Schwerpunktmethode) ein scharfer Ausgangswert gewonnen, der das Ergebnis (E) ersetzen kann.
Die Meßergebnisse (E) werden einer Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung (5) zugeführt.
Diese Einheit (5) ist so ausgelegt, daß die Meßwerte sowohl vor (M) als auch nach der Vorverarbeitung (MV) vorzugsweise grafisch dargestellt werden und in Dateien abgelegt werden können. Weiterhin können auch die aus den vorverarbeiteten Meßwerte (MV) abgeleiteten Meßergebnisse (E) vorwiegend grafisch dargestellt und in Dateien gespeichert werden.
Die Einheit (6) zur Steuerung/Regelung von gleichzeitig mit der Messung ablaufenden Prozessen ist optional. In ihr werden die scharfen Meßergebnisse der Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) zur Steuerung/Regelung des Meßprozesses selbst (beispielsweise Sensornachführung) oder von Prozessen, die das zu untersuchende Objekt beeinflussen (vorzugsweise Beschichtungsverfahren, bei denen die aufgebrachte Schicht das zu untersuchende Objekt darstellt und die hinsichtlich ihrer Effizienz gesteuert werden sollen), verwendet.
Die konkrete Art der Steuerung/Regelung ist von der speziellen Problemstellung abhängig. Weiterhin kann über die Steuer-/Regeleinheit (6) auf die Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) Einfluß genommen werden. Dabei werden vor­ zugsweise einstellbare Operatoren (Fuzzy-UND, Gamma-Operator u. a. m.) nachgeregelt. Zur Unterstützung der damit bezweckten Lernfähigkeit der Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) können innerhalb dieser Einheit auch neuronale Netze eingesetzt werden, mit deren Hilfe beispielsweise neue Datenstrukturen eingelernt werden können.
Im folgenden wird näher nur auf die Funktionsweise der Auswerteeinheit (4) mit Elementen der Fuzzy Logic eingegangen. Es wird vorausgesetzt, daß die Meßwerte (M) bzw. die vorverarbeiteten Meßwerte (MV) in geeignet aufbereiteter Form vorliegen. Ist dies nicht der Fall, so können der eigentlichen Auswertung Verfahren vorgeschaltet werden, die softwaremäßig realisiert werden. Im vorliegenden Fall könnte das eine Logarithmierung der vorverarbeiteten Meßwerte sein.
Die auszuwertenden Meßdaten stammen im Beispiel aus Streulichtmessungen an glatten Oberflächen mit Defekten. Diese Defekte sollen anhand der Streulichtverteilungen charakterisiert werden. Die entsprechenden Kurven sind beispielhaft in Fig. 3 dargestellt (normierte Intensität Φ über dem Streuwinkel ⌀).
Die Unterschiede zwischen den Kurven sind zwar signifikant, jedoch numerisch nicht einfach zu fassen. Daher werden wesentliche Eigenschaften der Kurven in unscharfe Variable gefaßt, die über ein Regelwerk verknüpft werden. Variable und Regelwerk sind in Fig. 4 dargestellt, wobei µ die Zugehörigkeitsfunktion ist.
Sowohl die Variablen als auch das Regelwerk sind im Einzelfall den speziellen Erfordernissen anzupassen. Hier genügt eine Definition von je drei Dreiecksets pro Variable und eine einfache Verknüpfung über den Minimum-Operator. Als Inferenz- Methode kann die Max-Min-Inferenz angewendet werden. Eine Defuzzifizierung ist nicht erforderlich, da es sich um ein reines Klassifizierungsproblem handelt. Weiterhin ist kein Hinzufügen neuer Datenstrukturen während des Meßprozesses erforderlich, wodurch auf den Einsatz einstellbarer Operatoren oder neuronaler Netze in diesem Beispiel verzichtet werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Meßobjekt
2 Meßwertaufnehmer
3 Meßwertvorverarbeitung
4 Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic
5 Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung
6 Steuer-/Regeleinheit
OD Objektdaten
M Meßwerte
MV vorverarbeitete Meßwerte
E Meßergebnisse
ST Steuersignale
Φ relative Intensität
⌀ Winkel
µ Zugehörigkeitsfunktion.

Claims (17)

1. Anordnung zur Charakterisierung von Oberflächen und zur Charakterisierung und Klassifizierung von Oberflächendefekten und oberflächennahen Defekten sowie von Inhomogenitäten im Volumen transparenter Medien, bestehend aus einem Meßobjekt (1), einem Meßwertaufnehmer (2), einer Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung (5) sowie vorzugsweise einer Meßwertvorverarbeitung (3) und vorzugsweise einer Steuer- und/oder Regeleinheit (6), dadurch gekennzeichnet, daß
ein Meßwertaufnehmer (2) mit einer Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) verbunden ist und
die Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) mit der Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung (5) verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) mit einer Steuer-/Regeleinheit (6) verbunden ist und die Steuer-/Regeleinheit (6) mit Steuereingängen des Meßobjektes (1) verbunden ist, wobei vorzugsweise eine Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung zwischen geschaltet ist und/oder die Steuer-/Regeleinheit (6) zusätzlich wahlweise mit Steuereingängen des Meßwertaufnehmers (2) und/oder der Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) verbunden sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang des Meßwertaufnehmers (2) und/oder ein Ausgang der Meßwertvorverarbeitung (3) mit Eingängen der Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung verbunden sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) neuronale Netze zum Zwecke der Realisierung einer gewissen Lernfähigkeit der Anordnung enthalten sind.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwertaufnehmer (2) eine vorzugsweise winkel- und/oder azimutal auflösende Streulichtmeßanordnung oder eine andere, vorzugsweise berührungslos arbeitende, oberflächenabtastende Einrichtung, beispielsweise ein optisches Profilometer oder eine interferenzoptische Vorrichtung oder mindestens eine CCD-Matrixkamera zum Einsatz kommt.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßobjekt (1) ein transparentes Medium ist, dessen Volumen auf Inhomogenitäten untersuchbar ist, wobei die Lichtquelle (Laser) auf eines Seite des Meßobjektes (1) und der Meßwertaufnehmer (2) vorzugsweise auf der gegenüberliegenden Seite des Meßobjektes angeordnet sind oder der Meßwertaufnehmer (2) so ausgebildet ist, daß einen Winkelbereich bis 360 Grad um das Meßobjekt (1) herum erfaßbar ist.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung Bestandteil einer in-process-Steuerung/-Regelung von Beschichtungsanlagen, beispielsweise Anlagen zum thermischen Spritzen, und/oder von Anlagen zur automatisierten Oberflächenkontrolle und/oder Sortierung von beschichteten und/oder unbeschichteten Materialoberflächen ist.
8. Verfahren zur Charakterisierung von Oberflächen und zur Charakterisierung und Klassifizierung von Oberflächendefekten und oberflächennahen Defekten sowie von Inhomogenitäten im Volumen transparenter Medien, bei dem Objektdaten (OD) von einem Meßwertaufnehmer (2) registriert und vorzugsweise die Meßwerte (M) einer Meßwertvorverarbeitung (3) zugeführt werden und vorverarbeitete Meßwerte (MV) zur Auswertung zur Verfügung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorverarbeiteten Meßwerte (MV) einer Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) zugeführt werden, die zur Gewinnung von Informationen über die Oberfläche des Meßobjektes (1) Methoden der Theorie der Fuzzy Logic verwendet, weiterhin die Meßergebnisse (E) einer Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung (5) zugeführt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte (M) und/oder vorverarbeitete Meßwerte (MV) der Einheit zur Meßwertdarstellung und Meßwertspeicherung (5) zugeführt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßergebnisse (E) einer Steuer-/Regeleinheit (6) zugeführt werden und Steuersignale (ST) von der Steuer-/Regeleinheit (6) Steuereingängen des Meßobjektes (1) zugeführt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale (ST) von der Steuer-/Regeleinheit (6) den Steuereingängen des Meßwertaufnehmers (2) und/oder der Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) zugeführt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit mit Elementen der Fuzzy Logic (4) neuronale Netze enthalten sind, mit deren Hilfe eine gewisse Lernfähigkeit des Verfahrens realisiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte (M) aus vorzugsweise winkel- und/oder azimutal aufgelösten Streulichtmessungen oder aus anderen, vorzugsweise berührungslos arbeitenden, oberflächenabtastenden Verfahren, beispielsweise optisch-profilometrischen Verfahren oder interferenzoptischen Verfahren oder der Bildaufnahme mit einer CCD-Matrixkamera, gewonnen werden.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Meßobjektes (1) und/oder seine oberflächennahen Regionen abgetastet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauheit der Oberfläche und/oder Oberflächendefekte und/oder oberflächennahe Defekte im Bereich von etwa 1 nm bis 1 mm, beispielsweise Kratzer, Risse, Punktdefekte, Poren, ermittelt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Strukturmerkmale im Volumen transparenter Medien (beispielsweise Schwebeteilchen in Flüssigkeiten, Poren und Lunker im Glas) abgetastet werden.
17. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Meßergebnissen (E) gewonnenen Steuer-/Regelsignale (ST) zur in­ process-Steuerung/-Regelung von Beschichtungsanlagen, beispielsweise Anlagen zum thermischen Spritzen und/oder zur automatisierten Oberflächenkontrolle und/oder Sortierung von beschichteten und/oder unbeschichteten Materialoberflächen genutzt werden.
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