(57)【要約】  本発明は、テラヘルツビーム７によって１つの測定対象物２，１０２の層厚ｄ又は間隔を測定するための方法及びテラヘルツ測定装置であって、少なくとも１つのテラヘルツビーム７ａが、１つのテラヘルツ送受信ユニット４から光軸Ｃに沿って前記測定対象物２，１０２へ放射され、前記測定対象物２，１０２の少なくとも１つの層３を透過したテラヘルツビーム７又は前記測定対象物２，１０２の少なくとも１つの層３に到達し反射したテラヘルツビーム７が検出され、当該検出された反射したテラヘルツビーム７ｂの測定信号が評価され、層厚ｄ及び／又は間隔が、前記層３の少なくとも１つの境界面２ａ，２ｂで反射した前記ビーム７の伝搬時間差ｔ２−ｔ１から算出される当該方法及びテラヘルツ測定装置に関する。  この場合、複数の測定が、異なる複数の光軸Ｃによって実行され、当該放射されたテラヘルツビーム７ａの前記光軸Ｃが、前記複数の測定中に又は前記複数の測定間に調整され、前記複数の測定のうちの１つの測定が、前記層厚ｄ及び／又は前記間隔を算出するために使用されることが提唱されている。  特に、前記光軸が、調整角度範囲（α）内で連続的に及び／又は周期的に調整される。この場合、複数の測定が記録され、これらの測定のうちの最大振幅を有する測定が、前記層厚を算出するための測定として使用される。
2019500629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツビーム（７）によって１つの測定対象物（２，１０２）の層厚（ｄ）又は間隔を測定するための方法であって、少なくとも１つのテラヘルツビーム（７ａ）が、１つのテラヘルツ送受信ユニット（４）から光軸（Ｃ）に沿って前記測定対象物（２，１０２）へ放射され、前記測定対象物（２，１０２）の少なくとも１つの層（３）を透過して反射したテラヘルツビーム（７）又は前記測定対象物（２，１０２）の少なくとも１つの層（３）に到達し反射したテラヘルツビーム（７）が検出され、当該検出された反射したテラヘルツビーム（７ｂ）の測定信号が評価され、層厚（ｄ）及び／又は間隔が、前記層（３）の少なくとも１つの境界面（２ａ，２ｂ）で反射した前記ビーム（７）の伝搬時間差（ｔ２−ｔ１）から算出される当該方法において、
複数の測定が、異なる複数の光軸（Ｃ）によって実行され、
当該放射されたテラヘルツビーム（７ａ）の前記光軸（Ｃ）が、前記複数の測定中に又は前記複数の測定間に調整され、前記複数の測定のうちの１つの測定が、前記層厚（ｄ）及び／又は前記間隔を算出するために使用されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記測定対象物の表面（２ａ，１０２ａ）が、センサによって捕捉され、前記放射されたテラヘルツビーム（７）の前記光軸（Ｃ）が、前記センサの測定に依存して、前記センサによって算出された最小の間隔の位置に整合され追従されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放射されたテラヘルツビーム（７ａ）の前記光軸（Ｃ）は、調整範囲（α，ｓ）、特に調整角度範囲（α）にわたって連続的に且つ周期的に調整され、複数の測定が、当該調整中に記録され、
複数の測定が互いに比較され、最大振幅（Ａ）によるか又は検出された最大信号による１つの測定が、前記層厚（ｄ）を算出するための測定として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記放射されたテラヘルツビーム（７ａ）の前記光軸（Ｃ）は、互いに非平行な２つの方向に、特に直交する２つの方向に、調整範囲（α，ｓ）内で、特に調整角度範囲（α）内で周期的に調整されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記光軸（Ｃ）は、１つの方向に調整角度（α）内で周期的に調整され、さらに前記テラヘルツビーム（７）を放射する１つの測定ヘッド（４ａ）から前記測定対象物（２）までの間隔が、周期的に調整されることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項６】
前記放射されたテラヘルツビーム（７ａ）の前記光軸（Ｃ）は、前記テラヘルツ送受信ユニット（４）の１つの測定ヘッド（４ａ）を旋回させることによって前記調整角度（α）内で調整されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記テラヘルツ送受信ユニット（４）は、放射され反射した前記テラヘルツビーム（７，７ａ，７ｂ）を偏向するために調整可能ミラー（１１）を有するミラー装置（１０，１１）を備え、
前記調整可能ミラー（１１）は、前記光軸（Ｃ）の方向を変えるために調整されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記放射されたテラヘルツビーム（７ａ）が前記測定対象物（２，１０２）の前記表面（２ａ，１０２ａ）に当たる位置は、前記測定、特に伝搬時間の算出から算出され確認されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記放射されたテラヘルツビーム（７ａ）の前記光軸（Ｃ）は、前記複数の測定中に又は前記複数の測定間で、例えば前記光軸（Ｃ）に対して直角な調整方向（Ｅ）に並進調整されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
製造装置内で製造された合成樹脂製品、例えば合成樹脂管（２）又は合成樹脂フィルム（１０２）が、その製造後に搬送方向に沿って、少なくとも１つのテラヘルツ送受信装置（４）を有する測定装置（１）に沿って連続して案内され、前記テラヘルツ送受信ユニット（４）によって層厚、例えば壁厚（ｄ）を検査され、
当該放射されたテラヘルツビーム（７ａ）の光軸（Ｃ）が、前記搬送方向に対して直角に整合されていて、この搬送方向に対して直角な平面内で調整され、
前記層厚（ｄ）が、伝搬時間測定によって算出され、この伝搬時間測定時に、この層（ｄ）の表面（２ａ，１０２ａ）への前記テラヘルツビーム（７ａ）の入射時の反射の第１測定ピーク（ｐ１）とこの層（ｄ）を透過しこの層（ｄ）からの出射時に反射した後の時間的に後続する第２測定ピーク（ｐ２）との間の時間差（ｔ２−ｔ１）が算出され、
前記層厚ｄが、ｄ＝ｃ（ｔ２−ｔ１）／２ｎから算出され、
この場合、ｃは、真空中の光速度であり、ｎは、前記テラヘルツビーム（７）に対する合成樹脂材料の屈折率であり、（ｔ２−ｔ１）は、前記第１測定ピーク（ｐ１）と前記第２測定ピーク（ｐ２）との間の時間差であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
合成樹脂の測定対象物（２，１０２）の層厚（ｄ）及び／又は間隔を測定するための、テラヘルツ送受信ユニット（４）を有するテラヘルツ測定装置（１）であって、このテラヘルツ送受信ユニット（４）は、テラヘルツビーム（７ａ）を光軸（Ｃ）に沿って前記測定対象物（２，１０２）に放射するための１つの送信機（５）と、前記測定対象物（２，１０２）から反射したテラヘルツビーム（７ｂ）を受信するための１つの受信機（６）と、層の第１境界面又は外面（２ａ）で反射したテラヘルツビームとこの層を透過した後に第２境界面で反射したテラヘルツビームとの伝搬時間差から前記層厚（ｄ）を算出するための１つの制御装置（８）とを有する当該テラヘルツ測定装置（１）において、
前記テラヘルツ送受信ユニット（４）の少なくとも一部が、前記光軸（Ｃ）を調整範囲（α，ｓ）内で調整するために設けられていて、前記制御装置（８）が、前記光軸（Ｃ）の異なる複数の調整時の複数の測定の比較から前記層厚（ｄ）を算出するように構成されていることを特徴とするテラヘルツ測定装置（１）。
【請求項１２】
前記テラヘルツ測定装置（１）の１つの測定ヘッド（４ａ）が、少なくとも１つの旋回軸方向に調整角度（α）内で調整可能であることを特徴とする請求項１１に記載のテラヘルツ測定装置（１）。
【請求項１３】
前記テラヘルツ測定装置（１）は、調整可能な少なくとも１つのミラー（１１）を有するミラー装置（１０，１１）を有し、前記調整可能な少なくとも１つのミラー（１１）は、当該放射されたテラヘルツビーム（７）の前記光軸（Ｃ）を調整するために少なくとも１つの調整範囲（α，ｓ）内で、特に調整角度範囲（α）内で調整可能であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のテラヘルツ測定装置（１）。
【請求項１４】
前記テラヘルツ測定装置（１）は、前記測定対象物（２，１０２）の表面（２ａ，１０２ａ）の位置及び／又は地点を算出するためのセンサを有し、前記制御装置（８）が、このセンサによって捕捉された地点に依存して前記光軸（Ｃ）を追従させることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置（１）。
【請求項１５】
前記制御装置（８）は、調整範囲（α，ｓ）内で、特に調整角度範囲（α）内で前記光軸（Ｃ）を調整し、測定信号を前記調整範囲内で連続して記録し、
前記制御装置（８）は、最大振幅を有する１つの測定を前記測定対象物（２，１０２）の表面（２ａ，１０２ａ）に直角に入射したときの測定として使用することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の層厚又は間隔を測定するための方法及びテラヘルツ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この場合、テラヘルツビームが、光軸に沿ってテラヘルツビームに対して透過性の材料、例えば合成樹脂から成る測定対象物に放射される。当該測定対象物は、当該テラヘルツビームに対して空気又は真空に比べて十分に高い屈折率を有する。このような材料は、特に合成樹脂でもよく、しかしながら例えば木材、セラミック又はＣＦＫ若しくはＧＦＫ（炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック）のような繊維強化材料でもよい。当該入射するテラヘルツビームの一部が、当該材料層中への入射時に反射され、当該材料層中に入射したテラヘルツビームの一部が、後続の境界面で、例えば当該材料層の後面又は裏面で反射される。したがって、当該境界面で反射した当該ビームの振幅の複数の測定ピークが記録され得、当該両測定ピークの時間差が、当該材料層を往復した伝搬時間として評価され得る。したがって、当該材料層の検査地点の層厚が算出され得る。さらに、測定対象物から送受信ユニットまでの間隔も算出され得る。その結果、例えば外径のような測定対象物の外側寸法も測定され得る。
【０００３】
測定対象物が、搬送装置によって直接に生産ラインの端部に搬送されるか、又は測定装置を通過されることによって、このようなテラヘルツ層厚測定が、特に、当該合成樹脂対象物の製造後に、例えばその製造の直後に、この合成樹脂対象物の品質を検査するために実行され得る。
【０００４】
しかしながら、この場合、複数の測定対象物を生産ラインの端部で連続して測定するときに、テラヘルツ測定装置を当該測定対象物に対して正確に整合させることは常に不可能であることが分かっている。当該測定対象物を不正確に中心合わせした場合、例えば、当該測定装置内の１つの合成樹脂管の管中心位置が誤差を含む場合、入射するテラヘルツビームの光軸が、もはや当該測定対象物の表面に対して正確に直角に入射しない。その結果、複数の境界面で反射した当該ビームが、もはや光軸に沿って送受信ユニットへ戻るように放射されず、その信号強度又はその振幅強度が、その横方向の放射に起因して著しく減少する。
【０００５】
したがって、例えば測定対象物の機械式の誘導に起因して、位置決めに多大な労力が必要である。さらに、合成樹脂対象物の製造直後の測定は、合成樹脂材料がまだ柔らかい場合は不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３２２３９４５号明細書
【特許文献２】独国特許第１０２０１４２１４０４６号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２０１３２１７０３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、測定対象物の確実なテラヘルツ測定と、層厚及び／又は間隔の正確な算出を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の測定方法及び独立請求項に記載のテラヘルツ測定装置によって解決される。好適なその他の構成は、従属請求項に記載されている。
【０００９】
この場合、本発明のテラヘルツ測定装置は、特に本発明の方法を実行するために設けられていて、本発明の方法は、特に本発明のテラヘルツ測定装置を使用して実行される。
【００１０】
したがって、少なくともの１つのテラヘルツ送受信ユニットを有する測定装置が提供される。当該テラヘルツ送受信ユニットの光軸は、調整可能であり、測定対象物の測定中に調整される。
【００１１】
この場合、１つの構成によれば、測定対象物が、当該測定対象物の表面を−非接触式に又は接触式に−捕捉する追加のセンサによって感知され得る。この場合、当該センサのセンサ信号が、制御装置によって記録され、送受信ユニットの光軸を調整するために使用される。
【００１２】
この代わりに、好適な実施の形態によれば、放射されたテラヘルツビームの光軸が、調整範囲内で連続的に又は周期的に調整され、測定が、この調整範囲の複数の調整位置で実行される。当該調整は、特に旋回又は回転によって実行される。その結果、当該光軸が、調整角度内で調整され、測定が、当該調整角度の複数の角度位置で実行される。さらに、並進調整も可能である。当該複数の測定後に、当該調整範囲内で記録されたこれらの測定の複数の振幅が互いに比較され、受信したテラヘルツビームの最大振幅による測定が、最良の測定又はほぼ直角に入射する入射角度を成す測定として使用される。この測定は、当該入射角の測定方法として直接に使用され得るか、又は当該光軸を追従させるためにも使用され得る。
【００１３】
調整範囲、例えば調整角度内の当該光軸のこのような連続した調整には、幾つかの利点がある。
【００１４】
テラヘルツビームの完全に直角な入射又はほぼ直角な入射が、僅かな労力で達成され得る。その結果、信号が高くなり、測定が正確になる。
【００１５】
この場合、若干の合成樹脂製品の場合、特に製造の直後の柔らかい材料の場合に技術的に労力を要する測定対象物の調整又は追従が不要である。したがって、本発明によれば、特に連続して又は連続する工程で製造される、例えば合成樹脂管又は合成樹脂フィルムのような合成樹脂製品が、当該連続した製造の直後に測定装置によって測定され得る。
【００１６】
さらに、例えば測定ヘッドを確認された誤調整に対してその都度個別に修正することなしに、連続する調整工程が、光軸を調整範囲内で周期的に調整することによって達成され得る。その後の評価が、最大振幅を示す測定を提供する。その結果、この測定は、直接に使用され得る。この場合、例えば、個々の測定を異なる調整位置又は測定位置で記録するために、調整モータを途中で停止することも不要である。当該測定は、当該調整モータを停止させることなしに、周期的な調整中に実行され得る。何故なら、テラヘルツビームの伝搬時間が非常に短く、光軸の関連する機械的な調整が、測定中に実行されないからである。
【００１７】
光軸の調整は、様々な実施の形態にしたがって実行され得る。
【００１８】
したがって、測定ヘッドの光軸が、例えば角度調整モータ又は例えば並進調整モータによって全体として調整されてもよい。この代わりに、調整すべき物体が小さいように、テラヘルツビームの送信機及び受信機が固定されたままで、当該テラヘルツビームが、光学装置によって、例えば、少なくとも１つの調整可能ミラー、例えば金属ミラー、プラズマ又は光を反射するその他の表面を有するミラー装置によって調整されてもよい。したがって、例えばビーム経路内の調整可能ミラーが、調整角度の半分だけ連続して調整され得る。この場合、テラヘルツビームの光軸を示すため、例えば可視帯域内のレーザビームが、追加して入射されてもよい。
【００１９】
当該調整は、１つの軸方向に又は２つの軸方向に実行され得る。ただ１つの軸方向の場合、当該調整は、特に搬送方向に対して直角に実行される、すなわち当該搬送方向に対して平行な調整軸を中心にして実行される。さらに、１つの軸を調整するため、例えば、測定ヘッドから測定対象物までの間隔が変更されてもよい。２つの軸を中心にした調整の場合、例えば、当該両軸又は方向の調整角度が、検査すべき測定対象物に応じて異なってもよい。したがって、当該検査すべき測定対象物の搬送方向又は送り方向に対して直角な調整角度が大きくてもよい。何故なら、この場合、検査すべき合成樹脂管の誤調整又は位置誤差、例えば管の位置誤差が、搬送方向に沿った測定対象物の表面の誤差位置の場合よりも大きい角度誤差を引き起こすからである。
【００２０】
例えば円周方向に分散して配置された複数のテラヘルツ送受信ユニットを有する測定装置の場合、それらの測定結果又は当該複数の測定から算出された値が、互いに比較され、その他のテラヘルツ送受信ユニットのために使用されてもよい。したがって、当該表面から当該送受信ユニット又は当該送受信ユニットの測定ヘッドまでの間隔も、テラヘルツ信号の伝搬時間から算出され得る。そして当該算出から、例えば、当該測定装置の軸中心から合成樹脂管の対称軸までの位置又は偏差が算出され得る。
【００２１】
本発明によれば、特に測定対象物の層厚及び／又は間隔、例えば外側寸法が算出され得る。当該層は、例えば測定対象物の側壁でもよく、さらには、自由空間、例えば、空気で充填された層としての管の内部空間でもよい。
【００２２】
テラヘルツビームは、特に０．０１ＴＨｚ〜５０ＴＨｚ、特に０．０５ＴＨｚ〜２０ＴＨｚの周波数範囲内で使用され得る。この場合、当該テラヘルツビームは、特に完全に電子式に送受信ダイポールによって送信され受信され得る。
【００２３】
当該測定及び評価は、時間空間で又はフーリエ変換して周波数空間で実行され得る。
【００２４】
以下に、本発明を幾つかの実施の形態の添付図面に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】角度位置を合わせていない又は合わせる前の不正確な中心合わせ状態で管として形成された測定対象物を測定する場合の測定装置の断面を示す。
【図２】測定装置を最適に中心合わせした状態で壁厚をテラヘルツ測定する場合の合成樹脂から成る測定対象物の層厚又は壁厚の算出の測定原理を示す。
【図３】測定装置を不正確に中心合わせした場合の図２による測定原理を示す。
【図４】本発明の１つの実施の形態にしたがって層厚を測定するための方法による測定状況を示す。
【図５】不正確に角度調整した場合の測定装置の１つの実施の形態を示す。
【図６】引き続き測定装置を角度調整することによって補正した場合の図５に対応する構成を示す。
【図７】ミラーの配置を並進調整する１つの実施の形態を示す。
【図８】ミラーの配置を並進調整する１つの実施の形態を示す。
【図９】テラヘルツ測定装置の測定ヘッドを並進調整する１つの実施の形態を示す。
【図１０】テラヘルツ測定装置の測定ヘッドを並進調整する１つの実施の形態を示す。
【図１１】測定装置の収容リングを並進調整する１つの実施の形態を示す。
【図１２】測定装置の収容リングを並進調整する１つの実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
テラヘルツ測定装置１は、壁厚ｄの円筒状又は管状の側壁３を有し、ここでは合成樹脂管２である測定対象物２を測定するために使用される。この測定装置１は、例えば押出成形機の流れ生産工程の特に直後に設けられ得る。これに応じて、合成樹脂管２が、長手方向に、すなわち生産方向と搬送方向とにテラヘルツ測定装置１を通過する。
【００２７】
理想的には、合成樹脂管２は、中心又は中央を通過する。すなわち、この合成樹脂管２の管軸Ｂが、テラヘルツ測定装置１の対称軸Ａと一致する。しかしながら、図１によれば、位置が中心から離れている。すなわち、対称軸Ａから管軸Ｂまでの偏差による管の位置誤差が存在する。このような不正確な位置決めは、合成樹脂管２の撓みに起因して又は新たに押し出された合成樹脂管２の撓みやすい材料の振動に起因して起こり得る。
【００２８】
テラヘルツ測定装置１は、複数のテラヘルツ送受信ユニット４を有する。これらのテラヘルツ送受信ユニット４は、このテラヘルツ測定装置１の円周にわたって分散して配置されていて、その内側に向けられている、図１によれば対称軸Ａに向けられている。
【００２９】
これらのテラヘルツ送受信ユニット４はそれぞれ、図１に示された、特に０．０１ＴＨｚ〜５０ＴＨｚ、特に０．０５ＴＨｚ〜２０ＴＨｚ及び特に特に０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚの周波数範囲内のテラヘルツビーム７ａを放射するための１つのテラヘルツ送信機５と、この周波数範囲内にある戻り反射したテラヘルツビーム７ｂ用の図示された１つの受信機６とを有する。当該算出は、制御装置８内で実行される。この場合、それぞれのテラヘルツ送受信ユニット４が、ただ１つの制御装置８を有してもよく、又は、共通の１つの制御装置８が、複数のテラヘルツ送受信ユニット４に対して設けられている。図２〜４は、測定原理をより詳しく示す。
【００３０】
図２は、正確に調整した場合の測定を示す。図２ａによれば、テラヘルツ送受信ユニット４が、テラヘルツビーム７ａを合成樹脂管２の中心に放射する。これに応じて、図２ｂによれば、テラヘルツビーム７ａが、測定対象物として使用される合成樹脂フィルム１０２に直角に入射される。当該両測定対象物２及び１０２の合成樹脂材料はそれぞれ、テラヘルツビーム７に対して透過性である。しかしながら、真空又は空気は、ｎ＝１の屈折率を有する一方で、当該合成樹脂材料は、約ｎ＝１．５の屈折率を有する。したがって、境界面の移行部分では、すなわち、管壁外面２ａ及び管壁内面２ｂのそれぞれでは、又はフィルム外面１０２ａ及びフィルム内面１０２ｂのそれぞれでは、テラヘルツビーム７の一部が反射する。図２ｃは、当該受信するテラヘルツビームの振幅Ａの測定グラフを示す。当該テラヘルツビームの場合、測定ピークｐ１が、時間ｔ１で認識することができ、測定ピークｐ２が、時間ｔ２で認識することができる。これらの測定ピークの時間間隔ｔ２−ｔ１が、壁厚ｄと屈折率ｎとを有する管壁３の２回の通過時のテラヘルツビーム７の伝搬時間差を示す、すなわち、例えばｄ＝ｃ（ｔ２−ｔ１）／２ｎを示す。
【００３１】
図３による、すなわち図１のほとんどのテラヘルツ送受信ユニット４で存在する不正確な中心合わせの場合、図３ａによるテラヘルツ送受信ユニット４の光軸Ｃが、合成樹脂管２の管軸Ｂと交差しないか、又は図３ｂによれば合成樹脂フィルム１０２に対して直角に進行しない。その結果、反射したテラヘルツビーム７ｂが、光軸Ｃ上で正確に戻り反射されずに、光軸Ｃに対して不正確な位置決め角度β≠０を成してずれて戻り反射される。したがって、図３ｃによれば、測定信号の弱い振幅を認識することができる。当該弱い振幅は、より大きい不正確な位置決め角度の場合は完全に消滅し得る。より弱い信号に加えて、誤差も、測定中に発生し得る。
【００３２】
本発明によれば、表面２ａ又は１０２ａに対するテラヘルツ送受信ユニット４の光軸Ｃの角度位置又は誤調整が算出され修正されるか、又は、１つの垂直測定が、複数の角度位置で測定し比較することによって確認される。
【００３３】
この場合、様々な実施の形態が提唱されている。これらの実施の形態によれば、光軸の直角調整を伴う測定が達成される。
【００３４】
第１の代わりの実施の形態Ａによれば、表面２ａ又は１０２ａが、位置センサとして使用される別のセンサによって捕捉される。当該位置センサは、測定対象物２又は１０２の正確な位置を非接触式に又は接触式に捕捉し得る。その結果、測定ヘッド４ａ、すなわち光軸Ｃの位置が、これに応じて自動的に追従され、表面２ａ又は１０２ａに対して直角に整合される。
【００３５】
別の実施の形態Ｂによれば、複数の測定が、調整角度範囲α内で実行され、正しい位置、すなわち測定表面２ａ又は１０２ａに対する光軸Ｃの直角な入射が、これらの測定から確認される。ここでも、複数の構成が可能である。
【００３６】
図４では、測定ヘッド４ａの角度位置が、１つの軸方向に又は２つの軸方向に電動式に調整可能である。その結果、この測定ヘッド４ａの光軸Ｃが、一方向又は二方向に調整される。この場合、例えば、１つの軸の調整に加えて、測定ヘッド４ａから測定対象物２までの間隔ｄ４が変えられてもよい。
【００３７】
したがって、図４の実施の形態によれば、調整角度範囲α内の１つの軸周りの調整が、図４ｃによる信号の測定の下で実行されることによって、それぞれのテラヘルツ送受信ユニット４の測定ヘッド４ａ自体がそれぞれ別々に調整され得る。この場合、複数の測定を連続して実行するときに、最適な角度位置が、図４ｃによる最大強度Ｉを有するピークで存在する、したがってピークｐ１ｂ、ｐ２ｂで存在する、すなわち３つの測定のうちの２番目の測定で存在する。したがって、最適な角度位置又は直角な角度位置が、この軸の走査時に当該２番目の測定中にピークｐ１ｂ、ｐ２ｂに対して到達され、その後に通過される。つまり、測定対象物２又は１０２に対する最適な整合は、完全な旋回工程時又は調整角度範囲αの走査時に達成されるか又は十分正確に達成される。その結果、別の測定が不要であり、最大振幅による測定が直接に使用され得る。
【００３８】
角度位置を変化させることによるこの走査、すなわち調整角度範囲α内の光軸Ｃの調整は、例えば、２つの軸方向に連続して実行され得る。
【００３９】
テラヘルツビーム７の照射の位置、すなわち光軸Ｃと表面２ａ又は１０２ａとの交点は、テラヘルツ伝搬時間信号を併用しつつ、位置センサの変位又はテラヘルツビーム７若しくは光軸Ｃの変位の測定される角度位置又は並進位置によって計算され算出されてもよい。
【００４０】
したがって、例えば図１による配置の場合、１つのテラヘルツ送受信ユニット４による伝搬時間測定は、このテラヘルツ送受信ユニット４又はこのテラヘルツ送受信ユニット４の場合によっては変位可能な測定ヘッド４ａを調整するためだけではなくて、測定対象物２からテラヘルツ送受信ユニット４までの間隔を伝搬時間測定によって測定するためにも使用され得る。したがって、当該絶対位置は既知である。その結果、測定装置１の対称軸Ａに対する管軸Ｂの誤位置決めが確認可能である。これに基づいて、その他のテラヘルツ送受信ユニット４も整合又は修正され得る。したがって、円周方向に配置された複数のテラヘルツ送受信ユニット４を有するテラヘルツ測定装置１を用いた図１による構成の場合、全てのテラヘルツ送受信ユニット４が、このような角度位置の補正又は誤位置の確認を実行して、当該位置の補正又は修正を実行することが必要でない。
【００４１】
図５及び６は、別の実施の形態を示す。この実施の形態の場合、テラヘルツ送受信ユニット４の光軸Ｃの角度位置の補正が修正される。この場合、測定ヘッド４ａが調整されるのではなくて、テラヘルツビーム７が、１つ又は複数のミラー１０，１１、例えば固定ミラー１０と調整可能ミラー１１とによって偏向される。当該調整可能ミラー１１を調整することで、光軸Ｃが、当該角度位置を補正するために適切に調整され得る。図４ｃのグラフにしたがって同様に連続して測定する場合に、最適な角度位置を確認するため、したがって、この実施の形態の場合、光軸Ｃが、調整角度範囲αを走査するように、当該調整可能ミラーが、この調整角度範囲αの半分だけ変位される。この場合、該当する測定が、即座に最適に実行され得る。
【００４２】
図５及び６によれば、例えば固定ミラー１０は、プリズム又はハーフミラーとして構成されている。その結果、ここでは、−又は別の観点では−光レーザ１２が、ポジションマーカとしてテラヘルツビーム７に重畳され得る。当該重畳は、視覚的な検査のために使用され得る。さらに、基本的には、光学カメラも、当該ポジションマーカによって生成された点を捕捉し、測定対象物２，１０２の位置を確認するために測定装置１内に設けられ得る。
【００４３】
したがって、本発明によれば、測定対象物、例えば図１に示された合成樹脂管２又は合成樹脂フィルム１０２の流れ生産時に、全てのテラヘルツ送受信ユニット４の角度位置が連続して修正され得る。
【００４４】
このような角度調整のほかに、放射されたテラヘルツビーム７ａの光軸Ｃの並進調整もさらに可能である。図７〜１２は、このような並進調整の様々な構成を示す。
【００４５】
図７及び８によれば、調整可能ミラー１１が、旋回されるのではなくて、並進調整される。したがって、固定ミラーのミラー面と調整可能ミラー１１のミラー面とが、例えばそれぞれ互いに平行に進行する。したがって、例えば、調整可能ミラー１１が、図７の開始位置から並進調整され、当該測定位置が、図８の位置に到達する。放射されたテラヘルツビーム７ａが、この位置で測定対象物２の側壁に対して直角に当たる。その結果、同様に、当該テラヘルツビーム７は、最大振幅又は最大検出信号として確認される。したがって、同様に、調整可能ミラー１１の複数の測定位置が、それらの測定を実行する地点に到達される。図７及び８の示された実施の形態の場合、固定ミラー１０が、放射されたテラヘルツビーム７を、直角を成して偏向させる。このような構成の場合、光軸Ｃに対して直角に進行し、さらに測定対象物２の管軸Ｂに対して直角に進行するこの調整方向Ｅへの調整可能ミラー１１の調整も重要である。しかしながら、この場合、別の並進調整も可能である。図８によれば、テラヘルツビーム７ａが、測定対象物２を直角を成して照射する測定位置に達するまで、１つの測定値が、例えば、調整可能ミラー１１の調整区間ｓが調整される。上記の実施の形態に対するその他の説明は、図７，８の実施の形態に対して同様に成立する。
【００４６】
図９及び１０の実施の形態によれば、ミラー配置の調整可能ミラー１１だけではなくて、測定ヘッド４ａの全体が、案内装置１７に沿って、例えば、同様に光軸Ｃに対して直角で且つ管軸Ｂ又はそれぞれの測定対象物２の対称軸に対して直角な調整方向Ｅに並進調整される。その結果、上記の実施の形態にしたがって複数の測定を適切に評価することで、同様に、これらの測定が、異なる複数の調整位置又は測定位置で記録され、互いに比較され得る。その結果、図１０によれば、調整区間ｓのときに、テラヘルツビームが、直角に照射される。
【００４７】
図１１及び１２の実施の形態の場合、ただ１つの測定ヘッド４ａだけではなくて、測定装置１又は複数のテラヘルツ送受信ユニット４をリング状に配置している収用リング１４の全体が、例えば、テラヘルツ測定装置１のフレーム又はベース１５に対して並進調整される。この場合、例えば、調整が、２つの軸方向に実行され得るか、又は管軸Ｂに対して直角で且つ測定装置１の対称軸Ａに対して直角な平面内で実行され得る、すなわち、例えば、図示したように光軸Ｃに沿って調整方向Ｅに且つ調整方向に実行され得るか、又はこの平面内の別の軸に沿って実行され得る。
【００４８】
さらに、複数の旋回、すなわち角度調整と並進調整とのあらゆる組み合わせも可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１        テラヘルツ測定装置
２        測定対象物
２ａ      管壁外面
２ｂ      管壁内面
３        層
４        送受信ユニット
４ａ      測定ヘッド
５        送信機
６        受信機
７        テラヘルツビーム
７ａ      テラヘルツビーム
７ｂ      テラヘルツビーム
８        制御装置
１０      固定ミラー
１１      調整可能ミラー
１２      光レーザ
１４      収容リング
１５      フレーム、ベース
１７      案内装置
１０２    合成樹脂フィルム
１０２ａ  フィルム外面
１０２ｂ  フィルム内面
Ａ        対称軸
Ｂ        管軸
Ｃ        光軸
Ｅ        調整方向
ｓ        調整区間調
α        整角度範囲
【図１】
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【図２ａ）】
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【図２ｂ）】
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【図２ｃ）】
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【図３ａ）】
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【図３ｂ）】
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【図３ｃ）】
2019500629.tif 000009
【図４ａ）】
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【図４ｂ）】
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【図４ｃ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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