DE2039646C3 - Messvorrichtung zur Schichtdickenmessung mit Radionukliden - Google Patents

Description

21. Me3vorrichtung cacr. cuiem oder mehreren

der Ansprüche!? bis 20 dadurch gekennzeich- i₅ Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur

net, daß ein Etf^Hcu^gshebel (101) für die Messung von Schichtdicken mit Hilfe von von Ra-

Schwenkbewegui.: ciue Drehachse (102) auf- dionukliden ausgesandter Strahlung, die mit dem

•weist, die nv" einer Verrastvorrichtung (109,111, Material der Schicht in Wechselwirkung tritt und da-

103) für rnci.- re Drehstellungen und mit dem nach von einem Strahlungsdetektor aufgenommen

einen Ende eines Federstabes (124) verbunden zo wird, mit einer Zielvorrichtung zum Bestimmen des

ist, dessen anderes Ende in Wirkungsverbindung zu bestrahlenden Beiuchs der Schicht und mit einer

mit dem Schiebestück (83) sieht -md bei seiner zwischen das Radionukhd und die Schicht geschal-

Drehung das Schiebestück (83) federnd mit- *ete, den zu bestrahlenden Bereich definierende

nimmt, sowie daß im Rastkörper (103) ein An- Blende.

schlagstift (107) steckt, der über eine zwischenge 35 Es ist bekannt, bei solchen Messungen Bienden zu

schaltete stabförmige Feder (112) gegen einen im verwenden, deren öffnungen in den Abmessungen

Gestell (17) längsverschieblich, vorzugsweise par- vergleichbar sind mit den zu messenden Bereichen,

allel zu dem Führungsbolzen (93) gelagerten Zum Beispiel haben diese öffnungen die Gestalt von

Stoßstift (121) drückt, so daß der Stoßstift (121) Schlitzen und wenn Eian auf diesen Schlitz einen

nahe de.: Führungsbolzens (93) auf das Schiebe- 30 Draht legt, der einen etwas größeren Durchmesser

stück (83) trifft und der ganze Meßkopf (19) hat als der Schlitz breit ist, so ist schon beim Aufle-

nach unten gedrückt wird. gen des Drahtes klar, wo der Bereich liegen wird, in

22. Meßvorrichtung nach Anspruch 21, da- dem der Draht gemessen wird. Dieser Bereich läßt durch gekennzeichnet, daß die stabförmige Feder sich ohne weiteres auf einige zehntel MiIIh ieter (112) an ihren beiden Enden eingespannt ist, in- 35 genau festlegen und seine Lage relativ zur öffnung dem sie mit ihrem einen Ende (113) durch eine der Blende abschätzen.

Bohrung der Platte (S2) und mit ihrem anderen Wenn jedoch der zu messende Bereich Teil einer

Ende (118) in einer Bohrung (119) des Stoßstifts größeren Fläche ist, so verdeckt der Meßkopf, '.vel-

(121) gesteckt ist, und daß eine Wendelfeuer (96) eher meist aus einem Geiger-Müller-Zählrohr und das Schiebestück (83) nach oben drückt. 40 einer Blende besteht, den zu messenden Bereich für

23. Meßvorrichtung nach Anspruch 22 _ua- das Auge so sehr, daß man viel zu ungenau weiß. durch geke «zeichnet, daß die Wendelfeder (96) welchen Bereich die Öffnung der Blende eigentlich zwischen einta Kopf (97) des Führungsbolzen ausblendet. Der Begriff »größere Fläche« darf hier (93) und das Schiebistück (83) geschaltet ist. nicht mißverstanden werden, denn in diesem Sinn

24 Meßvorrichtung nach Anspruch23, da- 45 versteht man hier schon diejenige Fläche, die z.B.

du«xh gekennzeichnet, daß au* das Gestell (17) eine Leiterbahn einer gedruckten Schaltung zeigt,

oder dessen Verkleidung (4\ 47) im hochge- Mit den eingangs erwähnten Meßvorrichtungen muß

schwenkten Zustand des ivießkopfes (19) ein man nämlich in der Lage sein, auf verschiedenen At

Aufsatz (21) aufsetzbar ist, der in einer öffnung schnitten einer Leiterbahn unterschiedliche individu-(130) von der Blende (26) durchquert wird, und 50 eile Messungen zu machen.

daß der Strahlungsdetektor (73) fest, jedoch lös- Gedruckte Schaltungen können auf einer in fester

ba: «n»! dem Aufsatz (21) verbindbar ist. sowie Ϊ .age befindlichen Vorrichtung mit Blendnng deshalb

daß der Aufsatz (21) einen gal_Benartigen, ver- nicht aulgelegt werden, weil Jic Auflagefläche auf

stellbaren Probenniederhalter (131, 133. 138, der Blende viel zu klein ist und sie infolge der großen 136,134,139) aufweist 55 Ausladung verwackeln können. Für das richtige

25. Meßvorrichtung nach Anspruch 24, da- Messen ist jedoch unbedingt notwendig, daß die öffdurcfa gekennzeichnet, daß eine Überwurfmutter nung in der Blende mit ihrem äußeren Rand den zu (77) des Meßkopfes auf ein Außengewinde (74) messenden Bereich exakt abgrenzt, was nur dann des Strahlungsdetektors (73) aufschraubbar ist möglich ist, wenn dieser Rand auf der Oberfläche und den Strahlungsdetektor (73) gegen die Kraft 60 des Bereichs anliegt. Es ist deshalb notwendig, ged3s Federstabes (124) und vorzugsweise der druckte Schaltungen od. dgl. sperrige Teile auf einen Wendelfeder (9Ä) in die Öffnung (?.3O) des Auf- Tisch aufzulegen, so daß sie dort in definierter, resaizes (21) zieht produzierbarer Lage liegenbleiben können.

26. Meßvorrichung nach Anspruch 24, da- Es ist bekannt, zur Lösung solcher Probleme das durc '·. gekennzeichnet, daß die Verkleidung (46, 65 zu mesende Objekt mit der zu messenden Seite nach 47) zwei Halbschalen umfaßt, deren eine die oben auf eine Unterlage zu legen und auf dieses zu Ausnehmungen (144) für den Lichtfleckerzeuger messende Objekt einen Ring von etwa 10 cm Durch-(18) und die D'ehachse (102) und deren andere messern zu legen. In diesen Ring wird ein genau pas-

sendes Vergrößerungsglas eingesetzt, in dessen Fas- Vcrmciducg der Nachteile der bekannten Vorrichsung ein Fadenkreuz vorhanden ist und dessen FaS- tungen eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Ansung eine seitliche Durchrechnung hat, durch die Spruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die ohne Licht eintreten kann. Man verschiebt dann den Ring zeitraubenden Umbau sowohl für die Meßmethode so lange, bis das Fadenkreuz den zu messenden Be- 5 nach dem Durchstraniungsverfahren als auch nach reich anzeigt, nimmt die Meßlupe aus dem Ring her- dem Rückslrcuverfahrcn Verwendbair ist, wobei in aus und setzt einen zur Handmessung ,umgebauten einfacher Weis© kteine Meßobjekte oder verschie-Meßkopf — bestehend aus Blende undj Zählrohr — dene Abschnitte eines größeren Meßobjektes in die ein Hier ist der Umbau zum Händmeßkopf notwea- richtige fepföduzietbarc lage gegenüber der den zu dig und vor allem ist es schwierig, den Ring beim to bestrahlenden Bereich definierenden Blende gebracht Herausnehmen der Lupe und beim Einsetzen des werden können.

Handmeßkopfes nicht zu verschieben oder zu ver- Erfindungsgemäß *ird diese Aufgabe dadurch gewackeln. Sowohl die Fassung des Vergrößerungsgla- löst, daß der Meßkopf an einer Tragvorrichtung beses als auch der Handmeßkopf muß in den Ring pas- festigt ist. durch die der Meßkopf wahlweise in der sen und aus ihm entnehmbar sein. Dies setzt Spiel t$ außer Meßstellung zu dem zu messenden Bereich voraus, das die Toleranz mindert. Außerdem muß schwenkbar und axial bewegbar ist, und daß sich der die gedruckte Schaltung oder das sonst zu mewende Meßkopf in Meßstellung im Strahlengang des Licht-Objekt größer sein, als der Ring, weil sonst ein gs- kreuzes der Zielvorrichtung befindet und dieses danaues Messen gar nicht möglich ist, denn im Ring mit abschaltet.

selbst würde sich der zu messende Bereich auf jeden ate Durch die Erfindung wird es ermöglicht, genau Fall verschieben. Immerhin ist es hier möglich, mil und jederzeit reproduzierbar die Meßstelle bestim-Blenden und Zählrohren normaler Größe zu messen, men zu können, die im Rückstreuverfahren gemessen so daß die ganze zurückgestreute Strahlung vom werden soll oder aber die Vorrichtung in eine solche Zählrohr angenommen wird. Auch k^rai man die verwandelt werden kann, mit der unter Verwendung Blenden normaler Größe verwenden, die dann so- 35 des Durchstrahlungsverfahrens gearbeitet werden wohl im Handmeßkopf als auch in der üblichen Meß- Kann. Durch die Verwendung von Ucht bei der Zielapparatur verwendbar sind. vorrichtung störi diese die Bewegungen des Meßkop-

Wsnn man jedoch zylindrische Flachen mit grö- fes nkfaL Durch die Schwenkbarkeit und axiale Beßeren. Radius messen will, so wird die Einstellung wegbarkeit benötigt man nur einen einfachen und noch schwieriger, denn man braucht zusätzlich eisen 30 deshalb mit verhältnismäßig niedrigen Kosten genau Adapter-Ring, der um den Handmeßkcpf herum an- realisierbaren Bewegungsmechanismus,
geordnet ist und einen 45^C-Einschnitt hat, in dem das Ak Radionuklide wird man am besten Bestrahler

zu messende Objekt fixiert wird. verwenden, obwohl die Messung mit Gamma-Strah-

Es ist auch bekannt, einen Ring zu verwenden, in ler grundsätzlich ebenfalls möglich ist. Als Strahdessen geometrischer Längsachse s«ch ein Geiger- 35 laagsdelsktor wird man meistens ein Geiger-Müller-Müller-Rohr befindet, das etwa die Dicke eines Blei- Zählrohr verwenden.

Stifts hat, das unten durch eine Blende abgeschlossen Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ge-

ist und zwischen dem und dem Ring sieb ein Körper hen aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter aus Kunstglas befindet, der auf seiner Ufirlerseite ein Ausfübrungsbeispiele hervor. In der Zeichnung zeigt Fadenkreuz aufweist und der flutlichtartig durch 40 F i g. 1 die eine Seitenansicht der Vorrichtung mit Lichtquellen beleuchtet ist, die sieb im Ring beim- abgenommender Verkleidung, wobei der Meßkopf den. Die wichtigste SteDe des Fadenkreuzes, nämlich schon seine Schwenkbewegung in die Arbeitsstellung den Schnittpunkt, hat diese Vorrichtung nicht, weil ausgeführt hat, jedoch noch nicht abgesenkt ist,
dort das Zählrohr oder genansr gesagt die Blende Fig. 1 a den rechten Bereich der Fig. 1 mit abge-

sich befindet, die trotz Mmiaturisienmg so groß ist, 45 senktem Meßkopf,

daß sie den zn messender] Bereich bei weitem ab- F i g. 2 die Draufsicht zu F i g. 1 jedoch in einer

deckt und .Jan nach wie vor auch auf das Schätzen Stellung, in der der Meßkopf abgesenkt ist und angewiesen ist, wo sidi mm die g der Blends strichpunktiert die Stellung eingezeichnet ist, in der relativ zora ζ: messenden Bereich genau befindet. der Meßkopf aus dem Strahlengang der Zielvorrich-Wes3 das Zi*-' efer ESESSfeiskrt wird, fäsgi es nköt 50 tang herausgeschwenkt ist,

mehr so viel z-.fnckgestresite Strahlung auf wie ein Fig.3 die Untersicht zu Fig.2 längs dem Schnitt

normal großes rad der faä normal großen Zählroh- 3-3 in F i g. 1,

ren oinjebxa ia der Gegend von 5 bis 20*/e liegende Fig. 4 die Seitenansicht gemäß Fig. 1, jedoch mit

Meßeffekt wird hier leider nodnnab verkleinert. So- Verkleidung und abgesenktem Meßkopf,
wohl diese Vorrichtung als anch <Be eingangs be- 55 Fig.5 die Vordersicht der Vorrichtung mit Verschriebene Voifdng sieEsa Spezialkonstruktionen kleidung und aufgesetztem Aufsatz,
dar. die ia normalen MeSappzraiuren nur nach zeit- F i g. 6 die Seitenansicht zu F i g. 5 gemäß dem

ranbendenn Uniban werlerveTwendet werden können. Pfeil A,

ijjspningEcii wird mit diesen Vorrichtungen so F i g. 7 die Draufsicht auf den Aufsatz,

iaEbriert. daß ein voifrzadeoer oder gedachter Kreu- 60 F i g. 8 die Draufsicht auf den Sitz im Tisch für die titteäpnnki des Fadenireazes mit der Blenden- Blende,

p e,

äSmmg .iöeremstnmni tmd im Falle von längs- Fig.9 die Ansicht des Meßkopfes allein gemäß

schlitzartigen öffnungen sogar επΊ einem Balkeü des Pfeil B in F i g. 1, jedoch ohne Blende,

Fadenkreczes Scdätet. Maa mnB sich darauf verlas- F i g. 10 die Draufsicht auf den zu messenden Besen, <Ja3 diese Realties während der ganzen Lebens- 65 reich samt Lichtkreuz und gestrichelt dem Ort, den

dzaer der Vorricntaflgea bestehen bleibt, denn ein später der Schlitz einnehmen wird,

Nadikafibiriers?ist praktischnk&tmöglich. Fig. 11 einen teilweisen Radialschnitt durch die

De. Erfmdnng liegt dk Aufgabe zugrunde, unter Blende,

7 8

Fig. 12 eine Axialansicht einer Kugelbüchse, teil- hat und deren Ecken durch Rundungen 51 abgeninweise aufgebrochen. det sind, welche dem Innenradius der Rundung 4ό

Die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels hat entsprechen, so daß die Halbschalen 46, 47 dort zueinen Tisch 16, ein Gestell 17, einen Lichtfleckerzeu- gleich auch eine Stütze finden. Parallel zur geometriger 18, einen Meßkopf 19 sowiewahlweise verwend- 5 sehen Längsachse 44 liegt eine rechteckige metallibar einen Aufsatz 21 (F i g. 7). sehe Platte 52, die ebenfalls sehr steif ist und mit Sh-

• Der Tisch 16 ist schwer und biegesteif. Er hat vier rem linken Ende starr mit der Wange 49 Verbunden Füße 22 und unterhalb des Meßkopfs 19 einen Sitz ist, Wie man sieht, reicht die Wange 49 gleich weit 23, der im wesentliche α aas einer zweistufigen Böh- unter wie über die Platte 52, Am rechten Ende fet die rung besteht, deren umlaufender Rand 24 eine io Platte 52 ebenfalls mit einer metallischen Wange 53 Blende 26 exakt halten kann. Damit ein Schlitz 27, starr verbunden, die jedoch von der Platte 52 uiid der in Fig.8 stellvertretend für die' Blende gestri- gemäß Fig. 1 aus gesehen nur nach oben ragt, jechelt eingezeichnet ist, ebenfalls eine genau definierte doch aucn die Rundungen 54 gemäß den Rundungen Lage einnimmt, sind in den Rand 24 zwei diametra'e 51 hat, so daß auch vorne die Halbschalen 46, 47 Nuten 28 eingebracht, die einen Positionierungslap- >5 eine Auflage finden.

pen 29 der Blende 26 aufnehmen können. Man kann Mittels T-Leisten 56 mit sehr kurzem Fuß 57 und

dadurch sicherstellen, daß der Schlitz 27 immer Schrauben 58. die im einen Fall die Gestalt eines senkrecht zur Zeichnungsebene von F i g. 1 verläuft. Schwenkhandgriffes 59 haben, werden die Halbscha-Hat die Blende nur eine kreisrunde öffnung, so ist len 46, 47 an das Gesull 17 angepreßt und tragen so diese Positionierungshilfe nicht notwendig. Wenn die so zusätzlich noch etwas zur Versteifung des an sich Blende 26 im Sitz 23 liegt, so weist ihr Abschinn- schon sehr steifen Gestells 17 bei, das man deshalb röhrchen 31 nac'i oben, in dessen unterem Bereich gemäß F i g. 1 links fliegend lagern kann, so daß der das Radionuklid 32 liegt. Nach oben können dann rechte Bereich .für Handgriffe, zu messende Proben die Strahlen aus dem Abschirmröhrchen 31 austreten und das Auge frei bleibt.

und den vom Schlitz 27 definierten Bereich 33, wel- 35 In diesem Bereich ist der an sich bekannte Lichtcher in F i g. 10 gestrichelt eingezeichnet ist, einer flecksrzeuger 18 vorgesehen, der eine optische Achse Schicht 34 bestrahlen. Das Abschirmröhrchen 31 hat 61 hat, welche etwa senkrecht zur geometrischen unten einen Halter 36, der in den bereits erwähnten Längsachse 44 steht. Ein solcher Lichtfleckerzeuger Positionierungslappen 29 übergeht, und das Gnnze ist 18 ist an sich bekannt. Er weist oben eine Eirne 62 von unten durch eine Schraube 37 festgehalten. Der 30 auf, besitzt in seinem Innern eine Vorrichtung 63, die Halter 36 samt Positionierungslappen 29 liegt in eine Kreuzlochblende darstellt und unten sine Pro-Teilbereichen auf dem Grund 38 einer Radiainut an. jektionslinse 64 besitzt, so daß der Lichtfleckerzeu-Eine genauere Beschreibung der Blende ist hier nicht ger 18 in der Lage ist. etwa in der Ebene der Obernotwendig, da diese an sich bekannt isL In der ge- seite des Tisches 16 ein scharfes Lichtkreuz 66 zuerschilderten Lage dient die Blende 26 zusammen mit 35 zeugen, dessen Balken 67 sen&recl; aufeinander steder übrigen Vorrichtung der Anwendung der Durch- hea und deren Breite in der Größenordnung der Strahlungsmethode und hierzu wird die Blende 26 Breite des Schlitzes 33 sind, im konkreten Ausfühaus dem Meßkopf 19 nach F i g. 1 herausgenommen rungsbeispiel etwa um den Faktor 2 schäler sind, wie und unten in den Sitz 23 gelegt F i g. IO zeigt Die Balken 67 sind etwa 0,3 mm breit

Auf den Tisch 16 ist eine abziehbare weiße Folie 40 Der Lichtfleckerzenger 18 ist mit einem massiven 39 geklebt. Rohr 68 an der Platte 52 festgeschraubt dessen obe-

Gemäß Fig. 1 ist am Tisch 16 links ein biegestei- rer Bereich von drei um je I20^c versetzte Einstellfer, etwa trapezförmiger Ständer 41 fest ange- schrauben durchquert wird. Mit diesen Einstellschraubt, in dessen oberen Bereich eine Achse 42 schrauben 69 ist man in der Lage, die optische Achse schwenkbar gelagert ist, die durch einen Knebel 43 45 61 im Bereich von wenigen Graden zu verändern, so gelockert oder aber auch angezogen werden kann, so daß man in der Lage ist. das projezierte Lichtkrenz daß man in der Lage ist, das Gestell 17 um :ίπε geo- 66 etwas wandern zn lassen.

metrische Längsachse 44 zu verschwenken and nach Hinter dem Meßkopf 19 befindet sich eine Aus-

dem Verschwenken den Knebel 43 so anziraeherj, nehmungTl, in der ein 6-VoIt-Binichen 72 vorgesedaß das Gestell 17 am Ständer 41 HSverscfrweBkbar So heo ist« das eine Alkeniembeleuchrtmg für den Befestgeklemmt wird. Es kommen hier nahezu aus- rekhi um den Sitz 23 herum liefert
schließlich nur zwei Schweriklagen in Betracht, näm- Der Meßkopf 19 besitzt ein Zählrohr 73, das in

lieh die in F i g. 1 gezeichnete oder aber die in F i g. 5 bekannter Weise angeschlossen ist und dessen Zuleigezeichnete, in der der Meßkopf 19 nach oben weist fangen — wie auch in allen anderen Fällen — nicht Die Schwenkbewegung wird unter anderem dadurch 55 gezeichnet sind. Außen auf seinem von der Längsermöglicht, weil der Abstand zwischen dem Tisch 16 achse 44 wegweisenden Bereich ist ein Außenge- und der geometrischen Längsachse 44 größer ist als -winde 74 vorgesehen, auf das in der Lage nach der senkrechte Abstand zwischen der geometrischen Fig. 1 entweder eine Überwurfmutter 76 zum Fest-Längsachse 44 einerseits und den am wertesten halten der Blende 26 oder aber gemäß Fig.5 eine außenliegenden "Bereich des Meßkcpfes 19 und des So überwurfmutter 77 zum Festhalten des Aufsatzes 21 Lichtfleckerzeugers 18 andererseits. Far die Yer- gsrcäraabt werden kann. Die überwurfmutter 77 schwenkbarfceit trotz gedrungener BanwCEe sorgt hält in Fig-5 die Blende 26 nicht fest Vielmehr auch, daß die später noch zu besprechende obere liegt sie dann lose im Sitz 78, der gleich dem Sitz 23 Halbschale 46 und untere Haibschaie 47 Rnndungen gestaltet ist, einen umlaufenden Rand 79 aufweist, 48 in denjenigen Bereichen awa, in denen die 65 der nach innen versenkt ist und auch eine Nut horizontalen Wände in senkrechte Wände übergehen. 81 hat, welche dann den Positionierungslappen

Das Gestell 17 umfaßt eins massive hintere 29 mt In Fig. 9 sieht man die Membrane Wange 49. die senkrecht sieht rechteckigen Umriß 82 des Zählrohrs 73, weil dort die Blende 26 nicht

gezeichnet ist. Es fehlt auch dort die Überwurfmutter 76.

Gemäß F ί g. 1 ist das obere Ende des Zählrohrs 73 starr mit einem flachen Schiebestück 83 verbunden, das etwa rechteckige Gestalt hat, metallisch und biegesteif ist. Seine Ober- und Unterseite liegt parallel ?ur Platte 52 oder, was das gleiche bedeutet, etwa senkrecht zur optischen Achse 61. In der in F i g. 1 und 3 gezeichneten Lage fluchtet auch die geometrische Längsachse des kreiszyünderförmigen Zählrohrs 73 mit der optischen Achse 61 fast oder ganz genau. Das Schiebestück 83 wird senkrecht von einer Kugelbuch«« 84 durchquert, die star· mit dem Schiebestück 83 verbunoen ist, einen Radialschlitz 86 aufweist und innen durch einen Käfig 87 gehaltene Kugellagerkugeln 88 besitzt. Eine solche Kugelbuchse 14 ist ein an sich bekanntes Bauelement und braucht nicht gesondert beschrieben zu werden. Zur Ausnehmung 89 für die Kugelbuchse 84 führt radial ein randoffener Schlitz 91, dei um weniges durch eine Schraube 92 zugezogen werden kann, so daß die Ausnehmung 89 kleiner gemacht werden Vann, wodurch auch dei Radialschlitz 86 kleiner wird, der im öbngen senkrecht ram Schlitz 91 steht. Durch diese Vorrichtung gelingt »s, die Kugelbuchse 84 sowohl spielfrei als auch rrjt ganz geringer Reibung an einem Führungcboben 93 zu führen, der mit seinem gemäß Fig. 1 oberen Ende starr und senkrecht i.i der Platte 52 befestigt ist. Die geometrische Längsachse des Fühningsbolzens 93 liegt in der Mittenebene des Schlitzes 27 der Blende 26. Natürlich könnte man auch eire andere ausgezeichnete Lage verwenden. Zum Beispiel könnte man die Mittenebene des Schützes 27 auch in die Zeichnungsebene legen, so daß die Verbindungsebene der geometrischen Längsachse des Fühningsbolzens 93 zur geometriscnen Längsachse eines Stehbolzens 94 senkrecht zueinander stehen.

Die Kugelbuchse 84 ist wesentlich kürzer als der Führungsbolzen 93 nach unten ragt und dient auf ihrem unter dem Schiebestück 83 herausragenden Bereich zugleich auch als Fühlung für eine Wendelfeder 96, die mit ihrem einen Ende am Schiebestück 83 und mit ihrem anderer Ende an einem Kopf 97 des Führungsbolzens 93 anliegt und bestrebt ist, den Meßkopf 19 nach oben zu drücken, bis die obere Stirnfläche der Kugelbuchse 84 an der Unterseite der Platte 52 anschlägt.

Im Schiebestück 83 ist eine Hohlkehle 98 vorgesehen, die gemäß einem Verlauf nach F i g. 9 geschnitten ist. In der Hohlkehle 98 mündet eine Anschlagschraube 99, mit der eingestellt werden kann, daß die geometrische Längsachse des Fühningsbolzens 93, die geometrische Längsachse des Stehbolzens 94 und die geometrische Längsachse des Zählrohrs 73 durch eine gemeinsame Ebene gehen. Der besseren Gleiteigenschaften wegen ist die Anschlagschraube 99 aus Kunststoff, während der Stehbolzen 94 metallisch ist, und mit seinem oberen Ende starr mi* der Platte 52 verbunden ist.

Man kann also durch diese Konstruktion den Meßkopf 19 in die in F i g. 1 gezeichnete, in die in Fig. la gezeichnete tiefere und in die in Fig.2 strichpunktiert angedeutete verschwenkte Lage bewegen. Für die Koordination dieser Bewegung dient die zu beschreibende Vorrichtung, bei der Federn deshalb benutzt werden, um sie bis zu einem bestimmten Grad mechanisch vom Meßkopf 19 zu entkoppeln, so daß eine direkte starre Einwirkung auf diesen nicht möglich ist, so daß ungewollte Hindernisse nichts so verbiegen können, daß die Justierung nicht mehr stimmt und daß sich der Meßkopf 19 so weit absenkt, als dies zu messende Proben unterschiedlicher Dicke zulassen. Außerdem erspart man durch die Verwendung von Federn auch teure Übertragungsgetriebe.
Ein Betätigungshebel 101 hat eine Drehachse 102,

ίο die senkrecht zur Platte 52 steht und drenbar, jedoch axial unbeweglich, in dieser nahe ihrem gemäß F i g. 2 unteren Rand gelagert ist. In ihrem oberen Bereich ist die Drehachse 102 drehfest mit einem Rastkörper 103 verbunden, der zwei um fas 90° · oneinander getrennte axiale Rastnuter. 104 und 106 an seinem umfang aufweist. Etwa diametral zur Rastnut 1*16 steckt ein Anschlagstift 107 radial im Rastkörper 103. Auf der Platte 52 ist stan· ein Halteklotz 108 befestigt, an dem eine Bandfeder 109 mit ihrem

ao einen Ende angeschraubt ist, deien anderes Ende frei ist und eine Sicke 111 hai, die entweder auf dem Umfang des Rastkörpers 103 gleitet oder in die Rastnuten eingreift und so den Rastkörper 103 festhält, und zwar befindet sich die Sicke 111 in der Rastnut

as 104. wenn der Meßkopf 19 die in Fig.2 und 3 strichpunktiert angezeichnete Lage hat und befindet sich in der Rastnut 106, wenn der Meßkopf 19 die tiefe Lage gemäß F i g. 1 a hat. Wenn der Meßkopf 19 lediglich geschwenkt ist, jedoch noch nicht abgesenkt ist, hat man die in F i g. 1 gezeigte Konfiguration.

Eine stabförmige Feder 112 ist mit ihr^m einen Ende 113 durch eine Bohrung in der Platte 52 am gezeichneten Ort gestreckt und fort etwa um 90° abgewinkelt, so daß sie sich unter einem sehr spitzen Winkel gemäß Fig. 1 und 2 nach rechts und vorne erstreckt. Ihr rechter Endbereich 114 ist U-förmig abgebogen. Damit sie sich nicht zu weit nach oben bewegt, ist ein Anschlagbolzen 116 vorgesehen, der sich etwa auf der Mitte der Länge der Feder 112 befindet. Ein gemäß F i g. 2 auf der Platte 52 senkrecht stehender Bolzen 117 ergibt über den Anschlagstift 107 und den Rastkörper 103 den einen Anschlag für die Drehachse 102 dann, wenn die Sicke 111 in der Rastnut 106 ist. Weiter kann die Drehachse 102 gemäß F i g. 2 im Uhrzeigersinn nicht gedreht werden. Die Feder 114 ist so vorgespannt, daß sich ihr Endbereich 114 von der Platte 52 wegbewegen will. Dreht man den Betätigungshebel 101 so, daß gemäß Fig.2 der Anschlagstift 102 etwa von 10Uhr auf die gezeichnete 1 Uhr-Stellung geht, ist zunächst in der 10 Uhr-Stellung keine Berührung zwischen dem Anschlagstift 107 und der Feder 112 vorhanden und nur der Anschlagbolzen 116 hindert sie, sich zu weit über der Platte 52 aufzubäumen. Etwa bei 11 Uhr gelangt der Anschlagstift 107 zum ersten Mal in Kontakt mit der Feder 112 und drückt sie dann immer weiter mit ihrem Endbereich 114 nach unten, bis der Anschlagstiff 107 am Anschlagbolzen 116 anschlägt.

Das Ende 118 des Endbereichs 114 steckt lose in einer Bohrung 119 eiaes Stoßstifts 121, dei kreiszylindrisch ist und die Platte 52 längsverschieblich in einer Bohrung durchquert, die nahe der Bohrung für den Führungsbolzen 93 liegt. Es kann deshalb die untere Stirnfläcne 122 (Fig. la) des Stoßstifts 121 dauernd auf der oberen Stirnfläche 123 der Kugelbuchse 84 aufliegen. Bewegt sich daher die Feder

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112 mit ihrem Fndbereich 114 nach unten, so drückt oberen Ende des Niederhaltestifts 134 verbunden ist, sie auch den Stoßstift 121 gegen die Kraft der Wen- je nach Höhenlage des Rohrs 136 sich nach unten delfeder 96 nach unten, wodurch auch der ganze bewegen kann, es sei denn, der Niederhallostift 134 Meßkopf 19 nach unten gedrückt wird. Dabei kommt treffe mit seinem unteren Gummiende 139 auf eine das Ende 118, wie in F i g. 1 & gezeigt, etwas über die S im Schlitz 27 befindliche Probe.
Feder 112 zu liegen, was bedeutet, daß die Feder Mit der beschriebenen Vorrichtung kann man also 112 günstigerweise auch noch etwas tordiert wird. entweder nach dem Durchstjahlverfahren arbeiten. Von der Drehachse 102 wird auch die Schwenkbe- Hierzu legt man die Blende 2£ in den Sitz 23, legt w^gung des Meßkopfs 19 abgeleitet, und zwar ist die Schicht 34 auf den Tisch 16 und senkt den Meßhierzu ein Federstab !24 mit seinem einen Ende io kopf Ϊ9 ab. Hierbei ragt der obere Rand 141 des drehfest mit demjenigen Tei! der Drehachse 102 ver- Schüt?es 33 nur wenige zehntel Millimeter über die bunden, der sich unterhalb der Platte 52 befindet. Folie 39. Man senkt zum Messen den Meßkopf 19 Das andere Ende des Federstabs 124 steckt lose m (natürlich uhne die Blende 26) ab und mißt dann,
einem Auge 126 des Schiebestücks 83 Das Auge 126 Oder abei man schraubt bei der Anwendung der befindet sich in der Nachbarschaft der Hohlkehle 98 15 Rückstreuverfahren die Blende 26 vor das Zählrohr auf deren Rückseife, so daß in der in Fi g. 3 gezeich- 73 und legt die Schicht 34 unter den Schlitz 27. die neten Lage der Federstab 24 das Schicbestück 83 dann aber dem Stit/ 23 von unten abgestützt ist. weil sanft, jedoch genügend stark g.-cen den Stehbolzen im Sitz 23 eine nicht dargestellte Unterstützungs-94 drangt. Ein Verglich der Fig I mit der Fig. 1 a scheibe liegt, die die Fortsetzung der oberen Tischzeigt, daß der Federstab 124 in der Lage ist, die Auf- ao fläche bildet.

und Abbewegung des Meßkopfs 19 mitzumachen Schließlich ist auch eine Meßmethode im Rück- und kann die Wendelfeder 96 in ihrer Vorspannung streuverfahren gemäß F i g. 4 bis 6 möglich, bei der unterstützen. Wie F i g. 3 zeigt, dienl der Federstab die Blende 26 einfach auf das Zählrohr gelegt wird. 124 auch zugleich als sanfter Anschlag für da.' Schie- nach oben schaut und die Probe mit einem Niederbestück 83, wenn der Meßkopf 19 weggesc' dnkt ist. 35 halter auf den Schlitz 27 niedergedrückt wird.

F i g. 2 zeigt auch, daß das Birnchen 72 dann nicht Um sicherzustellen, daß sich in der in F i g. 1 geabgedeckt wird, wenn entweder der Meßkopf 119 zeichneten Gebrauchsweise der Schlitz 27 auch an ganz vor oder ganz zurückgeschwenkt ist. der gewünschten Stelle befindet, eicht man die Vor-Das Lichtkreuz 66 ist in den F i g. 2 und s geslri- richtung wie folgt: Man bringt gemäß F i g. 1 a eine cheJt eingezeichnet und es geht aus diesen Figuren 30 Platte 142 mit einem Häufchen Knetstoff 143 unter hervor, daß der Meßkopi 19 in Arbeitsstellung sich den Meßkopf 19 und senkt diesen ab, bis der Schlitz im Strahlengang des Lichtkreuzes 66 befindet und 27 im Knetstoff 143 einen Abdruck macht Dann dieses damit abschattet. An den vorderen Enden der schwenkt man den Meßkopf 19 zurück, so daß nun parallelen horizontalen Leisten 56 ist über zwei das Lichtkreuz 66 nach unten fällt. Man dreht nun Randhalter 127 und Schrauben 128 ein kissenförmi- 35 an den Einstellschrauben 69 so lange, bis sich das ^es Vergrößerungsglas 129 gemäß Fig.2,2 und 5 Lich»kreuz 66 in der gewünschten Weise exakt mit s'chräggestellt angeordnet, so daß man den Bereich dem Schlitzabdruck im Knetstoff 143 deckt,
unter dem Meßkopf 19 vergrößert erkennen kann. Es ist ersichtlich, daß hierzu die optische Achse 61 Im hochgeschwenkten Zustand gemäß F i g. 5 und 6 nicht exakt mit der äquivalenten Achse des Meßkann das Vergrößerungsglas 129 nicht herausfallen, 40 kopfs fluchten muß. Sie wird es im großen und ganweil es dann lediglich gegen die Wange 53 stoßen zen schon tun, braucht jedoch nicht genau übereinzuwürde. stimmen. Die Bedingung ist lediglich, daß das Lichtin dieser Stellung wird der Aufsatz 21 aufgesetzt, kreuz 66 dort auftrifft, wo sich später der Schlitz 27 der dann auf den oberen Stirnseiten der Leiste 56 befindet, v/as sich auch bei einer schrägen Projektion aufsteht. In diesem Zustand hat die Wendelfeder 96 45 erzielen lassen würde.

noch eine weitere Aufgabe zu erfüllen: Je mehr man Diese Betrachtung zeigt auch, '.aß bei der Fühnämlich die Überwurfmutter 77 anzieht, desto höher rungsvorrichtung für den Meßkopf S9 trotz hochprä-

bewegt sich das Zählrohr 73 nach oben durch die zisen Endergebnisses keine zu hohen Anforderungen

Ausnehmung 13© hindurch und desto mehr wird die gestellt werden müssen, da es lediglich darauf an-

Wendelfeder 96 gesteckt, so daß sie den Aufsatz 16 5*> kommt, den Meßkopf reproduzierbar immer wieder

nach unten zieht, und dadurch mehr gegen die Leiste in seine Arbeitsstellung zu bringen. Wie dies ge-

56preßt. . schieht, ist im Grunde gleichgültig. Es könnte z.B.

Auf dem Aufsatz 21 ist hinten ein Rohr 131 befe- auch mit Preßluftvorrichtungen gearbeitet werden,

sögt, das unten mit einer Schraube 132 gekontert fet Bei der Anwendung des Durchstiahlverfahrens ist

und oben von einem waagerechten Balken 133 55 manchmal ein Spalt zwischen Blende 26 und dem durchquert wird, dessen freies Ende senkrecht durch Meßkopf 19 erwünscht (Meßkopf 19 ohne Blende einen Niederhaltestift 134 durchquert wird, der 26!), so daß ein plattenförmiger Maßgegenstand, ohne seinerseits frei längsverschieblich in einem Rohr 136 den Meßkopf 19 zu berühren, hindurchgezogen wergeführt ist, welches der Höhenlage nach mittels einer den kann. Hierzu könnte die Absenkungsbewegung

Schraube 137 am Balken 133 festgeklemmt werden 6b begrenzen, indem man einen weiteren, nicht gezeichkann, so daß ein Gewicht 138, welches fest mit dem neten verstellbaren Anschlag vorsieht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Meß vorrichtung zur Messung von Schichtdicken mit Hilfe von von Radionukliden ausgesandter Strahlung, die mit dem Material der Schicht in Wechselwirkung tritt und danach .von einem Strahlungsdetektor aufgenommen wird, mit einer Zielvorrichtung zum Bestimmen des zu bestrahlenden Bereichs der Schicht und mit einer zwischen das Radionuklid und die Schicht ge- ίο schaltete, den zu bestrahlenden Bereich definierende Blende, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (19) an einer Tragvorrichtung (83, 84, 93) befestigt ist, durch die der Meßkopf wahlweise in der außer Meßstellung zu dem zu messenden Bereich (33) schwenkbar und axial bewegbar ist, und daß sich der Meßkopf (19) in Meßstelhmg im Strahlengang (61) des Lichtkreuzes (66) der Zielvorrichtung (18) befindet mud dieses damit abschattet. ao

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielvorrichtung (18) ein Lichtfleckerzeuger ist, der auf den zu bestrahlenden Bereich (33) der Schicht (34) einen Lichtfleck (66) zu werden vermag, dessen Abmessungen in der Größenordnung der Bereichsabmessungen sind.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse (61) des Lichtfleckerzeugers (18) etwa koaxial zur Strahlungsrichtung (31) ist

4. Meßvorrichtun^ nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsdetektor (73) sich zwischen dem Lichtfleckerzeuger (18) und dem zu bestrahlenden Bereich (33) der Schicht (34) befindet.

5. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse (61) des Lichtfleckerzeugers (18) einstellbar ist.

6. MeSvorricntung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfleck (66) ein Lichtkreuz ist, das zwei rechtwinklige Balken (67) hat, deren Breite in der Größenordnung der Bereichsabmessung ist.

7. Meßvo'richtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Blende (26) 5» verwendet wird, die einen den zu bestrahlenden Bereich (3?) df Schicht (34) bestimmenden Schlitz (27) hat, und aus einem Material niederer Ordnungszahl besteht sowie das Radionuklid (32) trägt, das in einem Aöschirmröhrchen (31) liegt, das zum Schlitz (27) hin cffen ist, in anderen Richtungen jedoch keine Strahlung durchläßt.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bk ide (26) bei Rückstreumessingen zwischen dem Strahlungsdetektor (73) und dem zu bestrahlenden Bereich (33) der Schicht (34) befestigbar und bei Durchstrahlungsmessungen in einen Sitz (23) eines die zu messende Schicht (34) tragenden Tisches (16) jenseits des zu bestrahlenden Bereichs (33) einlegbar ist.

9. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren

der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Blenden (26), deren öffnung (27) von der Kreisfonn abweicht, eine Justiervorrichtung (28, 29, 81) vorgesehen ist, durch die eine Vorzugsrichtung der Öffnung (27) mit einem Balken (67) des Lichtkreuzes (66) des Lichtfleckerzeugers (18) zum Fluchten gebracht wird.

10. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (83, 84, 93, 94) sowie die Zielvorrichtung (18) an einem Gestell (17) angeordnet sind, das um seine etwa horizontale geometrische Längsachse (44) um 180° schwenkbar ist.

11. Meßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Längsachse (44) so hoch über dem Tisch (26) angeordnet ist, daß eine freie Schwenkbewegung ermöglich ist.

12. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (17) fliegend an einem mit dem Tisch (16) verbundenen Ständer (41) über eine Achse (42) verbunden ist und daß die Tragvorrichtung (83, 84, 93) und die Zielvorrichtung (Ϊ8) an dem frei tragenden Teil des Gestells (17) angeordnet sind.

13. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die optische Achse (61) des Lichtfleckerzeugers (18) sowie die geometrische Längsachse (44) des Gestells (17) und die SUahlungsrichtung (31) des Radionuklids schneiden.

14. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (17) an seinem frei tragenden Teil ein Vergrößerungsglas (129) trägt, das auf den zu bestrahlenden Bereich (33) der Schicht (34) gerichtet ist.

15. Meßvorrichtung nach einem cder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gestell (17) eine den zu bestrahlenden Bereich (33) der Schicht (34) ausleuchtende Allgemeinbeleuchtung (72) vorgesehen ist.

16. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Tisch (16) eine lichtstark reflektierende Abziehfolie (39) vorgesehen ist.

17. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (83, 84, 93, 94) am Gestell (17) einen nach linien webendes Fühmngsbolzen (93) aufweist, der sich etwa senkrecht zum Tisch (16) parallel zur Richtung (31) der Strahlung erstreckt, daß der Strahlungsdetektor (73) unter einem Schiebestück (83) starr befestigt ist, zwischen zwei axialen Anschlägen (67, 52) längsverschieblich vom Fühnmgsbolzen (93) durchquert wird, sowie in die Arbeitsstellung des Strahlungsdetektors (73) schwenkbar ist, in der im Anschlag (94) die Schwenkbewegung begrenzt.

18. Meßvorriduung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebestück (S3) eine spielfrei einstellbare Kugelbuchse (§4) aufweist, die das Schiebestück r~i kreiszylindrischen Führungshorn (93) spielfrei führt.

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19. Meßvorrichtung nach Anspruch 17, da- Halbschale eine Ausnehmung (145) für den Eindurch gekennzeichnet, daß der die Schwenkbewe- blick durch das Vergrößerungsglas (129), für den gung des Schiebestücks (83) begrenzende An- Strahlungsdetektor (73), den Führungsbolzen schlag (94) ein Stehbolzen ist, der starr mit dem (93) und den Stehbolzen (94) aufweist, und daß Gestell (17) verbunden parallel zum Führungs- 5 beide Halbschalen (46, 47) U-förmigen Querbolzen (93) nach unten ragt und gegen den eine schnitt bei gleichen Umrissen aufweisen und mitweniger als 270° offene Hohlkehle (98) des tels zweier Deckleisten (56) am Gestell (17) fest-Schiebestücks (83) anschlägt. geklemmt sind.

20. Meßvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch, gekennzeichnet, daß in der Hohlkehle (98) io
de' Schiebestücks (83) e'»ne verstellbare· Ansi:hlagschraube (99) iür den Stahlbolzen (94)
mündet.