Procedimiento para la medición simultánea del grosor y de la temperatura de una capa de óxido.

Procedimiento para la medición sin contacto, simultánea y en tiempo real del grosor (e) y de la temperatura (T) de una capa de óxido depositada sobre un sustrato metálico,

preferentemente una banda de acero en movimiento destinada a un tratamiento ulterior de galvanización por inmersión en caliente, utilizando una instalación que comprende una fuente de luz (1) que forma, por medio de un primer medio óptico (2), preferentemente una lente, una pequeña mancha luminosa en la superficie (3) del sustrato, un obturador (4) posicionado entre la fuente de luz y el sustrato, un segundo medio óptico (5), preferentemente una lente, que forma la imagen de la superficie de dicha mancha sobre la ranura de entrada (6) de un espectrómetro óptico (7), presentando la fuente de luz (1) utilizada un espectro esencialmente continuo que se extiende al menos desde una longitud de onda inferior (l1) a una longitud de onda superior (l2), teniendo el espectrómetro óptico (7) una gama de trabajo de longitudes de onda (l1, l2) comprendida entre 200 nm y 2500 nm y preferentemente entre 450 nm y 1650 nm, que comprende las etapas sucesivas siguientes:

- en una primera etapa, se cierra el obturador (4) en el camino óptico y se mide el espectro de radiación intrínseco del sustrato revestido S1(l), mediante dicho espectrómetro (7) que funciona en este caso en modo pirómetro;

- en una segunda etapa, se deja el obturador (4) abierto y se mide el espectro del sustrato revestido S2(l) mediante dicho espectrómetro (7), que funciona en este caso en modo pirómetro y reflexión;

- se determina el espectro del factor de reflexión R(l) definido como la relación del espectro de radiación reflejado sobre el sustrato revestido, S3(l), por el espectro de radiación incidente S0(l) de la fuente de luz (1), en la que S3(l) está el mismo obtenido sustrayendo el espectro S1(l) del espectro S2(l);

- se determina el grosor (e) de dicha capa de óxido a partir del análisis del espectro del factor de reflexión R de la siguiente manera:

- si el espectro del factor de reflexión R(l), en la gama de trabajo del espectrómetro, es decir (l1, l2), presenta al menos un pico de interferencia detectable, ya sea un máximo o un mínimo, el grosor de la capa de óxido se deduce de la longitud de onda de estos picos mínimo (l1m, l2m, etc.) o máximo (l1M, l2M, etc.) a partir de las propiedades ópticas, preferentemente el índice de refracción complejo, de la capa de óxido y del sustrato, estando el grosor de la capa de óxido comprendido entre dos valores extremos e1 y e2, dependiendo e1 de l1 y dependiendo e2 del coeficiente de extinción del óxido formado e1 y determinándose e2 a priori por calibración;

- si ningún pico es detectable en el intervalo espectral antes citado (l1, l2), se deduce que la capa es demasiado delgada, es decir un grosor < e1, o bien demasiado grueso, es decir un grosor > e2, para obtener unos picos de interferencia que aparecen en el intervalo espectral considerado, siendo la atenuación de la iluminación en la capa tal que, cuando esta capa es demasiado gruesa, no se produce ninguna interferencia significativa, y se procede a la discriminación entre los dos casos basándose en la forma y la intensidad de la señal del factor de reflexión R(l);

- todavía en este caso de figura en la que la capa de óxido se denomina muy gruesa o muy delgada, se requiere el tratamiento complementario siguiente:

para la capa muy delgada, el valor del grosor de la capa de óxido se determina a partir de la forma, preferentemente de la pendiente, de la curva del factor de reflexión espectral R(l) ;

para la capa muy gruesa, no se obtiene ningún valor de grosor a partir de las mediciones de reflexión espectral; - se determina la temperatura (T) a partir de S1(l) y del grosor (e).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05447097.

Solicitante: CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES ASBL - CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE VZW.

Inventor/es: FRANSSEN, ROGER, SCHYNS,MARC, BORDIGNON,MICHEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01B11/06 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01B MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES ANALOGAS; MEDIDA DE ANGULOS; MEDIDA DE AREAS; MEDIDA DE IRREGULARIDADES DE SUPERFICIES O CONTORNOS.G01B 11/00 Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización de medios ópticos (instrumentos de los tipos cubiertos por el grupo G01B 9/00 en sí G01B 9/00). › para la medida del espesor.
  • G01J5/00 G01 […] › G01J MEDIDA DE LA INTENSIDAD, DE LA VELOCIDAD, DEL ESPECTRO, DE LA POLARIZACION, DE LA FASE O DE CARACTERISTICAS DE IMPULSOS DE LA LUZ INFRARROJA, VISIBLE O ULTRAVIOLETA; COLORIMETRIA; PIROMETRIA DE RADIACIONES.Pirometría de las radiaciones.

PDF original: ES-2713268_T3.pdf

 

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