(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの被検サンプルの箇所における放射線強度の時間的特性経過の検出のための方法であって、
前記サンプルは、耐候性試験装置の密閉されたサンプルチャンバ内で紫外線および全放射線生成のための固定的放射線装置を中心に円形の移動経路を移動するものであり、放射線装置の目下の放射線強度を検出する少なくとも１つのセンサが設けられており、該センサは少なくとも１つのサンプルと共に、サンプルに対し放射線装置に関して、例えば移動経路の周方向にずらされて実質的に移動経路を移動し、前記センサによって、目下の放射線強度に相応する電気的な測定信号が所定の時間間隔で導出される形式のものにおいて、
測定信号を、比較的短いパターン間隔を有する第１の設定可能なタイムパターンに相応して当該比較的短いパターン間隔毎にそれぞれの範囲内で少なくとも一度、設定可能な時間的長さのさらに短い所定の積分間隔に亘ってアナログ的に積分し、
そのようにアナログ的に積分された前記比較的短いパターン間隔毎の測定値をデジタル化し、
前記第１のタイムパターンの複数の順次連続するパターン間隔のデジタル化された測定値を、比較的長いパターン間隔を有する第２の設定可能なタイムパターンに相応して、当該比較的長いパターン間隔毎に算術的に加算して平均化し、
そのように算術的に加算し平均化して得られた測定値を、時間的に対応付け可能にかつ呼出し可能にデジタル的に記憶することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記算術的に加算し平均化した測定値を、設定可能な比較的長い期間に亘って呼出し可能に記憶する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のタイムパターンの順次連続するパターン間隔内の積分間隔の位置を時間的にシフトさせる、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記第１のタイムパターンの順次連続するパターン間隔内の積分間隔の位置を、時間的に不規則に、例えばランダム制御してシフトさせる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記第１のタイムパターンは、約５００ｍｓの一定のパターン間隔を有し、該パターン間隔毎に約２００〜５００ｍｓの長さの積分間隔を使用し、前記第２のタイムパターンは、約６０ｓの一定のパターン間隔を有している、請求項１〜４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記第１のタイムパターンの積分間隔は、それぞれある一定の積分間隔を含んだパターン間隔の終端にて終了している、請求項１〜５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記第１のタイムパターンの積分間隔は、それぞれある一定の積分間隔を含んだパターン間隔の始端にて開始されている、請求項１〜５いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記第１のタイムパターンのパターン間隔毎に少なくとも２つの時間的に交差しない積分間隔が用いられる、請求項１〜７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも２つの積分間隔は同じ長さである、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの積分間隔は異なる長さであり、それらの合計の長さは、第１のタイムパターンの全てのパターン間隔において同じ大きさである、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
放射線強度に対して付加的にさらなる測定量、例えば空気湿度および/または空気温度が、放射線に依存する測定信号に相応して検出され継続処理される、請求項１〜１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜７に記載の方法を実施するための装置であって、中央の放射線装置の目下の放射線強度を検出するための少なくとも１つのセンサを有しており、該センサは少なくとも１つの測定サンプルと共に、サンプルに対し放射線装置に関して、例えば移動経路の周方向にずらされて円形の移動経路を移動し、前記センサによって、目下の放射線強度に相応する電気的な測定信号が導出される形式のものにおいて、
センサ（２０,２２）の出力側に、クロック制御されたアナログ積分器（２６）が接続されており、該アナログ積分器（２６）は、測定信号を、比較的短いパターン間隔（ａ）を有する第１の設定可能なタイムパターンに相応して当該比較的短いパターン間隔毎にそれぞれの範囲内で少なくとも一度、設定可能な時間的長さのさらに短い所定の積分間隔（ｃ）に亘ってアナログ的に積分し、
前記積分器（２６）の出力側に、アナログ/デジタル変換器（２８）が接続されており、該アナログ/デジタル変換器（２８）は、前記積分器のアナログ的に積分された測定値をそれぞれ個々の積分間隔（ｃ）の終端にてデジタル化し、
前記アナログ/デジタル変換器（２８）の出力側に、平均値形成する加算器（３０）が接続されており、該加算器（３０）は、前記第１のタイムパターンの複数の順次連続するパターン間隔（ａ）のデジタル化された測定値を、比較的長いパターン間隔（ｂ）を有する第２の設定可能なタイムパターンに相応して、当該比較的長いパターン間隔毎に算術的に加算して平均化し、
前記加算器（３０）の出力側に、順次連続して算術的に加算され平均化された測定サンプルの時間的な対応付けと呼出しが可能な記憶のための記憶装置（３２）が接続されていることを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記積分器（２６）と、アナログ/デジタル変換器（２８）と、加算器（３０）は、少なくとも１つの設定可能なクロック発生器（３６）に接続されている、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
第１のタイムパターン並びに第２のタイムパターンおよび積分間隔を生成し、当該装置の個々の部分を制御するマイクロプロセッサ（３６）が設けられている、請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１５】
前記記憶装置（３２）は、シフトレジスタとして構成されている、請求項１２〜１４いずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
積分間隔のランダム制御されたシフトのために、前記クロック発生器ないしマイクロプロセッサ（３６）に接続される乱数発生器（３８）が設けられている、請求項１２〜１５いずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、サンプルが耐候性試験装置の密閉されたサンプルチャンバ内で紫外線および全放射線生成のための固定的放射線装置を中心に円形の移動経路を移動し、放射線装置の目下の放射線強度を検出する少なくとも１つのセンサが設けられており、該センサは少なくとも１つのサンプルと共に、サンプルに対し放射線装置に関して、例えば移動経路の周方向にずらされて実質的に移動経路を移動し、前記センサによって、目下の放射線強度に相応する電気的な測定信号が所定の時間間隔で導出される、少なくとも１つの被検サンプルの箇所における放射線強度の時間的特性経過の検出のための方法に関している。また本発明はさらにこの方法を実施するための装置に関している。
【０００２】
耐候性試験装置は、任意のサンプルの耐光性検査と経年劣化検査に用いられている。このサンプルは、密閉されたサンプルチャンバ内で円形の移動経路上に分配され固定的な放射線装置を中心にして移動する。その際耐候性試験装置内にはレインロッド“Regenstaebe”やその他の固定の装置部材などが、所要の環境条件の考慮のために設けられることがある。そのため放射線装置からサンプルまでのビーム経路ならびにこのサンプルと共に移動するセンサまでのビーム経路がこれらの装置技術上の障害物によって繰返し中断されたり妨害されたりする。公知の装置では放射線強度の時間的特性経過は次のようにして検出されている。すなわち実質的に個別の放射線強度の瞬時ピックアップを比較的長い時間間隔で行なったり移動経路の個々の周方向位置において行うようにして検出されている。そのため前述したような装置技術上の理由から避けることのできないビーム中断が放射線強度の検出の際の測定エラーにどのように影響するのかを予測することができない。特にこのビーム中断は放射線装置周辺のセンサの不利な回転位置において繰り返し発生し得るので、サンプルへの放射線に関する著しい測定エラーが発生する。
【０００３】
本発明の課題は、冒頭に述べたような形式の方法及び装置において、前述したような従来装置の欠点を回避し、サンプルの箇所における放射線強度の時間的特性経過の信頼性の高い検出を可能にすることである。この場合、装置技術上の個々の固定的なビーム障害物が実質的にもはや測定結果を誤らせるような影響を与えることはない。さらにこの方法は電池駆動型ないしバッテリー駆動型装置などのような節電タイプもしくは省エネタイプの回路構成要素を用いた実現に対しても適したものである。
【０００４】
前記課題は本発明により、測定信号を、比較的短いパターン間隔を有する第１の設定可能なタイムパターンに相応して当該比較的短いパターン間隔毎に少なくとも一度、設定可能な時間的長さの所定の積分間隔に亘ってアナログ的に積分し、そのようにアナログ的に積分された前記比較的短いパターン間隔毎の測定値をデジタル化し、前記第１のタイムパターンの複数の順次連続するパターン間隔のデジタル化された測定値を、比較的長いパターン間隔を有する第２の設定可能なタイムパターンに相応して、当該比較的長いパターン間隔毎に算術的に加算して平均化し、そのように算術的に加算し平均化して得られた測定値を、時間的に対応付け可能にかつ呼出し可能にデジタル的に記憶するようにして解決される。
【０００５】
この方法のもとでは、装置技術上の個々の固定的なビーム障害物の測定結果への影響が実質的に排除される。なぜなら短い時間間隔で繰り返されるアナログ的積分過程のもとで時間的に継続する積分間隔とそれに続く複数の個々の測定結果の加算並びに平均化によって、ビームに不都合な目下の状況が結果から取り除かれるかないしは実質的に現われなくなるからである。当該方法は、比較的短い積分間隔とそれに続くデジタル化及びデジタル継続処理並びに記憶のみのために、比較的簡単で安価な実現、例えば市販の安価な構成素子を備えた電池駆動式並びにバッテリー駆動式の装置や移動式装置に対して適している。その他にも商用電源網のもとでの生じ得る電源周波数変動や障害の測定結果への影響も十分に抑圧される。
【０００６】
請求項２によれば、算術的に加算し平均化した測定値が、設定可能な比較的長い期間に亘って呼出し可能に記憶される。これにより放射強度の時間的特性経過が比較的長い期間に亘ってもさほどメモリコストをかけずに検出を行うことが可能となる。
【０００７】
請求項３及び４に記載の有利な特徴によれば、特にランダム制御された積分間隔のシフトのために当該方法のさらなる安全性が高められる。なぜなら同じように作用し加算される既存の障害量がさらに低減されるからである。このことは一方ではビーム障害物の影響に有効でありさらに商用電源の影響にも有効である。
【０００８】
請求項５〜７に記載の有利な手法は、当該方法の実質的な実現と適用性について有利なことを証明する。このことは請求項８〜１０の実施例にも相応に当てはまる。
【０００９】
請求項１１によれば、時間的な特性経過に関するさらなる測定量も検出可能であり、放射線強度に相応して処理できる。
【００１０】
さらに前述した課題は、請求項１２に記載された本発明による装置により、次のようにして解決される。すなわち、センサの出力側に、クロック制御されたアナログ積分器が接続されており、該アナログ積分器は、測定信号を、比較的短いパターン間隔を有する第１の設定可能なタイムパターンに相応して当該比較的短いパターン間隔毎に少なくとも一度、設定可能な時間的長さの所定の積分間隔に亘ってアナログ的に積分し、前記積分器の出力側に、アナログ/デジタル変換器が接続されており、該アナログ/デジタル変換器は、前記積分器のアナログ的に積分された測定値をそれぞれ個々の積分間隔の終端にてデジタル化し、前記アナログ/デジタル変換器の出力側に、平均値形成する加算器が接続されており、該加算器は、前記第１のタイムパターンの複数の順次連続するパターン間隔のデジタル化された測定値を、比較的長いパターン間隔を有する第２の設定可能なタイムパターンに相応して、当該比較的長いパターン間隔毎に算術的に加算して平均化し、前記加算器の出力側に、順次連続して算術的に加算され平均化された測定サンプルの時間的な対応付けと呼出しが可能な記憶のための記憶装置が接続されるようにして解決される。
【００１１】
この装置は、比較的簡単で安価な構造を可能にし、本発明による方法の容易な実現を市販の構成要素を用いて可能にさせる。
【００１２】
請求項１３によれば、タイムクロックが設定され、そのつどの作動条件への適合化が図られる。このクロック発生器は、それに影響する個々の装置構成要素の適時動作を常に考慮するものである。その際請求項１４によれば、マイクロプロセッサが特に有利であることが証明される。これもまた市販の安価で省エネ動作するものである。この場合マイクロプロセッサは装置の作動経過全体を制御することも可能である。
【００１３】
請求項１５に記載の構成例によれば、非常に簡単な形式で放射線強度の時間的経過に相応する情報の一時的にないしは段階的に更新可能な記憶が可能となる。
【００１４】
請求項１６に記載の有利な構成例によれば、積分間隔がさらなるエラー抑圧に向けてランダム制御でシフトされ得る。
【００１５】
実施例
次に本発明を図面に示された実施例に基づいて以下に詳細に説明する。この場合図１は、本発明による方法に従って動作する装置を備えた耐候性試験装置の概略的な平面図であり、
図２は、本発明による方法を実施するための装置の詳細な回路部分の概略的なブロック回路図であり、
図３は、本発明のさらなる実例を説明するためのダイヤグラムである。
【００１６】
図１によれば、耐候性試験装置の遮蔽されたケーシングＧ内には、紫外線及び全放射線生成のための一体形もしくは分割形に構成された固定の放射線装置１０が設けられている。この放射線装置１０は、固定的で、放射線を妨害する、装置技術的な障害物、例えば吸収板１２，レインロッド“Regenstaeben”１４、その他の機械的装置部材などによって取り囲まれている。円形の移動経路１６は例えば同心的に位置付けられた放射線装置１０を中心に走っている。被検サンプル１８（図中にはこれらのうちの３つが示されている）は作動モードにおいて放射線装置１０を中心に移動経路１６上を案内され、放射線装置１０の放射線によって照射される。
【００１７】
被検サンプルの箇所における放射線強度の時間的特性経過は、放射線装置１０の放射線に反応する少なくとも１つのセンサ２０によって検出される。このセンサも移動経路１６上をサンプル１８と共に移動し、図示の例ではサンプル１８に対して周方向にずらされて配置されている。但しこのセンサは、周方向にずらす代わりにサンプル１８に対して高さ方向にずらして配置させてもよい。
【００１８】
サンプル１８に対する放射線装置からの放射線経路やセンサ２０に対する放射線装置からの放射線経路に交差する固定の機械的装置部材は、不可避な測定エラーを生じさせる。このようなエラーは特に、センサ２０が比較的長い時間間隔で放射線強度の極短いピックアップしか行わない場合には著しい欠点となり得る。このような不都合は、センサ２０が放射線の妨害される領域内でしか動作を繰り返さない場合にもあり得る。またネットワークの妨害が繰り返されても不都合に作用し得る。このような欠点を回避するために、本発明による方法を実施するための装置が図２に示されているように構成される。
【００１９】
図２では、センサ２０として放射線装置１０の放射線に対して感応し移動経路１６上を移動する受信ダイオード２２の出力側が増幅器２４を介して、クロック制御された積分器２６に接続されている。この積分器２６自体は、アナログ/デジタル変換器２８に接続されている。この変換器２８の出力側は、平均値を形成する加算器３０に接続され、該加算器３０は記憶装置３２に接続されている。この記憶内容はビジュアル装置３４に表示可能である。マイクロプロセッサ３６は、当該装置の個々の構成要素を制御し、また当該実施例のように乱数発生器３８と結合させてもよい。
【００２０】
クロック発生器としても動作するマイクロプロセッサ３６は、順次連続する比較的短いパターン間隔ａの（これは例えば図３によれば１秒または０.５秒の長さを有している）、第１の設定可能なタイムパターンを生成する。またこのマイクロプロセッサ３６は、さらに短い積分間隔ｃを生成する（これは図３の実施例では例えば０.３秒の長さを有する）。図３によれば、例えばパターン間隔ａ毎に２つの同じ長さの積分間隔ｃが生成され、これらは重畳することなく相対抗する時間間隔でパターン間隔ａにおいて分割される。図３の実施例によれば、これらはパターン間隔ａにおいて０.５秒の際および１.０秒の際に終端している。
【００２１】
各積分間隔ｃの期間中、積分器２６は受信ダイオード２２による測定信号のアナログでの積分を行う。各積分間隔ｃの終端に存在する積分器２６の測定値は、アナログ/デジタル変換器２８によってデジタル化される。このデジタル化された一連の値は、図３の上から二段目のダイヤグラムに概略的に示されている。
【００２２】
マイクロプロセッサ３６は、さらに順次連続する比較的長いパターン間隔ｂ（これは図３の実施例によれば例えば６０秒の長さを有している）を有する第２の設定可能なタイムパターンを生成する。各パターン間隔ｂの期間中に時間的にそれに属する複数の順次連続するパターン間隔ａのデジタル化された測定値が、加算器３０によって算術的に加算され平均化される。このパターン間隔ｂの期間中にデジタル化された値の算術的加算は、図３においては上から三段目のダイヤグラムに階段状のグラフで示されている。
【００２３】
パターン間隔ｂの各終端にて加算器３０から送出される測定値は、記憶装置３２に時間的に正しく対応付けされて記憶され、それに伴ってビジュアル装置３４上に適時に表示させてもよい。記憶装置３２内には、そのつどの加算器３０からの最終的に生じた限定数の測定値が記憶される。これに対して例えば記憶装置３２は複数の測定値によって実行されるシフトレジスタとして構成される。
【００２４】
パターン間隔内の積分間隔ｃの位置は乱数発生器３８を用いてランダムに制御されてシフトされてもよい。
【００２５】
本発明による装置は、本発明の枠内で多種多様に変更が可能である。それにより例えばタイムパターンのパターン間隔ａ，ｂ並びにパターン間隔ａ内の積分間隔ｃの数及び位置、それぞれ記憶装置３２内に同時に記憶される測定値の数は、そのつどの要求に応じて適合化可能なものである。さらに装置技術上の詳細な構造についても多種多様な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による方法に従って作動する装置を備えた耐候性試験装置の概略的な平面図である。
【図２】  本発明による方法を実施するための装置の詳細な回路部分の概略的なブロック回路図である。
【図３】  本発明のさらなる実例を説明するためのダイヤグラムである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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