本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)件上的uv敏感的漆的在線工藝監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

在硬化構(gòu)件上的uv敏感的漆膜時，必須超過漆特定的uv劑量，所述uv劑量作為落到漆面上的uv光的強度和輻照時間的乘積，使得粘性液態(tài)的漆膜完全反應(yīng)(聚合作用)成固態(tài)表面覆層。在不完全硬化時，無法實現(xiàn)漆覆層的要求的機(jī)械特性、如硬度和抗刮性，由于不完全的聚合作用同樣不能實現(xiàn)或僅能夠不完全實現(xiàn)附著強度或其他特性。在這種漆覆層工業(yè)應(yīng)用于構(gòu)件上時，對這些特性的檢查出于成本和生產(chǎn)過程原因僅對單獨試樣是可行的。在確定不足的硬化時，必須從以下出發(fā)，自上次檢查的時間點開始生產(chǎn)的至少可觀數(shù)量的構(gòu)件可能具有質(zhì)量缺陷進(jìn)而作為廢品丟棄。

出于所述原因，在工業(yè)應(yīng)用中非常值得期望的是，具有在生產(chǎn)過程中集成的檢查或監(jiān)控裝置和方法，借助所述檢查或監(jiān)控裝置和方法，可以測量作為表面層的用uv曝光的膜的特征，以便因此在沒有延遲的情況下保證構(gòu)件的質(zhì)量。對于所述監(jiān)控裝置和方法還更值得期望的是以下可能性，即在uv曝光期間可以根據(jù)測量信號追蹤漆膜的連續(xù)的硬化工藝。借助這種監(jiān)控，能夠控制硬化工藝，因此在最簡單的情況下，能夠可控地調(diào)整硬化時間。因此，所述硬化時間能夠調(diào)節(jié)得如完全硬化所需那么短地來保持。以所述方式，在質(zhì)量保持不變的情況下，為硬化步驟實現(xiàn)最高可能的生產(chǎn)率。在用固定硬化時間曝光的情況下，出于工藝安全性原因，必須比最小所需的更長地保持，以便在工藝中發(fā)生變化時可靠地在每個情況下都得到完全的硬化。在監(jiān)控硬化狀態(tài)的繼續(xù)的版本中，也能夠?qū)ζ渌に噮?shù)產(chǎn)生調(diào)節(jié)技術(shù)上的影響，因此例如能夠動態(tài)地調(diào)整uv光源的功率或構(gòu)件運動經(jīng)過uv曝光區(qū)域的速度。以所述方式，能夠?qū)崿F(xiàn)用于完全硬化的最小工藝時間，借此使生產(chǎn)率最大化。

借助這種工藝監(jiān)控，通常不能夠直接測量硬化的漆膜的要實現(xiàn)的、大多機(jī)械的特性，因為所述工藝監(jiān)控尤其應(yīng)以不接觸的方式進(jìn)行。借助這種方法，僅能夠測量近似特性，經(jīng)由所述近似特性，能夠以大的可靠性推斷出遵循所需的特性。流行的用于確定硬化程度的方法是光學(xué)光譜學(xué)，其中借助于光譜解析的測量裝置對入射到漆膜上的光的反射(或透射)的變化進(jìn)行分析。所述光譜變化在不同的波長范圍中對漆是特定的。uv范圍的示例在德國烏爾姆的fa.microchemicals公司手冊中描述(http://www.microchemicals.com/technical_information/exposure_photoresist.pdf)，或者對于b.l.基礎(chǔ)的紅外范圍，在博士論文“curecharaccterizationofanunsaturatedpolyesterresinusingnear-infrared，fluorescenceanduv/visiblereflectionspectroscopies”，(博士論文/文獻(xiàn)9924301，康涅狄格大學(xué)，1999)中可以找到。

適當(dāng)?shù)臏y量裝置通常是光柵光譜儀或傅里葉變換光譜儀，如在scherzer、mehnert和lucht的“on-linemonitoringoftheacrylateconversioninuvphotopolymerizationbynear-infraredreflectionspectroscopy”(polyspectroscopyvolume205，第151頁-第162頁，2004)中描述的那樣，或者是與匹配的光學(xué)濾波元件組合的光傳感器。在硬化漆膜時，光譜在一定范圍中變化。所述變化被考慮作為硬化度的數(shù)量計量單位。

這種工藝監(jiān)控不能完全替代隨機(jī)試樣的質(zhì)量保證。但是，通過將光譜特性與出自試樣的技術(shù)重要的漆特性進(jìn)行比較，能夠進(jìn)行校正進(jìn)而能夠?qū)⒐庾V數(shù)據(jù)用于持續(xù)地監(jiān)控漆膜的質(zhì)量，這能夠以擴(kuò)展的形式如在上文中提到的那樣用于控制工藝。

構(gòu)件上的表面覆層的特性在生產(chǎn)工藝之外以試樣方式不僅借助檢查機(jī)械特性的直接方法(所述直接方法通常破壞覆層)，或者也借助無破壞的方法實現(xiàn)，所述無破壞的方法測量其他特性，所述其他特性根據(jù)經(jīng)驗與所需的特性直接關(guān)聯(lián)。

在無破壞的方法中，尤其已知光學(xué)方法，如在德國烏爾姆的fa.microchemicals公司的手冊(http://www.microchemicals.com/technical_information/exposure_photoresist.pdf)中詳盡地描述的那樣。在硬化uv漆膜時，進(jìn)行聚合反應(yīng)，其中從粘性液態(tài)漆中的單體/低聚物產(chǎn)生聚合物鏈，其中由于結(jié)構(gòu)變化，也發(fā)生漆膜的光學(xué)特性的變化。在通過uv引起的硬化中，uv光的一部分與波長相關(guān)地被吸收。所述吸收特性隨著硬化度變化并且能夠作為波長相關(guān)的反射特性(反射光譜)的變化借助于光譜儀來檢測。uv范圍的示例在在德國烏爾姆的fa.microchemicals公司手冊(http://www.microchemicals.com/technical_information/exposure_photoresist.pdf)中予以描述，或者對于b.l.基礎(chǔ)的紅外范圍，在博士論文“curecharacterizationofanunsaturatedpolyesterresinusingnear-infrared，fluorescenceanduv/visiblereflectionspectroscopies”，(博士論文/文獻(xiàn)9924301，康涅狄格大學(xué)，1999)中可以找到。具有行探測器的uv光譜儀尤其適合于此，因為借助230…400nm的整個uv波長范圍的所述反射光譜，能夠在直至小于10毫秒之內(nèi)進(jìn)行測量。

具有相同構(gòu)造、但是具有用于800…1700nm的近紅外范圍(nir)的陣列探測器的光譜儀現(xiàn)今是可用的并且能夠以類似的讀取率運行。因此，在用uv曝光的硬化過程期間，在nir范圍中的光譜反射特性的變化能夠同時追蹤，如在scherzer、mehnert和lucht的“on-linemonitoringoftheacrylateconversioninuvphotopolymerizationbynear-infraredreflectionspectroscopy”(polyspectroscopyvolume205，第151頁-第162頁，2004)中描述的那樣。

在紅外范圍ir(1500…20000nm)中，激發(fā)帶隨著粘性漆轉(zhuǎn)換成硬化的覆層而變化，所述覆層顯示出紅外反射光譜中的變化。在確定的波數(shù)帶中進(jìn)行可良好測量的變化，借助所述變化能夠確定漆膜的硬化狀態(tài)。參見lowry和weesner的(usingreal-timeft-irtocharacterizeuvcurableopticaladhesives，spektroskopy，第26卷，第8版，第40頁-第46頁，2011)。紅外光譜現(xiàn)今幾乎僅僅借助傅里葉變換紅外光譜儀(ftir)來測量。

對于特定應(yīng)用，反射中的光譜變化也能夠借助于一個或多個適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)濾波器和簡單的光學(xué)強度傳感器來檢測，但是濾波器必須特定地匹配于應(yīng)用和漆膜的光反射的光譜特性。對于工業(yè)應(yīng)用，所述簡單的、然而僅可特定使用的解決方案作為更有利的且更魯棒的解決方案替代寬帶光譜儀絕對是有意義的。

從現(xiàn)有技術(shù)中尤其得到下述缺點：

在沒有監(jiān)控裝置的情況下，只有通過對生產(chǎn)的部件的試樣測量才能夠延時地識別質(zhì)量問題。

此外，為了可靠地實現(xiàn)所需的曝光劑量需要延長的曝光時間。

此外，存在漆膜的過度曝光的風(fēng)險，這能夠引起脆化。

迄今，不存在或僅存在工藝漂移的延遲的早期識別，所述工藝漂移能夠引起直至加重的質(zhì)量問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，用于漆的硬化的輻射源同時用作為用于測量硬化度的信號源。這特別是具有下述優(yōu)點，反射光的表面的取向具有次要的作用，并且光始終到達(dá)探測器。這尤其在基底安裝在旋轉(zhuǎn)的螺桿上時是有利的。

根據(jù)一個尤其優(yōu)選的實施方式，硬化光經(jīng)由分區(qū)段的鏡偏轉(zhuǎn)到基底上，其中所述鏡在投影中沿著初始方向顯得是連續(xù)的，然而在投影中沿著基底反射的輻射顯得具有開口。開口例如表示一個孔或多個孔、一個縫隙或多個縫隙或者一個或多個縫隙和/或一個或多個孔的組合。此外，狹縫也是可以的。

附圖說明

下面詳細(xì)地并且根據(jù)附圖示例性地補充本發(fā)明。

圖1示出自動檢測構(gòu)件上的可uv硬化的漆膜的硬化狀態(tài)的示意圖。

圖2示出為了自動檢測可uv硬化的漆膜的硬化狀態(tài)而同步運動構(gòu)件的示意圖，其中傳感器檢測構(gòu)件的位置，并且為一系列預(yù)先定義的、依次的位置生成各個光譜記錄的觸發(fā)器信號209。

圖3示出自動檢測構(gòu)件上的可uv硬化的漆膜的硬化狀態(tài)的示意圖，所述構(gòu)件布置在旋轉(zhuǎn)的螺桿形的固持件上。

圖4示出利用二向色鏡411來探測構(gòu)件上的可uv硬化的漆膜的硬化狀態(tài)的在線工藝監(jiān)控設(shè)備的示意圖。

圖5示出用于探測構(gòu)件上的可uv硬化的漆膜的硬化狀態(tài)的在線工藝監(jiān)控設(shè)備的示意圖，其中硬化借助于uv曝光通過在二向色鏡511上的反射進(jìn)行，并且鏡中的孔513允許由構(gòu)件表面反射的ir輻射527的一小部分通過至光譜儀503。

圖6示出用于探測構(gòu)件上的可uv硬化的漆膜的硬化狀態(tài)的在線工藝監(jiān)控設(shè)備的示意圖，其中借助于分區(qū)段的鏡元件631、632通過反射優(yōu)化uv曝光，并且通過提高測量信號627的射到用于“在線”測量的光譜儀603的接收窗上的份額來確保光譜的信號質(zhì)量的提高。

圖7示出用于探測構(gòu)件上的可uv硬化的漆膜的硬化狀態(tài)的在線工藝監(jiān)控設(shè)備的示意圖，與圖6相比以另一種示例性的鏡布置。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的鏡布置的示意圖，其中分區(qū)段的鏡在投影中沿著輻射源的初始方向顯得是連續(xù)的，然而在投影中沿著由基底反射的輻射顯得具有開口。

圖9示出在線工藝監(jiān)控設(shè)備的示意圖，所述在線工藝監(jiān)控設(shè)備示出具有不同傾斜的多個分區(qū)段的鏡。

具體實施方式

在圖1中示意地示出對構(gòu)件上的可uv硬化的漆膜的硬化度的這種根據(jù)本發(fā)明的自動檢測。構(gòu)件順序地運動到uv光源101的光束中。構(gòu)件在那里逗留確定的時間段，在所述時間段期間，漆膜加載有用于硬化的uv光。由uv源發(fā)射的輻射的一部分在漆膜的表面上反射并且能夠由適當(dāng)布置的波長選擇的光傳感器裝置(光譜儀)103探測。高強度的uv源基于氣體放電燈，所述氣體放電燈的等離子體不僅發(fā)射uv光，而且發(fā)射至少同樣強度的可見光和紅外輻射。出于所述原因，uv光源同時用作為要分析的反射光的源，并且不必將通常裝入光譜儀中的光源用于測量射束。

在曝光時間段期間，測量多個光譜(至少2個)并且輸送給監(jiān)控單元105，所述監(jiān)控單元自動地比較所述光譜并且從所述光譜數(shù)據(jù)中借助適當(dāng)?shù)乃惴◤墓庾V變化中計算硬化度。隨著達(dá)到確定的、預(yù)設(shè)的硬化度，發(fā)送用于驅(qū)動構(gòu)件107的前進(jìn)的信號，所述前進(jìn)實行轉(zhuǎn)換至下一構(gòu)件。

借助所述利用靜止的構(gòu)件執(zhí)行的硬化，所述硬化通常非常不均勻地進(jìn)行，因為用常規(guī)的、朝向垂直于構(gòu)件的運動方向的方向擴(kuò)展的uv源輻照構(gòu)件表面變得不均勻，尤其在構(gòu)件具有下述長度時如此：所述長度明顯大于輻照區(qū)域的范圍或uv源的長度。

有利的是，構(gòu)件持續(xù)地運動經(jīng)過輻照區(qū)域，因為這樣能夠得到明顯更好的均勻性。如果在所述持續(xù)運動中同時借助監(jiān)控單元203記錄反射光譜，那么所述記錄周期應(yīng)與構(gòu)件的運動同步地進(jìn)行。因此能夠滿足，對于全部依次曝光的構(gòu)件，以相同的方式測量反射特性。在圖2中示意地示出與運動的這種同步，其中借助傳感器來檢測構(gòu)件的位置，并且為一系列預(yù)定義的、依次的位置生成用于各個光譜記錄的觸發(fā)器信號209。

因為反射的強度由于表面幾何形狀能夠連續(xù)地隨著構(gòu)件的運動而變化，所以記錄速率在此必須比構(gòu)件運動經(jīng)過uv源之前的輻照區(qū)域的速率更快。所檢測的強度的所述變化引起不僅在記錄光譜期間的、而且依次的光譜的強度的調(diào)制。對于比較光譜以探測硬化度而言有利的是，不將光譜數(shù)據(jù)直接作為強度譜進(jìn)行比較，而是以數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換的形式進(jìn)行比較，其中抑制絕對強度的直接相關(guān)性。可能的形式在于對數(shù)強度ln[i(λ)]或在于強度譜i(λ)對波長λ的對數(shù)導(dǎo)數(shù)其中l(wèi)n表示自然對數(shù)函數(shù)。光譜ln[i(λ)]在絕對強度變化時以一定量值移動，而光譜具有以下特性，即在每個波長處，與當(dāng)前的強度無關(guān)地，信號基本上是相同的，因為在形成微分時，與求導(dǎo)相關(guān)聯(lián)地，光譜ln[i(λ)]的移動也保留。對于光譜比較，也能夠使用其他方法，例如還有數(shù)值擬合算法，其中將測量的光譜與預(yù)設(shè)的、根據(jù)適當(dāng)?shù)哪Ｐ陀嬎愕墓庾V進(jìn)行比較。所述擬合算法能夠包含波長相關(guān)的縮放因數(shù)作為數(shù)值優(yōu)化參數(shù)，所述數(shù)值優(yōu)化參數(shù)在光譜的比較算法中作為附加的自由度處理。

在具有探測器陣列傳感器的uv-vis-nir光柵光譜儀的情況下，可以以每秒數(shù)十至100光譜的速率進(jìn)行測量，即在根據(jù)漆、uv源、幾何布置典型地曝光1…100秒期間，在任何情況下測量多個光譜進(jìn)而從確定的波長范圍中的反射信號的時間變化中檢測逐步的硬化。

在傅里葉變換光譜儀的情況下，如其在紅外范圍中使用的那樣，也能夠借助快速掃描的儀器實現(xiàn)每秒1…100的光譜速率。因為變化可見的典型的光譜范圍不是非常窄的(典型為幾100cm-1)，所以在低解析的模式中，可以以較小的干涉儀相位掃描范圍(在最簡單的情況下為干涉儀的鏡的線性運動)工作，借此能夠提高掃描速度，因為所述掃描速度由于干涉儀的一部分的運動的機(jī)械原理受所述運動的元件的慣性限制(在最簡單的情況下是鏡的線性運動)。

在借助于離散的光學(xué)濾波器連同簡單的強度傳感器來探測光譜變化的情況下，必須同時測量多個波長范圍，以便檢測反射中的由于增強的硬化造成的光譜變化。強度傳感器通常具有比陣列傳感器明顯更高的信號動態(tài)范圍。因此，在所述應(yīng)用中對所述強度傳感器幾乎不提出對信號檢測的重復(fù)率的實際限制，其中用于完全硬化的最小的曝光時間是重要的時間限制，如在上文中提到的那樣，在實際應(yīng)用中位于1…100sec的范圍中。

為了實現(xiàn)曝光構(gòu)件時的高的生產(chǎn)率，尤其借助高強度的uv源以在波長λ為200…400nm的整個uv范圍上的強度分布來工作。這種源通常由高功率的金屬鹵化物燈構(gòu)成，其中電激發(fā)等離子體，所述等離子體與光學(xué)鏡元件組合地發(fā)射uv光，所述光學(xué)鏡元件將uv光盡可能聚束到燈之前的應(yīng)用區(qū)域中。將要曝光的構(gòu)件為了曝光置于該應(yīng)用區(qū)域中，所述構(gòu)件的表面配備有uv漆。所述uv源能夠要么實施為具有確定的、管形的燈和相應(yīng)成形的長形的鏡元件的線性源，要么所述uv源也能夠由一系列并排的uv源構(gòu)成，所述uv源各具有點形的燈和適合于此的反射器。所述金屬鹵化物燈除了期望的uv光之外(＜20％)之外也發(fā)射強的可見輻射(～10％)和紅外輻射(＞70％)。所述強的紅外輻射引起構(gòu)件的加熱。在塑料部件的情況下，所述塑料部件的塑料材料允許＜100℃的最大溫度，必須進(jìn)行曝光，使得關(guān)于時間施加所需的uv劑量，使得在此構(gòu)件保持在臨界的相變溫度之下。

在曝光期間高的加熱的問題能夠如下規(guī)避。一方面，構(gòu)件通過以下方式不連續(xù)地承受uv輻射：將所述構(gòu)件周期性地引導(dǎo)到高強度的區(qū)域中，使得所述構(gòu)件在其處于曝光區(qū)域之外的持續(xù)時間內(nèi)能夠周期性地冷卻。構(gòu)件的所述周期性的運動尤其通過下述方式實現(xiàn)：構(gòu)件布置在螺桿形的固持件上，并且所述固持件圍繞自身的軸線轉(zhuǎn)動(圖3)。

當(dāng)然，構(gòu)件在螺桿上的布置不是部件周期性地運動經(jīng)過應(yīng)用區(qū)域的唯一方式：借助構(gòu)件在轉(zhuǎn)動盤上的布置或構(gòu)件在線性傳送系統(tǒng)上的有效的線性的周期性的向前運動和向后運動，基本上能夠?qū)崿F(xiàn)相同內(nèi)容。另一方面，通過適當(dāng)覆層的布置在uv源和應(yīng)用區(qū)域之間的二向色鏡元件411，選擇地反射uv光，并且可見光和紅外光425通過在鏡元件中的選擇性的透射以高的比例從應(yīng)用區(qū)域上避開(圖4)。

借助這種二向色鏡元件，能夠典型地至80％以上地抑制可見的和紅外的輻射，其中同時將uv輻射421有效地偏轉(zhuǎn)到應(yīng)用區(qū)域中。即使在所述衰減的情況下，可觀份額的ir光423始終還到達(dá)應(yīng)用區(qū)域中。在應(yīng)用區(qū)域中的全部光的相對份額然而典型地始終仍為30％…50％。

對于監(jiān)控相關(guān)的紅外范圍中的反射光譜，所述光用作為用于確定漆層的反射度的源。

與已經(jīng)構(gòu)建了內(nèi)部ir源的ir光譜儀的傳統(tǒng)應(yīng)用不同，在此處示出的監(jiān)控應(yīng)用中不使用所述ir源，而是直接使用由uv燈發(fā)射的ir光427。

借助構(gòu)件布置在旋轉(zhuǎn)的螺桿上，由于整個螺桿同時運動，用于借助監(jiān)控系統(tǒng)對反射的光進(jìn)行光譜檢測的步進(jìn)的運動如在上文中描述的那樣由于機(jī)械慣性在技術(shù)上要求更高。連續(xù)的轉(zhuǎn)動運動顯著更簡單。只要螺桿上的構(gòu)件的圓周速度足夠慢，使得構(gòu)件在光譜儀的測量周期期間(與自身的大小相比)僅輕微地運動，那么能夠從以下出發(fā)，即檢測的光譜僅輕微地與靜態(tài)測量的光譜不同。用于光譜的典型的記錄時間不僅借助光柵光譜儀中的探測器陣列或者還有快速掃描的ftir光譜儀在數(shù)毫秒至幾十毫秒的范圍中，螺桿上的圓周速度典型地在100…500mm/s的范圍中運行，即在光譜儀的記錄掃描期間，運動典型為1…10mm，這對于典型的構(gòu)件大小相對于自身大小是小的。如果為了數(shù)據(jù)的其他數(shù)值分析，如在上文中描述的那樣不使用反射強度i(λ)，而是使用求導(dǎo)的變量，諸如所述變量與絕對強度無關(guān)，那么在記錄光譜期間由于構(gòu)件的同時運動出現(xiàn)的強度波動可以以變量ln(i)或抑制。當(dāng)然，對高的光譜信號穩(wěn)定性而言有利的是，具有盡可能高的記錄掃描率，因此強度波動變得相對更小，并且相應(yīng)地經(jīng)由多個光譜求平均值，替代選擇具有更高的強度波動的更慢的速率，因為因此使信號失真最小化。

在ftir光譜儀的情況下，在掃描期間變化的反射強度引起干涉圖的調(diào)制，所述調(diào)制在傅里葉變換中表現(xiàn)成與分辨率函數(shù)的短波傳播的卷積。因為調(diào)制速率位于掃描速率的數(shù)量級中，所以所述卷積引起反射光譜中的最小峰值傳播。但是因為漆的光譜特征不是非常窄帶的進(jìn)而其變化也不是通過漆的硬化反應(yīng)造成的，所以通過在掃描期間輕微變化的反射強度造成的失真是小的進(jìn)而對監(jiān)控漆的硬化度是次重要的。

但是，圖4的優(yōu)選使用的將二向色uv鏡411與轉(zhuǎn)動的螺桿組合的版本具有限制，使得從構(gòu)件上的漆膜反射的光必須透射穿過二向色uv鏡，所述反射的光應(yīng)該借助光譜儀檢測。鏡的二向色的覆層不允許uv光通過，而所述鏡對于可見光或近紅外光(nir)直至大約2500…3000nm的波長427是透明的。長波的紅外光通過uv鏡的所使用的玻璃基底吸收進(jìn)而不再能夠到達(dá)位于其后的光譜儀。雖然存在具有高的紅外透射的uv鏡基底材料，但是所述uv鏡基底材料是非常昂貴的，尤其在幾十cm范圍的尺寸的情況下(例如硫化鋅)。

因此，借助用于uv鏡的常見的玻璃，對漆膜的硬化狀態(tài)的監(jiān)控僅能夠在局限于nir波長帶的情況下實現(xiàn)，而實現(xiàn)不了在長波的ir中的典型的光譜變化。

因此，值得期望的是，具有下述配置，在所述配置中，始終仍能夠?qū)崿F(xiàn)對于源的uv光的高的反射，然而反射的光沒有透射穿過光學(xué)元件可以借助光譜儀檢測，因此在測量射束中存在光譜反射的全部穿過空氣的紅外的波長范圍。在圖5中示出這種實現(xiàn)方案。

借助于uv鏡中的孔513，ir光527能夠無阻礙地到達(dá)位于uv鏡后方的光譜儀503的測量窗上。一方面，孔的大小應(yīng)選擇成，使得由構(gòu)件表面上的漆膜反射的光束至少在光譜儀掃描的時間段期間射到光譜儀的測量窗。因此，對此在鏡中能夠使用多個孔、縫隙或狹縫。另一方面，孔但是應(yīng)是盡可能小的，因為在所述面區(qū)域中，uv鏡是不起作用的進(jìn)而局部地，源521的更少的uv光射到構(gòu)件的漆膜上。

借助uv鏡，所述uv鏡替代孔由至少2個區(qū)段構(gòu)成，所述區(qū)段以確定的間距(縫隙)布置，能夠消除曝光的與孔關(guān)聯(lián)的不均勻性(圖6)。通過鏡元件631、632的適當(dāng)?shù)牟煌膬A斜、大小和數(shù)量，能夠不僅盡可能地消除通過縫隙開口的uv光的損失，借助優(yōu)化布置，甚至能夠關(guān)于借助平的、連續(xù)的uv鏡的數(shù)值提高構(gòu)件上的uv強度。用于向回反射的光束的通過的開口能夠如此寬地保持，以便檢測盡可能多反射的紅外光627，而沒有在構(gòu)件表面上的要硬化的漆膜上的uv光的明顯損失。因此，更多ir光能夠置于光譜儀603的輸入窗上，這改進(jìn)用于監(jiān)控硬化工藝的光譜的信號質(zhì)量。uv鏡的所述分區(qū)段優(yōu)選不應(yīng)該在uv鏡的中間進(jìn)行，因為一方面最高的uv強度落入該區(qū)域中，進(jìn)而uv光的通過縫隙造成的損失是最大的，另一方面，用于由構(gòu)件反射的光的開口角度可以借助不居中的分區(qū)段如在圖6中在鏡的上部中或在圖7中在下部中示出的那樣相對于居中的分區(qū)段擴(kuò)大。以所述方式，在同時最小的uv光損失的情況下能夠增大測量信號。

然而，光譜儀關(guān)于連續(xù)的鏡元件側(cè)向、即橫向錯開的布置與如在圖6和7中描述的布置相比具有針對測量的明顯更小的強度收益。

根據(jù)一個尤其優(yōu)選的實施方式，將硬化光經(jīng)由分區(qū)段的鏡831和832偏轉(zhuǎn)到基底841上，其中所述鏡在沿著輻射源的初始方向的投影中顯得是連續(xù)的，然而在沿著由基底反射的輻射的投影中顯得具有開口，并且因此由基底反射的輻射的一部分無阻礙地通過至探測器803，如在圖8中可見的那樣。

另一個尤其優(yōu)選的實施方式在圖9中示出，其中至少一個或多個鏡931、932、933能夠在輻射源的光學(xué)主軸線和鏡的反射表面的法線之間展開的角度α1、α2，……αn中傾斜，其中角度范圍應(yīng)該為0＜α1、α2…αn＜90°，并且角度α1…αn必須不相等。

借助監(jiān)控uv源的反射光，能夠在線地、即在工藝期間并且以無接觸的方式檢測構(gòu)件上的漆膜的硬化狀態(tài)，進(jìn)而期望地要實現(xiàn)的漆特性的在線控制在工藝過程期間進(jìn)行。這在應(yīng)用于構(gòu)件上的可借助uv硬化的漆膜的生產(chǎn)工藝中時具有多重優(yōu)點。

借助這種監(jiān)控，能夠提高生產(chǎn)率，因為不再在固定預(yù)設(shè)的時間內(nèi)進(jìn)行曝光，而是僅還在對當(dāng)前構(gòu)件有效最小所需的用于完全硬化漆膜的時間內(nèi)進(jìn)行曝光。因此，能夠?qū)τ谙率銮闆r避免潛在過短的曝光進(jìn)而質(zhì)量問題：由于不同的說明，選擇過短的曝光時間。此外，也能夠通過以下方式提高曝光的均勻性：借助于對反射光譜中的確定的、預(yù)設(shè)的和要實現(xiàn)的光譜變化的監(jiān)控來控制曝光工藝。盡可能高的均勻性是每個批量生產(chǎn)工藝的目標(biāo)，以便滿足構(gòu)件的恒定保持不變的特性和質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明的工藝監(jiān)控設(shè)備的另一個改進(jìn)方案在于始終、即角度無關(guān)地，測量信號到達(dá)光譜儀。

因此，根據(jù)本發(fā)明的在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠包括至少一個輻射源、至少一個信號源、以及至少一個用于測量構(gòu)件的硬化狀態(tài)的光譜儀，所述構(gòu)件利用可硬化的漆覆層，所述在線工藝監(jiān)控設(shè)備的特征在于，測量能夠以不接觸的方式經(jīng)由光譜儀進(jìn)行，并且至少一個用于測量的信號源與至少一個用于硬化漆的輻射源是相同的。

在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠包括至少一個、優(yōu)選多個二向色鏡。

在根據(jù)本發(fā)明的在線工藝監(jiān)控設(shè)備中，在輻射源的光學(xué)主軸線和鏡的反射表面的法線之間展開的角度α1、α2…αn中傾斜的鏡的特征在于，角度范圍應(yīng)該為0＜α1、α2…αn＜90°，其中角度α1…αn必須不相等。

在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠在使用的鏡中具有一個或多個開口，所述開口能夠是一個或多個孔、一個或多個縫隙、一個或多個狹縫或由一個或多個縫隙和/或一個或多個狹縫和/或一個或多個孔構(gòu)成的組合。

在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠包括分區(qū)段的鏡，所述鏡通過間距彼此分開，所述間距使形成的鏡面在沿著輻射源的原始方向的投影中顯得是連續(xù)的，然而在沿著由基底反射的輻射的投影中對于反射的輻射至少部分地?zé)o阻礙地可通向光譜儀。

根據(jù)本發(fā)明的在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠包括一個或多個燈作為輻射源，所述輻射源不僅發(fā)射在對于硬化過程所需的波長范圍中的輻射，而且發(fā)射在對于測量硬化過程所需的波長范圍中的輻射。

在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠包括金屬鹵化物燈作為輻射源。

在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠包括鹵素?zé)糇鳛檩椛湓础?/p>

在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠用于利用可硬化的漆覆層的構(gòu)件，所述構(gòu)件線性地引導(dǎo)經(jīng)過硬化區(qū)域。

在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠用于利用可硬化的漆覆層的構(gòu)件，所述構(gòu)件旋轉(zhuǎn)地引導(dǎo)經(jīng)過硬化區(qū)域。

在線工藝監(jiān)控設(shè)備能夠包括用于觸發(fā)測量過程的觸發(fā)器單元和用于構(gòu)件的位置測量的位置傳感器。

用于構(gòu)件的漆硬化工藝的在線工藝監(jiān)控方法能夠使用根據(jù)一個或多個在上文中詳述的實施方案的根據(jù)本發(fā)明的工藝監(jiān)控設(shè)備。

如在上文中描述的在線工藝監(jiān)控方法能夠?qū)⒖蓇v硬化的漆用作為覆層的構(gòu)件上的可硬化的漆。

附圖標(biāo)記列表：

uv源(信號源，輻射源)101，201，301，401，501，601，701，801，901

光譜解析光學(xué)傳感器單元103，203，303，403，503，603，703，803，903

反射監(jiān)控系統(tǒng)105，205，305，405，505，605，705

部件運動驅(qū)動裝置107，207

角位置傳感器307，407，507，607，707

工藝定序器109

用于光譜掃描的觸發(fā)器209，309

用于門控模式的觸發(fā)器409

觸發(fā)器信號509，609，709

(多個)二向色鏡411，511，631，632，731，732，831，832，931，932，933

ir傾斜413

uv光421

反射的可見光+ir光423

透射光(可見光+nir光；400…3000nm)425，525

測量信號(可見光+nir光；400…3000nm)427

測量信號(uv光+可見光+ir光；250…50000nm)527，627，727

具有可硬化的覆層的覆層構(gòu)件841，941