Procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente.

Procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente (3),

en el cual con una primera fuente de radiación (1) se irradia un volumen parcial (2) del material (3), en el cual con una segunda fuente de radiación (5) se acopla luz en el material (3) de tal manera que en el caso de una transición de la luz de la segunda fuente de radiación (5) desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de irradiación con respecto a la perpendicular a la superficie es más grande que el ángulo límite de la reflexión total y el camino de la luz pasa por el volumen parcial (2), y en el que se reconoce un defecto existente en el volumen parcial (2), caracterizado porque se detectan a) la luz de la segunda fuente de radiación (5) que ha sido dispersada por el defecto, b) una absorción que ha sido provocada por el defecto, en el campo claro de la primera fuente de radiación (1), y c) una desviación de la luz de la primera fuente de radiación (1) que ha sido provocada por el defecto.

Procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente El invento se refiere a un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, de acuerdo con el concepto genérico de la reivindicación independiente 1. El invento sirve para la determinación de la calidad óptica y para la detección de defectos existentes en un material transparente, y ciertamente en un material sólido, tal como en particular vidrio o materiales sintéticos, tales como por ejemplo los de poli (cloruro de vinilo) (PVC) , polipropileno (PP) , polietileno (PE) u otros materiales termoestables, elastómeros o termoplásticos transparentes. Se prefiere especialmente el uso de este invento para la investigación acerca de la calidad de un vidrio plano y de un vidrio de flotación.

El documento de solicitud de patente internacional WO 99/49303 describe un procedimiento y un dispositivo para la detección de defectos existentes en un vidrio plano. En este caso, una cámara observa una mancha en el límite de un dispositivo de iluminación dividido en dos partes. La división en dos partes se realiza mediante el recurso de que una de las mitades del dispositivo de iluminación están previstos unos LED (diodos electroluminiscentes) rojos y en la otra mitad están previstos unos LED verdes. Entre el dispositivo de iluminación y la cámara se encuentra un vidrio plano que se mueve relativamente. Si en el vidrio plano se encuentra un defecto que desvía a los rayos, tal como por ejemplo una burbuja suficientemente grande, entonces este defecto desvía a los rayos que conducen desde la disposición de iluminación hasta la cámara. De esta manera, una cantidad modificada de luz roja o respectivamente de luz verde llega a la cámara sensible a una longitud de onda, de modo tal que se genera una señal de desviación. De esta manera, el dispositivo puede detectar defectos que desvían a los rayos. Además, la señal de campo claro se usa también con el fin de medir la magnitud del correspondiente defecto que desvía a los rayos.

La publicación de patente japonesa H 10-339795 enseña la detección de defectos existentes en un vidrio plano mediante el recurso de que unos rayos de luz paralelos se acoplan oblicuamente con respecto a la arista lateral del vidrio plano. Mediante este modo de efectuar el acoplamiento se llega en el interior del material de vidrio en forma de banda a una reflexión total, de manera tal que la luz se desplaza desde un lado del vidrio plano hacia el otro. Si en el interior del vidrio plano se encuentra un defecto del vidrio, tal como por ejemplo una inclusión, un nudo o una burbuja, entonces la luz acoplada dentro del volumen es dispersada. La luz dispersada es determinada por un detector.

El documento de solicitud de patente alemana DE 102 21 945.1 del 15.05.2002 divulga un procedimiento similar al anterior, en el cual un rayo láser es acoplado lateralmente en un vidrio plano, y ocurriendo que el rayo de luz se desplaza en el interior, como consecuencia de una reflexión total, hacia el otro lado de la banda de vidrio plano. En este caso, el rayo láser es acoplado a la arista lateral del vidrio plano a través del agua en el vidrio. De esta manera se supera la desventaja de que en el caso de un vidrio de flotación no está presente ninguna geometría definida de las aristas, y de que, a diferencia de la solicitud de patente japonesa mencionada con anterioridad, resulta posible sólo con dificultades, acoplar de una manera definida una radiación lateralmente con respecto a la arista lateral.

El invento se basa en el problema técnico de perfeccionar un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, de tal manera que se aprovechen solamente las señales procedentes del volumen para el reconocimiento de los defectos y la determinación de sus tamaños.

A partir del Patent Abstracts of Japan, (Resúmenes de patentes del Japón) tomo 1997, nº 2 o respectivamente a partir del documento de patente japonesa JP 8 261 953 A se conoce un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, en el que con una primera fuente de radiación se irradia un volumen parcial definido del material, y en el que con una segunda fuente de radiación se acopla luz en el material de tal manera que la luz discurre a través del mencionado volumen parcial exclusivamente en el interior del material, y en el que se reconoce un defecto existente en el volumen parcial.

Otro procedimiento y un dispositivo para la detección de defectos existentes en un vidrio plano se conocen además de esto a partir del documento WO 99/49304 A.

El invento se basa en el problema técnico de perfeccionar un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, de manera tal que se aprovechen solamente señales procedentes del volumen para el reconocimiento de los defectos y la determinación de sus tamaños.

La solución para este problema técnico se efectúa mediante las características de la reivindicación independiente 1. Unos perfeccionamientos ventajosos se indican mediante las reivindicaciones subordinadas.

Esta solución se basa en el reconocimiento de que las actuales restricciones en la utilidad del procedimiento de campo claro para el reconocimiento de defectos existentes en materiales transparentes tienen su causa en el hecho de que con este método de medición no se puede llevar a cabo ninguna separación espacial de los defectos Así,

hasta ahora no se podía diferenciar si la respectiva señal de campo claro, que en el marco de esta solicitud podría ser definida como la señal, cuya intensidad es proporcional a la disminución (local) de la intensidad en el campo claro como consecuencia de la absorción, tiene su causa en un defecto que tiene en el volumen o por el contrario sobre la superficie. En este sentido, la absorción en el campo claro puede ser causada por unos defectos existentes dentro del vidrio, o sino también por unos defectos, tales como por ejemplo una suciedad, que están sobre la superficie del vidrio. Estos dos casos no pudieron ser diferenciados hasta ahora.

Basándose en este reconocimiento, la idea del invento consiste en combinar el procedimiento de campo claro con un segundo procedimiento que, condicionado por su principio, solamente puede ser sensible a defectos existentes en el volumen. En este caso se tiene cuidado de que por ambos procedimientos se examine solamente el mismo volumen parcial del material transparente, de manera tal que esté asegurado que ambos procedimientos puedan detectar los mismos defectos. Mediante una combinación de ambos procedimientos, es posible ensayar y comprobar la coincidencia de una señal de campo claro y de una señal del segundo procedimiento, y poder afirmar, en el caso de existir esta coincidencia, que la causa de la señal de campo claro se puede encontrar en el interior del material. Sin ninguna coincidencia, el defecto no se encuentra en el volumen, sino sobre la superficie, y en la mayor parte de los casos se trata de efectos de suciedad.

Basándose en las consideraciones anteriores, el procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente prevé que con una primera fuente de radiación un volumen parcial definido del material sea sometido a una iluminación en campo claro y que con una segunda fuente de radiación se acople luz en el material, de tal manera que, en el caso de una transición de la luz de la segunda fuente de radiación (5) desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de incidencia de la radiación con respecto a la perpendicular a la superficie es mayor que el ángulo límite de la reflexión total y el camino de la luz pasa por el volumen parcial, y en el que un defecto existente en el volumen parcial es reconocido por el hecho de que se detectan la absorción provocada por el defecto existente en el campo claro en el campo claro de la primera fuente de radiación y la luz de la segunda fuente de radiación que ha sido dispersada por el defecto. La señal causada por la luz dispersada será designada en este caso a continuación como señal de luz dispersada.

La solución se basa además en el reconocimiento de que unos procedimientos que desvían a los rayos para la determinación de defectos existentes en un material transparente, es decir unos procedimientos en los cuales el material transparente es irradiado (iluminado) desde fuera y los defectos desvían a la luz incidente, tampoco pueden diferenciar si la desviación de los rayos tiene su causa sobre la superficie del material... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente (3) , en el cual con una primera fuente de radiación (1) se irradia un volumen parcial (2) del material (3) , en el cual con una segunda fuente de radiación (5) se acopla luz en el material (3) de tal manera que en el caso de una transición de la luz de la segunda fuente de radiación (5) desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de irradiación con respecto a la perpendicular a la superficie es más grande que el ángulo límite de la reflexión total y el camino de la luz pasa por el volumen parcial (2) , y en el que se reconoce un defecto existente en el volumen parcial (2) , caracterizado porque se detectan

a) la luz de la segunda fuente de radiación (5) que ha sido dispersada por el defecto, b) una absorción que ha sido provocada por el defecto, en el campo claro de la primera fuente de radiación (1) , y c) una desviación de la luz de la primera fuente de radiación (1) que ha sido provocada por el defecto.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material (3) se mide de un modo resuelto en un sitio.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la relación de la señal de campo claro o de la señal de desviación a la señal de luz dispersada se aprovecha para la determinación del tipo de defecto.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado porque la segunda fuente de radiación (5) emite una luz monocromática.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado porque la respectiva radiación es acoplada dentro de un vidrio plano en forma de banda (3) .

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque la segunda fuente de radiación (5) emite una luz verde.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda fuente de radiación (5) emite una luz con la longitud de onda de 532 nm.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque la segunda fuente de radiación (5) emite una luz roja.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado porque la intensidad de la luz acoplada por la segunda fuente de radiación (5) junto al borde del material es aproximadamente 10 veces tan alta como en el centro.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 hasta 9, caracterizado porque la luz de la segunda fuente de radiación (5) es acoplada a través de un líquido transparente en el material (3) .

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizado porque ambas fuentes de radiación (1, 5) emiten una luz pulsante, y una de las fuentes de radiación emite exclusivamente en las pausas entre impulsos de la otra fuente de radiación.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 11, caracterizado porque la primera fuente de radiación (1) está estructurada de manera dividida en dos partes, y emite luz con dos colores diferentes.