DE2401105B2 - Vorrichtung zur abtastung einer optischen marke auf einem rotgluehenden stahlstueck - Google Patents

Description

a) die Lichtquelle eine Hochdruck-Quecksilber-Dampflampe (1) ist, ^J5

b) das Filter ein Metallinterferenzfilter (2) mit einer maximalen Durchlaßempfindlichkeit innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 4300 bis 4400 A, und zwar nahe 4358 Ä, ist, und

c) daß die Bildaufnahmeröhre (3) eine Empfindlichkeit ebenfalls im genannten Wellenlängenbereich von 4300 bis 4400A mit einem maximalen Wert bei 4350 A aufweist.

»5

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abtastung einer optischen Marke auf einem rotglühenden Stahlstück, mit einer Lichtquelle, mit deren Strahlung eine optische Marke auf dem Stahlstück erzeugt wird, einer die von der Oberfläche des Stahlstückes reflektierte Strahlung der Lichtquelle aufnehmenden Bildaufnahmeröhre, z. B. einer Vidikonröhre, und einem dieser vorgeschalteten Filter.

Wenn ein Material auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, erzeugt dieses eine thermische, der Planckschen Formel entsprechende Strahlung, deren Wellenlänge von der Temperatur abhängt. Bei niedrigen Temperaturen liegt die thermische Strahlung im Infrarotbereich. Im Temperaturbereich zwischen 500 und 600⁰C liegt das Licht im Rotspektrum. Wenn die Temperatur weiter auf HOO⁰C erhöht wird, verschiebt sich die Farbe des Lichtes in Richtung auf Gelb, während bei Temperaturen von 1300 und 1500⁰C weißes Licht abgestrahlt wird. Die thermische Strahlung eines Materials weist danach ein kontinuierliches Spektrum auf, welches der bestimmten Temperatur des Materials entspricht. Bei Temperaturen oberhalb von 700° C gelangt das Wellenlängenspektrum in den sichtbaren Bereich. Wenn demzufolge beispielsweise ein auf einer hohen Temperatur befindliches Material wie ein rotglühender Stahlstab auf einer Temperatur oberhalb von 1000⁰C für die Weiterverarbeitung in einem Walzwerk einer kontaktlosen Messung unter Verwendung einer optischen Markierung als Referenzpunkt ausgesetzt wird, dann ist die Temperatur des Materials so hoch, daß die thermische Strahlung innerhalb des sichtbaren Bereiches des Spektrums liegt. Wenn eine optische Markierung im Bereich des sichtbaren Lichtes auf ein derartiges erhitztes Material projiziert wird, wird aufgrund dessen die optische Markierung durch die im sichtbaren Bereich liegende thermische Strahlung abgedeckt, so daß es äußerst schwierig ist, die betreffende optische Markierung festzustellen.

Zur Vermeidung des genannten Nachteils ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekanntgeworden, deren Lichtquelle im Ultraviolett-Bereich arbeilet. Es hat sich aber hei ausgestellt, daß es nicht in dem gesamten Ultraviolett-Bereich möglich ist, ein für eine exakte und fehlerfreie Abtastung ausreichendes Verhältnis zwischen Signalhöhe und Störpegelhöhe zu erhalten.

Bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art wurde auch bereits als Lichtquelle eine Hochdruck-Quecksilber-Dampflampe verwendet, während die Abtastung mittels einer im sichtbaren WelLnlängenbereich arbeitenden Bildaufnahmeröhre erfolgte, vor die ein Bandpaßfilter mit einer maximalen Durchlaßempfindlichkeit von 5470 oder 6480 A geschaltet war. Diese Vorrichtung wird jedoch aufgrund ihres Arbeitens im sichtbaren Wellen'ängenbereich, wie eingangs geschildert, durch die thermische Strahlung des abzutastenden Materialstücks ungünstig beeinflußt, so daß die Abtastgenauigkeit der optischen Markierung unzureichend ist.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schallen, mit welcher die Abtastung bei einem hohen Verhältnis von Signalhöhe und Störpegelhohe im wesentlichen ohne Störung durch die thermische Strahlung mögl'ch 1st.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Lichtquelle eine Hochdruck-Quecksilber-Dampflampe ist,

b) das Filter ein Metallinterferenzfilter mit einer maximalen Durchlaßempfindlichkeit innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 4300 bis 4400 A, und zwar nahe 4358 A, ist, und

c) daß die Bildaufnahmeröhre eine Empfindlichkeit ebenfalls im genannten Wellenlängenbereich von 4300 bis 4400 A mit einem maximalen Wert bei 4350 A aufweist.

Eine Hochdruck-Quecksilber-Dampflampe weist einen Spektralbereich von etwa 3000 bis etwa 6000 A auf. Innerhalb dieses Bereichs liegen sechs charakteristische Strahlungsspitzen. Der erfindungsgemäßcn Vorrichtung liegt nun die nach langen Versuchen gefundene und überraschende Erkenntnis zugrunde, daß gerade der Wellenlängenbereich zwischen 4300 und 4400 A gemäß einer der Strahlungsspitzen die besten Ergebnisse hinsichtlich eines hohen Signalrauschverhältnisses und der Vermeidung von Störungen durch die thermische Strahlung ergibt.

Ein Ausführungsbeispicl der Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung,

Fig. 2 eine grafische Darstellung der Spektralverteilung einer als Lichtquelle in der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Hochdruck-Quccksilber-Dampflampe,

F i g. 3 eine grafische Darstellung der Durchlaßcharakteristik eines in der Vorrichtung von F i g. 1 verwendeten Metallinterferenzfilters, und

F i g. 4 eine grafische Darstellung der Empfindlichkeitscharakteristik der in der Vorrichtung von F i g. 1 verwendeten Bildaufnahmeröhre.

F i g. 1 umfaßt die Vorrichtung einer die optische Markierung erzeugenden Lichtquelle, welche aus einer Hochdruck-Quccksilber-Dampflampe 1 besteht.

Ein Metallinterferenzfilter im Strahlengang der reflektierten Strahlung ist mit 2 bezeichnet. Dahinter ist eine Bildaufnahmeröhre 3, beispielsweise ein Vidikon, angeordnet. Diese ist mit einem Anzeigegerät 4, beispielsweise einem Fernsehgerät, verbunden. Der abzutastende rotglühende Stahlblock ist mit 5 bezeichnet.

Das Licht der Hochdruck-Quecksilber-Dainpflampe I hat eine Spektralverteilung gemäß F i g. 2. Wie durch den Pfeil angedeutet, tritt im Wellenlängenbereich zwischen 43Ü0 und 4400A eine Strahlungsspitze auf. Dieser Bereich wird bei der vorliegenden Vorrichtung, wie eingangs erläutert, ausgenutzt.

Auf das Metallinterferenzfilter 2 trifft sowohl das von der Hochdruck-Quecksilber-Dampflampe 1 aus-

gestrahlte und von dem Stahlblock 5 reflektierte, die optische Markierung bildende Licht als auch die thermische Strahlung des rotglühenden Stahlblockes 5.

Clemäß Fig. 3 weist das Metallinterferenzlilter eine maximale Durchlässigkeit im Weiieniängcnbcreich von 4358 A auf, läßt also nur Licht in einem Wellenlängenbereich gemäß der benutzten Strahlungsspitze von F i g. 2 hindurch.

Die Bildaufnahmeröhre 3 besteht aus einem Vidikon, dessen frequenzmäßige Empfindlichkeit durch das Metallinterferenzfilter 2, d. h. den Wellenlängenbereich zwischen 4300 und 4400 A festgelegt ist. Ein derartiges Vidikon weist dabei eine Empfindlichkeitscharakteristik gemäß F i g. 4 auf, nach welcher die maximale Empfindlichkeit bei 4350 Ä auftritt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 24 Ol

   Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Abtastung einer optischen Marke auf einem rotglühenden Stahistuck, mii einer Lichtquelle, mit deren Strahlung eine optische Marke auf iem Stahlstück erzeugt wird, einer die von der Oberfläche des Stahlstückes reflektierte Strahlung der Lichtquelle aufnehmenden Bildaufnahmeröhre, z.B. einer Vidikonröhre, und einem dieser vorgeschalteten Filter, dadurch gekennzeichnet, daß