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Phototrietrische Einrichtung zur lichtelektrischen Untersuchung von
Löchern Für die Untersuchung von Körpern auf die Größe und das Vorhandensein von
Löchern vermittels lichtelektrischer Einrichtungen erweisen sich die bekannten Anordnungen,
z. B. von Soffittenlampen o. dgl. oder von Linsen, dann als ungeeignet, wenn die
zu untersuchenden Körper Löcher zeigen können, die in ihrer Richtung sehr stark
von der optischen Achse der Anordnung abweichen.
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Es ist zwar schon für lichtelektrische Zwecke die Venvendung von
Lichtleitoptiken aus Glasstäben vorgeschlagen worden; jedoch sind derartige Einrichtungen
bisher niemals für die Feststellung von beliebig schräg liegenden Löchern in der
dazu benötigten Anordnungsweise venvendet worden.
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Weiterhin ist für lichtelektrische Untersuchungen, inshesondere nach
dem Gegentaktphotometerverfahren, wobei in schnellem Wechsel Lichtstrahlen vom Vergleichsnormal
und Prüfling auf die Photozelle fallen, für eine besonders geringe Abweichung, also
besonders kleine Löcher für das Ansprechen der Anordnung erforderlich, das die Freigabe
und Abdeckung der Lichtquelle nur eine intensitätsmäßige Änderung des Lichtes am
Vergleichsnormal und Prüfling hervorrufen.
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Dazu ist die Anordnung der Lochscheibe an einer solchen Stelle, z.
B. einer Linsenoptik notwendig, die in bezug auf den Lichtfleck für das Vergleichsnormal
oder den Priiifkörper eine Öffnungsblende ist. Die bekannte Einrichtung versagt
aber gegenüber solchen Körpern, die auf die Größe von vorzugsweise auch in unterschiedlicher
schräger Richtung zur optischen Achse verlaufenden Löchern ansprechen soll. Das
kommt daher, daß die Wirkung der geometrischen Abdeckung in der Öffnungsblendenebene
am Gegenstand eine Aussiebung nach der Richtung der Lichtstrahlen bewirkt. Es läßt
daher ein Loch, das bei gleicher Neigung zur Papierebene gerade in umgekehrter Richtung
verläuft (vgl. Fig. I und 2!, unter Umständen
bei gewissem Teilabdeckungszustand
über haupt kein Licht durch, da das Licht von seinen Wandungen abgefangen wird.
Für derartige Objekte ist bei der bereits angeführten Einrichtung der wirksame Helligkeitsverlauf
über die Abdeck- und Freigabeperiode kein gleichmäßiger und für Prüfung und Vergleichsnormal
unterschiedlich. Dadurch wird die Gegentaktphotometermethode unempfindlicher und
ungenügend.
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Erfindungsgemäß wird bei einem lichtelektrischen Photometer zur Überwachung
der Größe und des Vorhandenseins von Löchern, z. B. in Walzblechen in den Strahlengang
mischen Lichtquelle und Prüfkörper eine Lichtleitoptik geschaltet. Durch die Verwendung
dieser Lichtleitoptik tritt das Licht praktisch gleichmäßig in einem Raumwinkel
von fast t 80' aus, so daß auch beliebig schräg zur Hauptachse der Optik verlaufende
Löcher in dem Prüfkörper genügend Auslöselicht zur Photozelle gelangen lassen. Nach
weiterer 'Ausgestaltung der Erfindung wird die z. B. aus optisch gut durchlässigem
Glas mit polierter Oberfläche oder aus einem innen gut verspiegelten Rohr bestehende
Anordnung so dicht wie möglich an den zu untersuchenden Körper herangeführt.
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Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine zweite Lichtleitoptik
zur Fortführung des Lichtes von dem Prüfkörper zur Photozelle zwischen Prüfkörper
und Photozelle ebenfalls so dicht wie möglich an dem Prüfkörper angeordnet. Dadurch
wird erreicht, daß auch von den Randgebieten des Prüfkörpers das Licht bei unterschiedlicher
Neigung der Löcher zur Hauptachse in ausreichender Weise die Photozelle erreicht.
Zur Anpassung der Querschnitte des Lichtbündels der Lichtquelle an den Querschnitt
des Prüfkörpers bzw. des Querschnitts der Prüfkörper an die Photozelle sind die
Eintritts-und Austrittsöffnungen des Spiegelkörpers durch geeignete Formgebung,
z.B. in Form von parabelförmigen Begrenzungen der Seiteaflächen angepaßt.
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Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zwischen Lichtleitoptik
und auszuleuchtendem Prüfkörper dicht vor diesen eine Feldlinse angeordnet. Auch
diese Anordnutig gestattet, das Licht gleichmäßig aus allen Richtungen des Raumwinkels
dem Prüfkörper zuzuführen. Dabei ist man aber etwas freier in der Anordnung der
Lichtleitoptik bezüglich ihrer Entfernung von dem Pr&fkörper.
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Wird bei den Einrichtungen nach der Erfindung zwischen Lichtquelle
und Lichtleitoptik in der sog. Zerhackerebene eine rotierende Lochscheibe angeordnet,
entweder zur Verbesserung der Verstärkerwirkung im nachfolgenden Verstärker oder
zur Anwen dung der bekannten Gegentaktphotometereinrichtung, bei der im schnellen
Wechsel das Licht vom Prüfling und über den Vergleichslichtweg auf die Photozelle
fällt, so wird in jedem Zustande der Abdeckung der Stirnfläche der Lichtleitoptik
durch die Lochscheibe die ganze Breite des Prüfkörpers gleichmäßig in den verschiedenen
Einfallsrichtungen ausgeleuchtet. Es werden daher bei im Prüfling vorhandenen Löchern
gleichen Querschnitts und gleicher Neigung gegen die Ebene des Prüflings, aber unterschiediicher
räumlicher Richtung dennoch völlig gleichartige lichtelektrische Impulse er zeugt;
damit ist die Feststellung kleiner Toleranzabweichungen von Löchern und die Ausnutzung
der Vorzüge einer Gegentaktphotometeranordnung erst möglich, denn nur bei ständig
über die gesamte Fläche gleichmäßiger Ausleuchtung in allen Austrittsrichtungen
sind bei vorhandener Sollichtdurchussigkeit derartiger Löcher die vom Prüfling und
Vergleichslichtweg erzeugten Impulse gleich, so daß ein einwandfreies Arbeiten dieser
Einrichtung erzielt wird.
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In den Fig. 3 a bis 6 ist der Gegenstand der Erfindung erläutert.
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In den Fig.3a. und 3b wird die Anordnung einer Lichtleitoptik nach
der Erfindung auch in einer Anwendungsfonn gezeigt, die in schon vorgeschlagener
Weise dazu dient, die Eingangs-, Durchgangs- und Ausgangsöffnungen der Optik möglichst
an die Größe der Lichtquelle, an die gleichzeitig zu überwachende Körperbreite und
an die Öffnung der Photozelle anzupassen. Dabei wird erfindungsgemäß bei den im
Körper zu überwachenden Löchern der gleichmäßige Austritt der Strahlung auch für
die Randzonen durch möglichst weitgehende Näherung der Austrittsöffnung der Lichtleitoptik
an den zu untersuchenden Körper erzwungen. Bei der Einrichtung nach der Erfindung
wird also gerade die Möglichkeit ausgenutzt, daß die Lichtaustrittssteile näher
an das Objekt herangebracht werden kann als bei Verwendung gewöhnlicher Lichtquellen.
Der Papierstreifen I wird auf einen schmalen Streifen in seiner ganzen Breite gleichmäßig
ausgeleuchtet. Man kann z.B. zwischen der etwa länglich gehaltenen Lichtquelle 2
und dem zu untersuchenden Gegenstand i eine flache Glasplatte 3 mit etwa parabelartig
gekriimm ten spiegelnden Begrenzungen anordnen. Um das Licht gleichmäßig von jeder
Stelle des Prüfkörpers wiederum der Photozelle 4 zuzuführen, wird eine gleich oder
ähnlich gestaltete Glasplatte 3 angeordnet. Ist die Papierbreite so groß, daß die
Längsausdehnung
der zu verwendenden Spiegelkörper zu groß werden
würde, so ordnet man nach den Fig. 4 und 5 zweckmäßig mehrere derartige Körper 6
nebeneinander an. In allen Fällen, namentlich aber bei der Verwendung von Ultraviolettlicht,
kann der Glaskörner durch ,einen in der geometrischen Oberflächengestaltung gleichglehaltenen
innen spiegelnden Metallkörper 7, wie das in Fig. 5 rechts dargestellt ist, z. B.
aus hochglänzendem Aluminiumblech ersetzt werden. Es können auch je nach Zweckmäßigkeit,
z. B. zur Kühlung, der Eintrittsspiegelkörper als Metallspiegelkörper und der Austrittsspiegelkörper
als Glaskörner ausgebildet sein.
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In Fig. 6 ist ein- Spiegelkörper 8 in Form eines Glasstabes gezeigt,
der mit einem Ende in der Zerkckerebene g einer nicht weiter dargestellten Lichtquelle
angeordnet ist und dessen anderes Ende an jedem Querschnitt seiner Austrittsfläche
das Licht praktisch gleichmäßig nach allen Richtungen in einem Winkel von 1800 austreten
läßt, das dann z. B. durch eine besondere dicht am zu unters,uch,enden Gegenstand
10 angeordnete Feldlinde 11 in geeigneter Weise gesammelt wird.
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Es ist ohne weiteres einzusehen, daß nun mehr von allen Stellen der
Austrittsfläche Licht - unter Vlermittlung der Feldlinse 11 zum Gegenstand io gelangt,
bei dem die Richtung der Strahlung sehr gleichmäßig in allen Richtungen verteilt
ist, so daß beliebig geneigt verlaufende Löcher ebenfalls vom Licht ausreichend
durchstrahlt werden.
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PA'rENTANSPR OCHE: 1. Lichtelektrisches Photometer zur Überwachung
der Größe und des Vorhandenseins von Löchern, z. B. in Walzblechen, gekennzeichnet
durch die Verwendung einer in dem Strahlengang zwischen Lichtquelle und Prüfkörper
angeordneten, z. B. aus optisch gut durchlässigem Glas mit polierter Oberfläche
oder einem innen gut verspiegelten Rohr bestehenden Lichtleitoptik zur Überwachung
von beliebig schräg zur Hauptachse der Optik verlaufenden Löchern in, dem Prüfkörper.