BR102020001531A2

BR102020001531A2 - Processo e dispositivo para inspeção da superfície de uma fita em movimento

Info

Publication number: BR102020001531A2
Application number: BR102020001531-1A
Authority: BR
Inventors: Jürgen Kett
Original assignee: Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2020-11-03
Also published as: CA3065641A1; JP6921250B2; US20200300777A1; CA3065641C; KR20200112653A; DE102019107174A1; JP2020153967A; ES2929129T3; EP3712600A1; DE102019107174B4; EP3712600B1; CN111721766A

Abstract

A invenção refere-se a um processo para inspeção de pelo menos uma superfície de uma fita (B) em movimento em um sentido de deslocamento de fita (v) por um inspetor (I), sendo que a superfície da fita (B) é irradiada com pelo menos uma primeira fonte de luz (1, 1’) e uma segunda fonte de luz (2,2’) e sendo que a primeira fonte de luz (1, Ί) emite luz, sob uma primeira faixa de ângulo irradiação (Δα1), sobre uma primeira região de superfície (H) e a segunda fonte de luz (2, 2’) emite luz, sob uma segunda faixa de ângulo de irradiação (Δα2), sobre uma segunda região de superfície (D) da superfície da fita (B), e a primeira fonte de luz (1, 1’) e a segunda fonte de luz (2, 2’) são operadas com uma frequência de pulsos (f) predeterminada de modo pulsado alternadamente, de maneira que a superfície da fita (B) é irradiada alternadamente na primeira região de superfície (H) e na segunda região de superfície (D), e a primeira região de superfície (H) irradiada pela primeira fonte de luz (1, 1’) e a segunda região de superfície (D) irradiada pela segunda fonte de luz (2,2 ‘) podem ser observadas pelo inspetor (I) através do espelho (4, 4’) no campo escuro.

Description

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA INSPEÇÃO DA SUPERFÍCIE DE UMA FITA EM MOVIMENTO

[0001] A invenção refere-se a um processo e um dispositivo para inspeção da superfície de uma fita em movimento em sentido de deslocamento de fita.

[0002] Na produção de fitas de aço revestidas ou não revestidas, por exemplo, para a construção de automóveis e para aplicações em de embalagem, a superfície da fita, que pode ser uma superfície não revestida ou revestida da fita de aço, é examinada por meio de sistemas de inspeção de superfícies, para detectar defeitos de superfície para fins de controle de qualidade. Nesse caso, a superfície de uma fita que vem de um processo de produção ou de beneficiamento e se move a uma velocidade de fita é iluminada com uma fonte de luz e monitorada com câmeras, para tirar uma foto da superfície da fita. Tal controle de superfície de fitas de aço (revestidas ou não revestidas) ocorre com regularidade imediatamente após o fim do processo de produção, beneficiamento ou revestimento, antes que a fita seja enrolada para formar uma bobina (coil).

[0003] Do estado da técnica são conhecidos numerosos sistemas de inspeção de superfície automáticos, com os quais pode ocorrer uma detecção automatizada e uma documentação e classificação de defeitos de superfície.

[0004] Nos sistemas de inspeção de superfície conhecidos a superfície de uma fita a ser examinada é iluminada com fontes de luz e a superfície iluminada é fotogravada através de uma ou várias câmeras no campo claro e/ou no campo escuro. Para observação da superfície de fita no campo escuro as câmeras estão dispostas em relação à superfície iluminada da fita de tal modo, que a radiação dirigida para a superfície de fita pelas fontes de luz e refletida daí é desviada para fora do campo de observação das câmeras, sendo que a radiação refletida em defeitos de superfície ou dispersa é desviada na direção das câmeras em seu campo de observação. Assim defeitos de superfície são tornados reconhecíveis como manchas claras no campo de câmera escuro (observação no campo escuro). Em uma observação da superfície de fita no campo claro, a radiação dirigida à superfície de fita pelas fontes de luz e refletida daí é dirigida para a câmera. Uma superfície livre de defeito gera então uma imagem clara na câmera. Se aparecer um defeito na superfície, então uma parte da radiação é desviada e dispersa e assim não aparece no campo dê câmera. Um defeito de superfície se manifesta aqui como mancha escura em um campo de câmera claro (observação no campo claro).

[0005] Do estado da técnica, por exemplo, do documento DE 19720308 A, são conhecidos dispositivos em que uma observação da superfície a ser inspecionada ocorre tanto em um campo claro quando em uma observação de cambo escuro. Para isto, estão previstas câmeras separadas para observação do campo claro e do campo escuro, as quais estão dispostas no ângulo de emersão ou fora do ângulo de emersão dos raios de luz em relação à ralação refletida pela superfície.

[0006] Apesar da detecção de defeitos automatizada para detectar defeitos de superfície com sistemas de inspeção de superfície conhecidos à base de câmeras, é necessário, porém, via de regra, que um inspetor controle os defeitos detectados pelo sistema de inspeção de superfície, para decidir se o defeito detectado realmente existe ou pode ser tolerado ou se é necessário cortar a região defeituosa da fita para eliminar o defeito. É especialmente porque, mesmo com sistemas de inspeção de superfície automatizados, os quais observam a superfície de uma fita tanto no campo claro quanto no campo escuro, nem todos os defeitos são detectáveis com de modo confiável. Por este motivo frequentemente ocorre uma consideração posterior através de um inspetor. Para isto são conhecidos do estado da técnica dispositivos de iluminação com os quais a superfície de uma fita a ser examinada por um inspetor é iluminada tão uniformemente quanto possível, de modo que um inspetor possa examinas a superfície de fita com o olho humano, especialmente no caso de fita em movimento e examinar à procura de defeitos.

[0007] Os sistemas de iluminação conhecidos do estado da técnica, os quais são empregados por um inspetor para uma inspeção (complementar) de uma fita, porém, frequente apresentam uma iluminação muito irregular da superfície de fita, razão pela qual o inspetor não consegue reconhecer defeitos presentes nas regiões iluminadas de modo insuficiente. Além disso, os sistemas de iluminação conhecidos do estado da técnica muitas vezes levam a um ofuscamento do inspetor. Tal ofuscamento do inspetor tem como consequência que defeitos de superfície, especialmente em regiões excessivamente iluminadas da superfície, podem passar despercebidas pelo inspetor. Além disso um ofuscamento do inspetor leva a um rápido cansaço. Outras desvantagens em sistemas de iluminação conhecidos para a inspeção de superfícies de fita por um inspetor se devem a que os sistemas de iluminação conhecidos estão dispostos apenas em um lado da fita a ser inspecionada e, portanto, o inspetor só pode observar um lado de fita.

[0008] Partindo disso a invenção tem o objetivo de prover um processo e um dispositivo para inspeção da superfície de uma fita em movimento através de um inspetor, com os quais uma observação dos dois lados da fita livre de ofuscamento é possibilitada, sendo que a superfície de fita deve ser iluminada de modo tão uniforme quanto possível e em toda a largura de fita, de maneia que o inspetor possa perceber todos os defeitos na superfície da fita.

[0009] Este objetivo é alcançado com o processo e as características da reivindicação 1 e com um dispositivo com as características da reivindicação 9. Formas de realização preferidas do processo e do dispositivo podem ser depreendidas das reivindicações dependentes.

[0010] No processo de acordo com a invenção para inspeção da superfície de uma fita em movimento em uma direção de deslocamento de fita através de um inspetor a superfície da fita é irradiada com pelo menos uma primeira e uma segunda fonte de luz, sendo que a primeira fonte de luz, sob uma primeira faixa de ângulo de irradiação, irradia um raio de luz sobre uma primeira região de superfície e a segunda fonte de luz, sob uma segunda faixa de ângulo de irradiação, irradia luz, sob uma segunda faixa de ângulo de irradiação, sobre uma segunda região de superfície da superfície de fita, sendo que a primeira e a segunda fonte de luz são operadas com uma frequência de pulso alternada, de modo que a superfície da fita é irradiada com uma frequência de pulso de modo ternado na primeira região de superfície e na segunda região de superfície. A primeira região de superfície irradiada pela primeira fonte de luz é observada então pelo inspetor no campo claro através de um espelho e a segunda região de superfície irradiada pela segunda fonte de luz é observada pelo inspetor no campo escuro através do espelho.

[0011] No dispositivo de acordo com a invenção está prevista uma primeira e pelo menos uma segunda fonte de luz, sendo que a primeira fonte de luz irradia a superfície da fita, sob uma primeira faixa de ângulo de irradiação, em uma primeira região de superfície, e a segunda fonte de luz irradia a superfície da fita, sob uma segunda faixa de ângulo de irradiação, em uma segunda superfície de superfície, e a primeira e a segunda fonte de luz estão operadas com frequência de pulsos predeterminada de modo alternado, de maneira que a superfície da fita é irradiada com a frequência de pulsos na primeira e na segunda região de superfície de modo alternado. Para observação da primeira e da segunda superfície através de um inspetor está previsto, no dispositivo de acordo com a invenção, pelo menos um espelho, o qual está disposto em um distanciamento predeterminado em relação à fita e através do qual o inspetor pode observar a primeira região de superfície irradiada pela primeira fonte de luz no campo claro e a segunda região de superfície irradiada pela segunda fonte de luz no campo escuro.

[0012] Com o dispositivo de acordo com a invenção e com o processo de acordo com a invenção é possível a um inspetor observar tanto o campo claro quanto o campo escuro da superfície de fita irradiado pelas duas fontes de luz. Para isto, a primeira e a segunda fonte de luz são operadas na operação estroboscópica com a frequência de pulso predeterminada, de modo que a superfície de fita é irradiada alternadamente com a frequência de pulso da perspectiva do inspetor no campo claro e no campo escuro. A primeira região de superfície da superfície de fita irradiada pela primeira fonte de luz representa então, do ponto de vista do inspetor, o campo claro e a segunda região de superfície irradiada pela segunda fonte de luz representa o campo escuro, isto é, a irradiação refletida na superfície de fita pela primeira fonte de luz está dirigida ao inspetor e a irradiação refletida na superfície de fita pela segunda fonte de luz está dirigida para longe do inspetor. A luz irradiada sobre a superfície de fita pela primeira e pela segunda fonte de luz é dirigida preferivelmente de modo inclinado sobre a superfície de fita e apresenta, convenientemente, uma direção de irradiação com uma componente transversal (perpendicular) à direção de deslocamento de fita. Nesse caso a primeira faixa de ângulo de irradiação (Δα1) fica preferivelmente entre 10 graus e 50 graus e a segunda faixa de ângulo de irradiação (Δα2) fica preferivelmente entre 60 graus e 90 graus.

[0013] O inspetor observa então tanto o campo claro quanto o campo escuro da superfície de fita através de um espelho, sendo que o olhar do inspetor preferivelmente está dirigido na direção de deslocamento da fita. Isto possibilita uma observação livre de ofuscamento e permite ao inspetor ter a superfície de fita em um distanciamento suficientemente seguro da fita em movimento. Isto é vantajoso por razões de segurança e por razões de proteção contra barulho. Além disso a observação do campo claro e do campo escuro pelo inspetor através de um espelho oba observação de ambos os lados da fita. Para isto está previsto, em uma realização preferida do dispositivo de acordo com a invenção e em um exemplo de realização preferido do processo de acordo com a invenção, que tanto no lado inferior da fita quanto no lado superior da fita está disposto um dispositivo deste tipo de acordo com a invenção.

[0014] Em outro exemplo de realização preferido do processo de acordo com a invenção e do dispositivo de acordo com a invenção está previsto que a primeira região de superfície (campo claro) se sobrepõe com a segunda região de superfície (campo escuro) pelo menos parcialmente. Assim o inspetor tem a possibilidade de detectar, pelo menos na região de superposição, os defeitos de superfície que estejam visíveis somente no campo claro, como também os defeitos de superfície que estejam visíveis somente no campo escuro. Assim se possibilita uma detecção confiável de todos os tipos de defeitos de superfície pelo inspetor.

[0015] Em um exemplo de realização especialmente preferido da invenção está prevista uma terceira e eventualmente uma quarta fonte de luz, a qual irradia luz sobre a superfície da fita sob um terceiro ou uma quarta faixa de ângulo de irradiação. A terceira ou quarta região de superfície da superfície de fita irradiada pela terceira e eventualmente quarta fonte de luz é observada então pelo inspetor através do espelho no campo escuro. O raio de luz dirigido sobre a superfície de fita pela terceira e eventualmente quarta fonte de luz está dirigido à superfície de fita de modo inclinado e apresenta uma componente da direção de irradiação no sentido de deslocamento de fita ou em sentido contrário. A região da superfície de fita iluminada pela terceira ou eventualmente quarta fonte de luz é observada pelo inspetor através do espelho no campo escuro, sendo que o olhar do inspetor está dirigido transversalmente ao sentido de deslocamento da fita. O inspetor vê a região de superfície da fita irradiada pela terceira e eventualmente quarta fonte de luz, portanto, na “luz favorável”. Assim é possível ao inspetor perceber defeitos tanto do campo claro quando do campo escuro como defeitos de luz favorável sobre a superfície de fita. Preferivelmente a terceira ou quarta região de superfície se sobrepõe, a qual é irradiada na luz favorável (isto é, na direção do sentido de deslocamento da fita) da terceira ou quarte fonte de luz para cima da superfície de fita, pelo menos parcialmente com a primeira região de superfície (campo claro) e/ou a segunda região de superfície (campo escuro), a qual é irradiada pela primeira ou pela segunda fonte de luz.

[0016] Nesse caso, a terceira fonte de luz, assim como a primeira e a segunda fonte de luz, é operada em operação estroboscópica, isto é, operado de modo pulsado com uma frequência de pulsos predeterminada. É especialmente preferido operar a primeira, segunda e terceira fonte de luz sejam operadas uma após outra em operação estroboscópica com a frequência pulsada predeterminada, de modo que a primeira, a segunda e a terceira região de superfície da fita é irradiada com luz alternadamente. Com o emprego de uma quarta fonte de luz, a qual está disposta “na luz favorável” (isto é, com uma componente da direção de irradiação no sentido de deslocamento de fita ou contra o mesmo), esta é operada preferivelmente no ritmo da terceira fonte de luz.

[0017] As frequências de pulsos, com as quais as fontes de luz são operadas, ficam então, convenientemente, na faixa de 70 Hz a 400 Hz. Esta faixa da frequência de pulsos possibilita um trabalho livre de cansaço do inspetor. Especialmente no caso de frequências abaixo de 70 Hz uma observação da superfície de fita por um inspetor é muito cansativa. O limite superior preferido de 400 Hz para a frequência de pulsos é condicionado, em primeiro lugar, por equipamento técnico, uma vez que, no caso de frequências mais elevadas, uma duração pulso de sinais com aparelhos convencionais é dificultado. A duração de pulso dos pulsos de luz emitidos na operação estroboscópica pelas fontes de luz fica preferivelmente na faixa de 30 μs a 100 μs.

[0018] O espelho através do qual o inspetor observa as regiões de superfície da fita iluminadas pelas fontes de luz está disposto, convenientemente, acima e/ou abaixo da fita com um distanciamento predeterminado em relação à superfície de fita, sendo que uma superfície de reflexão do espelho (especialmente a superfície superior de espelho) preferivelmente inclui um ângulo com a superfície da fita na faixa de 30 graus Celsius a 60 graus Celsius e especialmente um ângulo de 45 graus Celsius. Através da disposição da fita ou dos espelhos acima ou abaixo da fita é garantida uma observação confortável da superfície de fita pelo inspetor. O inspetor pode fazer a observação em pé ou sentado, sendo que a fita, convenientemente, se estende ou em um plano horizontal ou em um plano vertical.

[0019] Cada uma das fontes de luz, isto é a primeira e a segunda fontes de luz, bem como a terceira ou cada outra fonte de luz opcionalmente existente, compreende convenientemente uma pluralidade de réguas de luz de LED com vários diodos emissores de luz (LEDs) dispostos com distanciamento uma da outra. Nesse caso, cada uma das fontes de luz pode compreender várias réguas de luz de LED, as quais estão dispostas lado a lado ou uma atrás da outra com pequeno distanciamento entre si. Através dessa disposição preferida de várias réguas de luz de LED gera-se uma respectiva fonte de luz em folha. As fontes de luz compostas de uma pluralidade de réguas de luz de LED desta maneira passam, de preferência, paralelamente à superfície da fita, isto é, a primeira, a segunda e a terceira fonte de luz opcionalmente presente bem como qualquer outra fonte de luz estão dispostas em relação à superfície de fita de tal modo, que as réguas de luz de LED ficam em um plano que passa paralelamente à superfície de fita.

[0020] Através desta configuração e disposição das fontes de luz é possibilitada uma iluminação homogênea da superfície da fita. Além disso, a intensidade de iluminação (intensidade de luz) necessária para uma iluminação opcional da superfície da fita pode ser adaptada preferivelmente através de uma possibilidade de tornar tênues as réguas de luz de LED individuais das diversas fontes de luz. Através de ligação e desligamento das réguas de luz de LED individuais das diversas fontes de luz pode ocorrer ainda uma adaptação da região de iluminação à largura da fita. Através da possibilidade de tornar tênue e da ligação ou desligamento de réguas de luz de LED individuais pode ser evitado um efeito de ofuscamento desnecessário devido a uma intensidade de iluminação ou potência de luz demasiadamente alta das diversas fontes de luz.

[0021] Um ofuscamento do inspetor através das fontes de luz pode ser evitado ainda, em um exemplo de realização preferido da invenção, pelo fato de que cada régua de luz de LED de cada fonte de luz está equipada com um obturador, com o qual um campo visual do inspetor é encoberto em relação aos LEDs da régua de luz de LED. A duração de obturação é adaptável, convenientemente, ao campo visual dependente da posição de observação do inspetor. Isto possibilita uma observação da superfície da fita livre de ofuscamento pelo inspetor em diversas posições de observação.

[0022] Esta e outras vantagens e características da invenção resultam do exemplo de realização descrito mais detalhadamente a seguir com referência aos desenhos anexos. O exemplo de realização serve apenas para esclarecimento da invenção e não deve ser considerado como sento restritivo para o escopo de proteção da invenção definido nas invenções. Os desenhos mostram:
Figura 1: representação esquemática de um dispositivo para inspeção da superfície de uma fita em movimento em um sentido de deslocamento da fita em uma vista na direção do sentido de deslocamento da fita;
Figura 2: representação do campo claro gerado por uma primeira fonte de luz do dispositivo da figura 1 sobre o lado superior e o lado inferior da fita;
Figura 3: representação do campo escuro gerado por uma segunda fonte de luz e outra fonte de luz do dispositivo da figura 1 sobre o lado superior e o lado inferior da fita;
Figura 4: representação esquemática do dispositivo da figura 1 em uma vista perpendicular à direção de deslocamento da fita;
Figura 5: representação de detalhe da segunda fonte de luz do dispositivo da figura 1;
Figura 6: representação de detalhe de primeira fonte de luz do dispositivo da figura 1;
Figura 7: representação esquemática de uma régua de luz de LED empregada no dispositivo da figura 1 para configuração das fontes de luz.

[0023] O dispositivo de acordo com a invenção e o processo de acordo com a invenção podem ser empregados para a inspeção da superfície de uma fita em movimento em um sentido de deslocamento de fita com uma velocidade de fita predeterminada. No caso da fita trata-se, por exemplo, de uma fita de aço não revestida (fita de chapa preta) ou de uma fita de aço revestida como, por exemplo, uma fita de aço galvanizada ou estanhada (fita de chapa branca). A fita pode apresentar também, em sua superfície, um revestimento, por exemplo, uma camada de laca ou um revestimento polimérico. O dispositivo de acordo com a invenção possibilita ao inspetor reconhecer defeitos de superfície na superfície da fita, no processo de acordo com a invenção. Se o inspetor reconhece um defeito, a fita em movimento pode ser parada e a região danificada, na qual fica o defeito de superfície reconhecido, cortada para fora da fita. O dispositivo de acordo com a invenção está disposto, convenientemente, na extremidade de uma instalação para produção ou beneficiamento da fita e antes de um dispositivo de enrolamento para enrolamento da fita para formar uma bobina (coil).

[0024] O dispositivo de acordo com a invenção e o processo de acordo com a invenção podem ser empregados também em combinação com um aparelho de inspeção de superfície totalmente automático, sendo que o dispositivo de acordo com a invenção convenientemente está disposto após o aparelho de inspeção de superfície totalmente automático na direção do deslocamento da fita. O dispositivo de acordo com a invenção e o processo de acordo com a invenção servem para uma inspeção complementar das superfícies de fita, adicionalmente à inspeção totalmente automática através do aparelho de inspeção de superfície. Determinados defeitos de superfície podem não ser reconhecidos com exatidão suficiente com os aparelhos de inspeção de superfície automáticos conhecidos, nos quais câmeras são empregadas para exame por imagens da superfície de fita. O dispositivo de acordo com a invenção e o processo de acordo com a invenção possibilitam ao inspetor especialmente submeter os defeitos de reconhecidos por um aparelho de inspeção de superfície totalmente automático a outro exame mais preciso, para decidir se o defeito de superfície reconhecido torna necessário cortar a fita para remoção da região.

[0025] O dispositivo mostrado nas figuras 1 a 4 para inspeção da superfície de uma fita B em movimento em uma direção de deslocamento da fita v com uma velocidade de fita predeterminada compreende um respectivo dispositivo 10, 10’ disposto no lado superior de fita o e um dispositivo 10, 10’ disposto no lado inferior de fita u. Velocidades típicas ficam na faixa de 100 a 700 m/min. A velocidade de fita depende da velocidade com a qual a fita é movimentada para fora de um processo de produção ou beneficiamento, como por exemplo, uma instalação de revestimento de fita.

[0026] Os dispositivos 10, 10’ mostrados na figura 1 em uma vista na direção de deslocamento de fita v, os quais estão dispostos no lado superior de fita o ou no lado inferior de fita u da fita B, compreendem uma respectiva primeira fonte de luz 1,1’, uma segunda fonte de luz 2, 2’ e uma outra fonte de luz 5, 5’, bem como um espelho 4, 4’. A primeira fonte de luz 1, 1’ de cada dispositivo 10, 10’ está disposta defasada lateralmente ao ledo e acima ou abaixo da fita B. A segunda fonte de luz 2, 2’ está disposta no lado superior de fita o ou no lado inferior de fita u com distanciamento em relação à respectiva superfície de fita acima da fita ou abaixo da fita B. A outra fonte de luz 5, 5’, por sua vez, está disposta defasada lateralmente e acima ou abaixo da fita B. O espelho 4 do dispositivo 10 disposto acima da fita B apresenta uma superfície de espelho que está disposta sob um ângulo predeterminado em relação à superfície da fita B. A superfície do espelho 4 inclui, com o plano da fita B (isto é com a superfície superior de fita), um ângulo na faixa de preferivelmente 30 a 60 graus e especialmente de 45 graus. O espelho 4’ disposto abaixo da fita B do dispositivo 10’ disposto no lado inferior de fita u está orientado de maneira correspondente para a superfície da fita, de modo que a superfície do espelho 4’ inclui um ângulo na faixa de 40 graus a 60 graus e especialmente de 45 graus com a superfície da fita.

[0027] As fontes de luz 1, 1’, 2, 2’ e 5, 5’ irradiam respectiva luz, sob uma faixa de ângulo de irradiação predeterminada, sobre uma superfície da fita B, sendo que as fontes de luz 1,2 e 5 do dispositivo disposto acima da fita B irradia luz sobre o lado superior o e a fonte de luz 1’, 2’, e 5’ do dispositivo 10’ disposto abaixo da fita B irradia luz sobre o lado inferior de fita u. A fita iluminada pelas fontes de luz 1,1’, 2,2’ e 5, 5’ é observada pelo inspetor I através do espelha 4, 4’, sendo que o espelho 4 do dispositivo superior 10 possibilita a observação do lado superior de fita o e o espelho 4’ do dispositivo inferior 10’ possibilita a observação do lado inferior u.

[0028] A luz irradiada sobre a superfície superior de fita pela primeira fonte de luz do dispositivo 10, 10’ superior ou inferior é observada no campo claro pelo inspetor. A luz emitida pela primeira fonte de luz 1, 1’ e refletida na respectiva superfície de fita é desviada para o campo visual S do inspetor através do espelho 4, 4’, pelo que o inspetor I percebe a região da superfície de fita irradiada pela primeira fonte de luz 1, 1’ no campo claro.

[0029] Na figura 2 está mostrada a iluminação das superfícies de fita através da primeira fonte de luz 1, 1’ no campo claro H. Como se pode ver na figura 2, a primeira fonte de luz 1, 1’ irradia um raio de luz com um cone de luz predeterminado através da fonte de luz empregada sob um primeiro ângulo de irradiação predeterminado α1 sobre as superfícies de fita. O ângulo de irradiação α1, no exemplo representado por desenho, é α1 = 37 graus. Através do ângulo de irradiação α1 e da faixa de ângulo reflexão Δ do cone de luz da primeira fonte de luz é definida uma primeira faixa de ângulo de irradiação Δα1 = α ± . A faixa de ângulo de reflexão Δ da fonte de luz empregada fica convenientemente entre 10 graus e 20 graus, sendo especialmente de Δ = 15 graus.

[0030] Na figura 3 está mostrado o campo escuro nas superfícies de fita gerado pela segunda fonte de luz 2, 2’ e por outra fonte de luz 5, 5’. O raio de luz dirigido sobre as superfícies de fita pela segunda fonte de luz 2, 2’ e por outra fonte de luz 5, 5’ é refletida para longe do campo visual S do inspetor I pela superfície de fita e pelo respectivo espelho 4, 4’, pelo que o inspetor I vê as regiões de superfície da fita B no campo escuro D, irradiadas pela segunda fonte de luz 2, 2’ e por outra fonte de luz 5, 5’. A iluminação das superfícies de fita com a segunda fonte de luz 2, 2’ e com outra fonte de luz 5, 5’ possibilita, portanto, ao inspetor I observar as superfícies da fita B no lado superior de fita o e no lado inferior de fita u no campo escuro.

[0031] Como se pode ver na figura 3, a segunda fonte de luz 2, 2’ reflete um raio de luz com um cone de luz predeterminado através da fonte de luz empregada, sob um segundo ângulo de irradiação predeterminado α2, sobre as superfícies de fita. O ângulo de irradiação α2, no exemplo representado com desenho, é de α2 = 90 graus - 11 graus = 79 graus. Através do ângulo de irradiação α2 e da faixa de ângulo de reflexão Δ do cone de luz da segunda fonte de luz 2, 2’ é definida uma segunda faixa de ângulo de irradiação Δα2 = α2 ± Δ. De maneira correspondente a outra fonte de luz 5, 5’ irradia um raio de luz com um cone de luz predeterminado através da fonte de luz empregada, sob um ângulo de irradiação α5 predeterminado, sobre as superfícies de fita. O ângulo de irradiação α5, no exemplo de representado com desenho, é de α5 = 26 graus. Através do ângulo de irradiação α5 e da faixa de ângulo de reflexão Δ é definida uma faixa de ângulo de irradiação Δα5 = α5 ± Δ. Como na primeira fonte de luz, a faixa de ângulo de reflexão Δ das fontes de luz 2, 2’ e 5, 5’ fica então, convenientemente, entre 10 graus e 20 graus e especial em Δ = 15 graus.

[0032] Os ângulos de irradiação α1, α2 e α5 da primeira fonte de luz 1, 1’, da segunda fonte de luz 2, 2’ e da outra fonte de luz 5, 5’ ficam preferivelmente nas seguintes faixas:
30 graus ≤ α1 ≤ 45 graus
60 graus ≤ α2 ≤ 90 graus
10 graus ≤ α5 ≤ 40 graus.

[0033] A primeira fonte de luz 1, 1 ’, a segunda fonte de luz 2, 2’ e a terceira fonte de luz 5, 5’ são operadas então alternadamente na operação estroboscópica com uma frequência de pulsos predeterminada, de modo que a superfície da fita B é irradiada alternadamente com a frequência de pulso f da primeira fonte de luz 1, 1’no campo claro (H) bem como da segunda fonte de luz 2, 2’ e da outra fonte de luz 5, 5’ no campo escuro (D). O inspetor I pode observar assim, com a frequência de pulsos f das fontes de luz, tanto o campo claro H quanto o campo escuro D das superfícies de fita (um após o outro). A frequência de pulsos fica, convenientemente, na faixa de 70 Hz a 400 Hz e preferivelmente entre μ100 Hz e 300 Hz. Os pulsos de luz emitidos pelas fontes de luz 1,1’, 2, 2’ e 5, 5’ apresentam, convenientemente, uma duração de pulso predeterminada t na faixa de 30 μs a 100 μs e preferivelmente entre 50 μs e 80 μs. Em virtude da alta frequência de pulsos f e das curtas durações de pulso t, o inspetor I pode realizar tanto uma observação em campo claro quanto uma observação em campo escuro quase simultaneamente na fita B em movimento. Isto possibilita ao inspetor I detectar distintos defeitos de superfície, os quais podem ser observados tanto apenas no campo claro quanto apenas no campo escuro.

[0034] Para isto é conveniente que a região de superfície irradiada pela primeira fonte de luz 1, 1’ (campo escuro D) (sic) e a região de superfície irradiada pela segunda fonte de luz 2, 2’ bem como (opcionalmente) pela outra fonte de luz 5,5’ (campo escuro) se sobreponham, pelo menos parcialmente, na respectiva superfície de fita.

[0035] As fontes de luz 1, 1’, 2, 2’ e 5, 5’ mostradas na figura 1 irradiam respectiva luz, sob uma faixa de ângulo de irradiação predeterminada de uma direção de radiação predeterminada sobre a superfície da fita B, sendo que a direção de radiação das fontes de luz apresenta uma componente dirigida transversalmente à direção de deslocamento de fita v (isto é, perpendicularmente à direção de deslocamento de fita v) e uma componente dirigida perpendicularmente para a superfície de fita.

[0036] Complementarmente às fontes de luz 1,1’, 2,2’ e 5, 5’ mostradas na figura 1, no dispositivo de acordo com a invenção podem estar previstas, preferivelmente, ainda outras fontes de luz, para iluminar as superfícies de fita tão bem e uniformemente quanto possível. Assim, como mostrado na figura 4, podem estar dispostas uma terceira fonte de luz 3, 3’ e uma quarta fonte de luz 6, 6’ acima ou abaixo da fita B, sendo que a terceira fonte de luz 3, 3’ irradia luz, sob uma faixa de ângulo de irradiação predeterminada e em uma direção de radiação predeterminada contra o sentido de deslocamento de fita v, sobre as superfícies de fita. O ângulo de irradiação α3 da terceira fonte de luz 3, 3’ e da quarta fonte de luz 6, 6’ opcional, no exemplo representado com desenho, é de α3 = 26 graus e fica preferivelmente na faixa de 10 graus a 40 graus. Em uma faixa de ângulo de reflexão Δ do cone de luz da terceira fonte de luz 3, 3’ ou da quarta fonte de luz 6, 6’, é definida uma terceira faixa de ângulo de irradiação Δα3 = α3 ± Δ.

[0037] A terceira fonte de luz 3, 3’ irradia luz, sob a faixa de ângulo de irradiação predeterminada Δα3, em direção de radiação dirigida na direção de deslocamento de fita v, sobre as superfícies de fita. A quarta fonte de luz 6, 6’, porém, irradia luz, sob a mesma faixa de ângulo de irradiação Δα3 e em uma direção de radiação dirigida contra o sentido de deslocamento de fita v, sobre as superfícies de fita. As direções de radiação da terceira fonte de luz 3, 3’ e da quarta fonte de luz 6, 6’ contêm, portanto, uma componente dirigida na direção ou contra o sentido de deslocamento de fita v (bem como uma componente dirigida perpendicularmente à superfície de fita da direção de radiação). A terceira fonte de luz 3,3’ e a quarta fonte de luz 6, 6‘ possibilitam ao inspetor I observar as superfícies no lado superior de fita o e no lado inferior de fita u em luz favorável (isto é, com uma direção de radiação com uma componente na direção ou contra o sentido de deslocamento v). Assim outros defeitos de superfície podem ser observados, os quais não podem ser ou só podem ser observados de modo insuficiente no campo claro H ou no campo escuro D.

[0038] Como a primeira, a segunda e a outra fonte de luz 1, 1 2, 2’, 5, 5’, convenientemente também a terceira fonte de luz 3, 3’ e a quarta fonte de luz 6, 6’ são operadas com frequência de pulsos e duração de pulso predeterminadas, alternadamente em relação à primeira e à segunda fonte de luz, de modo que as regiões iluminadas pelas fontes de luz podem ser observadas pelo inspetor I alternadamente na frequência de pulsos. Nesse caso a terceira fonte de luz 3, 3’ e a quarta fonte de luz 6, 6’ entram e saem de ritmo simultaneamente.

[0039] As fontes de luz empregadas no dispositivo de acordo com a invenção estão formadas preferivelmente através de várias réguas de luz de LED 7 dispostas com distanciamento lado a lado ou uma após a outra. Nas figuras 5 e 6, a título de exemplo, estão representadas, no detalhe em uma vista lateral, a segunda fonte de luz 2 disposta acima do lado superior o e a primeira fonte de luz 1’ disposta abaixo do lado inferior U. A segunda fonte de luz 2 mostrada na figura 5 compreende, no exemplo de realização representado com desenho, cinco réguas de luz de LED 7 dispostas uma após a outra e estendendo-se paralelamente entre si. Cada uma dessas réguas de luz de LED 7 contém vários diodos (LED) 8 emissores de luz dispostos com distanciamento na direção longitudinal da régua de luz de LED 7. Na figura 7 está representada, a título de exemplo, uma régua de luz de LED com um total de doze LEDs 8.

[0040] Para evitar ofuscamento do inspetor I, a régua de luz de LED 7 apresenta preferivelmente um obturador 9, o qual está disposto no campo visual S do inspetor, de modo que o inspetor I não olhar, nem direta nem indiretamente através do espelho 4, 4’, para o cone de luz emitido pelos LEDs 8. Isto está indicado na figura 6, onde as bordas do campo visual S do inspetor I estão mostradas. Como se pode ver na figura 6, o obturador 9 das réguas de luz de LED 7 cobre o campo visual S do inspetor I e impede assim um ofuscamento do inspetor I. Assim é possibilitado ao inspetor I um trabalho livre de ofuscamento e de cansaço.

[0041] Pode-se ver na figura 1 que através da configuração das fontes de luz em forma de várias réguas de luz de LED 7 dispostas uma atrás da outra ou uma ao lado da outra são providas respectivas fontes de luz configuradas em folha. As réguas de luz de LED 7 das fontes de luz passam convenientemente paralelas à superfície de fita. Isso vale também para a terceira fonte de luz 3, 3’ e quarta fonte de luz 6, 6’. Através da configuração em folha das fontes de luz é possibilitada uma iluminação em grande área das superfícies de fita no campo visual S do inspetor I.

[0042] Através de ligação e desligamento de réguas de luz de LED 7 individuais das fontes de luz individuais, regiões da superfície de fita podem ser clareadas ou escurecidas. É possível ainda adaptar a região irradiada das superfícies à largura da fita B através de ligação e desligamento de réguas de luz de LED 7 individuais.

[0043] A invenção não está restrita ao exemplo de realização representado em desenho. Assim, por exemplo, não é necessário manter a quantidade e a disposição das fontes de luz escolhidas no exemplo de realização representado. No sentido da invenção é suficiente irradiar a superfície da fita B apenas com uma primeira e uma segunda fonte de luz, sendo que a primeira fonte de luz irradia uma superfície da fita em um campo claro e a outra fonte de luz irradia a mesma superfície da fita em um campo escuro, sendo que as duas fontes de luz são operadas alternadamente de modo pulsado com uma frequência de pulsos predeterminada, de modo que a superfície da fita é irradiada alternadamente com a frequência de pulso em uma primeira região de superfície no campo claro e em uma segunda região de superfície no campo escuro do inspetor I observador.

[0044] Além disso, no sentido da invenção não é necessário dispor um dispositivo de acordo com a invenção tanto no lado superior de fita o quanto no lado inferior de fita u. Se o inspetor I deseja observar apenas uma superfície da fita B, isto é, por exemplo, o lado superior de fita o, basta que um dispositivo de acordo com a invenção esteja disposto apenas no lado superior de fita o. Entretanto, em virtude da observação da face superior de fita pelo inspetor I através de (pelo menos) um espelho 4, 4’, a invenção possibilita uma observação simultânea da superfície tanto no lado superior de fita o quanto no lado inferior de fita u.

Claims

Processo para inspeção de pelo menos uma superfície de uma fita (B) em movimento em um sentido de deslocamento de fita (v) por um inspetor (I), caracterizado pelo fato de que a superfície da fita (B) é irradiada com pelo menos uma primeira fonte de luz (1, 1’) e uma segunda fonte de luz (2, 2’) e sendo que a primeira fonte de luz (1, 1’) emite luz, sob uma primeira faixa de ângulo de irradiação (Δα1), sobre uma primeira região de superfície (H) e a segunda fonte de luz (2, 2’) emite luz, sob uma segunda faixa de ângulo de irradiação (Δα2), sobre uma segunda região de superfície (D) da superfície da fita (B), e a primeira fonte de luz (1, 1’) e a segunda fonte de luz (2, 2’) são operadas com uma frequência de pulsos predeterminada de modo pulsado alternadamente, de maneira que a superfície da fita (B) é irradiada na primeira região de superfície (H) e na segunda superfície (D) com frequência de pulsos (f) de modo pulsado alternadamente, e a primeira região de superfície (H) irradiada pela primeira fonte de luz (1, 1’) pode ser observada pelo inspetor (I) através de um espelho (4,4’) no campo claro e a segunda região de superfície (D) irradiada pela segunda fonte de luz (2, 2’) pode ser observada pelo inspetor (I) através do espelho (4, 4’) no campo escuro.
Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a observação da primeira região de superfície (H) e da segunda região de superfície (D) ocorre através do olho humano do inspetor (I) e sem auxílio de uma câmera.
Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que tanto o lado inferior quanto o lado superior da fita (B) são observados pelo inspetor (I), para o que tanto no lado inferior quanto no lado superior da fita (B) estão dispostas pelo menos uma respectiva primeira fonte de luz (1, 1’) e uma respectiva segunda fonte de luz (2, 2’) bem como um espelho (4, 4’).
Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a primeira região de superfície (H) se sobrepõe com a segunda região de superfície (D) pelo menos parcialmente.
Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que através de uma terceira fonte de luz (3, 3’), sob uma terceira faixa de ângulo de irradiação (Δα3), uma terceira região de superfície (M) da superfície da fita (B) é irradiada e observada pelo inspetor (I) através do espelho (4, 4’) no campo escuro.
Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a luz irradiada pela terceira fonte de luz (3, 3’; 3a, 3a’) é pulsada e apresenta uma direção de irradiação apontada inclinada-mente para uma superfície da fita (B) e a direção de irradiação tem uma componente no sentido de deslocamento de figa (v) ou no sentido contrário.
Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a terceira região de superfície (M) se sobrepõe, pelo menos parcialmente, à primeira superfície de superfície (H) e/ou à segunda região de superfície (D).
Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fita (B) é movimentada com uma velocidade de fita predeterminada, sendo que a frequência de pulsos está adaptada à velocidade de fita.
Dispositivo (10,10’) para inspeção de pelo menos uma superfície de uma fita (B) em movimento em um sentido de deslocamento de fita (v), especialmente de uma fita de aço, com pelo menos uma primeira fonte de luz (1, 1’) e uma segunda fonte de luz (2, 2’), caracterizado pelo fato de que a primeira fonte de luz (1, 1’) irradia a superfície da fita (B) sob uma primeira faixa de ângulo de irradiação (Δα1) em uma primeira região de superfície (H) e a segunda fonte de luz (2, 2’) irradia a superfície da fita (B) sob uma segunda faixa de ângulo de irradiação (Δα2) em uma segunda região de superfície (D), e a primeira fonte de luz (1, 1’) e a segunda fonte de luz (2, 2’) estão operadas com a frequência de pulsos (f) de modo pulsão alternadamente, de maneira que a superfície da fita (B) é irradiada com a frequência de pulsos (f) na primeira região de superfície (H) e na segunda região de superfície (D) de modo pulsado alternadamente, e um espelho (4, 4’) está disposto inclinado e com distanciamento da superfície da fita (B), através do qual a primeira região de superfície (H) irradiada pela primeira fonte de luz (1, 1’) e a segunda região de superfície (D) irradiada pela segunda fonte de luz (2, 2’) são observáveis por um inspetor (I).
Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que uma superfície de reflexão do espelho (4, 4’) inclui um ângulo na faixa de 30 graus a 60 graus com a superfície da fita (B).
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que uma terceira fonte de luz (3, 3’), a qual irradia luz pulsada sobre uma terceira região de superfície (M) da superfície da fita (B) sob uma terceira faixa de ângulo de irradiação (Δα3), sendo que a luz irradiada pela terceira fonte de luz (3, 3’; 3a, 3a’) apresenta uma direção de radiação apontada inclinadamente para uma superfície da fita (B) e a direção de radiação tem uma componente no sentido de deslocamento de fita (v) ou contrária ao mesmo.
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (10, 10’) para inspeção da superfície da fita (B) está disposto tanto o lado superior da fita (B) quanto no lado inferior da fita.
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que a frequência de pulsos fica na faixa de 70 Hz a 400 Hz.
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que a primeira fonte de luz ((1,1) e a segunda fonte de luz (2, 2’) e a terceira fonte de luz (3, 3’) opcionalmente existente estão operadas com uma duração de pulso (t) predeterminada na faixa de 30 μs a 100 ps de maneira pulsada alternadamente em uma operação estroboscópica.
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que a primeira fonte de luz (1, 1’) e a segunda fonte de luz (2, 2’) bem como uma terceira fonte de luz (3,3 ‘) opcional ou qualquer outra fonte de luz (3a, 3a1) compreende uma pluralidade de réguas de luz de LED 7 com vários LEDs (8) dispostos com distanciamento um do outro.
Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as réguas de luz de LED (7) da primeira e da segunda fonte de luz (1,1’; 2, 2’) estão dispostas uma atrás da outra em uma direção que é transversal ao sentido de deslocamento de fita (v) da fita (B), sendo que o raio de luz emitido pela primeira e pela segunda fonte de luz (1 1’ 2, 2’) compreende uma componente de direção que é transversal ao sentido de deslocamento de fita (v) da fita (B).
Dispositivo de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que as réguas de luz de LED (7) da terceira fonte de luz (3, 3’) estão dispostas uma atrás da outra no sentido de deslocamento de fita (v) da fita (B), sendo que o raio de luz emitido pela terceira fonte de luz (3, 3’) compreende uma componente de direção que passa no sentido de deslocamento de fita (v) ou contrária ao mesmo.
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato de que as réguas de luz de LED (7) de cada fonte de luz (1, 1’; 2, 2’; 3, 3’) passam paralelas e com um distanciamento predeterminado em relação à superfície da fita (B).
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato de que cada régua de luz de LED (7) apresenta um obturador (9), o qual cobre um campo visual do inspetor (I) para os LEDs (8) da régua de luz (5) e assim impede um ofuscamento do inspetor (I).
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que as réguas de luz de LED individuais (7 da pluralidade de réguas de luz de LED (7) de cada fonte de luz (1, 1’; 2, 2’; 3,3’) são ligáveis e deslicáveis independentemente das outras réguas de lux de LED (7).
Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 9 a 20, sendo que a primeira faixa de ângulo de irradiação (Δα1) ente 10 graus e 50 graus e/ou a segunda faixa de ângulo de irradiação (Δα2) fica entre 60 graus e 90 graus.