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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Erkennung von Fehlern, insbesondere Risse, in transparenten Körpern auf optischem Wege, mit einer Anzahl Strahlungsquellen (3, 34, 36, S1. . .S16), die einer Anzahl Detektoren (6, 8, 23, 24,45, D1. . .D8) zugeordnet sind und Kanäle bilden und mit Auswertemitteln, um die Fehler anzuzeigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Taktoszillator (41) und eine Codier-Logik (42) aufweist, um die Kanäle nacheinander und periodisch durchzuschalten und eine Beeinflussung der einzelnen Kanäle untereinander zu vermeiden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Gruppe von Detektoren (8, D1. . .D8, 45) und signalvorverarbeitenden Teilen (46) sowie einem Digital/Analog-Wandler (47) zu einem beweglichen Detektorblock (7) zusammengefasst sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der signalvorverarbeitende Teil eine Signalver gleichs-Stufe (46) ist, die von einem analogen oder digitalen Signal gespiesen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren (6, D1. . .D6, 45) derart geschaltet sind, dass ihnen wahlweise kein, ein oder mehrere Strahler zugeordnet werden können, um signaltechnisch unabhängige Kanäle zu bilden, und dass die Empfindlichkeit der einzelnen Detektoren in verschiedenen Kanälen unterschiedlich gewählt werden kann.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche (6) der Detektoren eben, kugel-, oder zylinderförmig ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (3, 34... 36, S1. . .S16) eine Optik aufweisen, um einen Strahl mit angenähert gleichen Strahlungseigenschaften bis zur Messzone (22) am Messobjekt zu erhalten, wobei der Strahl einen runden, elliptischen oder länglichen Querschnitt aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahiungsquellen (3, 33.. .36, S1. .S16) zu beweglichen Einheiten zusammengefasst sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen-Einheitenje einen Halbleiter Emitter oder einen mit einer gepulsten Lichtquelle verbundenen Lichtleiter aufweisen, wobei die gepulste Lichtquelle ein modulierter Laser, eine Kerrzelle mit konstanter Strahlungsquelle oder eine Lochscheibe vor einer konstanten Strahlungsquelle ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertemittel Zähler (55), Lampenbilder (56), Bildschirme (53) und eine Tastatur (54) aufweisen, um Signale und Zuordnungen der verschiedenen Kanäle einzusehen oder zu definieren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erkennung von Fehlern, insbesondere Risse, in transparenten Körpern auf optischem Wege, mit einer Anzahl Strahlungsquellen 3, 34, 36, S1. . .S16, die einer Anzahl Detektoren 6, 8, 23,24,45, D1. . .D8 zugeordnet sind und Kanäle bilden und mit Auswertemitteln, um die Fehler anzuzeigen.
Eine Anwendung der Vorrichtung liegt in der Prüfung von Gläsern, speziell Hohlgläsern, welche auf Risse und an dere Fehler geprüft werden. Ursprünglich beruhte das opti sche Rissprüfverfahren, auf welches hier hauptsächlich eingegangen wird, auf einer stark variablen, individuellen Anordnung von mehreren Beleuchtungskörpern gleicher Art und einer Anzahl einzelner, nur durch deren Empfindlichkeit verschiedener Detektoren, welche meist relativ undefinierte Raumwinkelzonen eines Sekundär-Strahles erfassten und welche auf alle Strahler gleichermassen reagierten. Es ist auch heute noch das verbreitetste Verfahren in der Produktionskontrolle.
Will man damit einigermassen akzeptable Resultate erzielen, so ist eine langwierige und mühsame Einstellarbeit von erfahrenen, qualifizierten Mitarbeitern für jede Art von Prüfarbeit notwendig und der apparative Aufwand steigt enorm mit den Anforderungen.
Die auf der Totalreflexion basierende Rissprüfung war in der bisherigen Anwendungstechnik ein äusserst komplexes Verfahren. Risse treten am Hohlglas in allen Behälterbereichen, wie Mündung, Schulter, Körper und Boden, wenn auch mit unterschiedlicher Verteilung auf. Grob wird meist von Horizontal- oder Vertikalrissen gesprochen. Es kommen aber die verschiedensten Schräglagen sowie auch Verwindungen der Rissflächen vor. Die Hauptorientierung eines Risses kann durch zwei Winkel definiert werden.
Numerische Auswertungen durch Computer-Simulation auf Basis von Bereichen, welche diese Winkel überstreichen können, zeigen, dass eine gute Rissprüfung nur dann möglich ist, wenn mehrere, definierte und relativ grosse Winkelzonen auf der Detektionsseite gebildet werden können, welche ohne gegenseitige Beeinflussung unabhängig voneinander arbeiten. Nur so können Anordnungen erreicht werden, welche im statistischen Mittel optimale Resultate ergeben. Dieses Konzept war mit den bisherigen apparativen Mitteln nicht realisierbar. Bestehende Lösungen, bei welchen die Messapparatur auf mehrere, hintereinander angeordnete Stationen verteilt wird, sind ein erster, aber aufwendiger Schritt zur Trennung von Detektionsbereichen.
Richtet man einen Strahler auf ein Glas, so werden immer bestimmte Zonen so stark aufgehellt, dass dort mit konventionellen Methoden keine Rissdetektion mehr vorgenommen werden kann. Es können aber auch bestimmte Zonen von einer Summe an sich schwächeren Streustrahlungen zu stark aufgehellt werden (Kummulation). Diese Problematik wird dadurch verstärkt, dass diese Streustrahlen von Glas zu Glas sehr unterschiedlich auftreten und sich erst recht mit dem Glastyp ändern (Nähte, Gewinde usw.).
Ein weiterer, störender Effekt ist die Veränderung des Umlichts, wenn mit sichtbaren Strahlen gearbeitet wird. Die Kompensation dieses Effektes durch Anpassung der Empfindlichkeit ist kein gangbarer Weg.
Verschiedene Verbesserungen sind bekannt geworden.
Um den störenden Einfluss von Streu-Strahlen auf gewisse Detektoren zu eliminieren, werden Strahler mit verschiedenen Farben oder mit derselben Art von Strahlung aber verschiedener Modulationsfrequenz verwendet (FR-PS 1 588 308).
Dieses Verfahren vereinfacht die Einrichtung eines Prüfkopfes teilweise, ist aber vom Aufwand her beschränkt.
Gewisse Verbesserungen der Resultate, vor allem durch Unterdrückung des Streulichts, werden erreicht, wenn die Detektoren nicht auf absolute Werte reagieren, sondern auf die Änderungsgeschwindigkeit des Strahles. Dieses Verfahren ist aber nur teilweise wirksam, da auch Streulichter moduliert werden.
Von der Praxis her ist das Bedürfnis entstanden, Strahler und Detektoren in einem grösseren Abstand vom Messobjekt anzubringen, um die Platzverhältnisse zu verbessern, die Einrichtung weniger abhängig von der Positionsgenauigkeit des Messobjektes zu machen und das Verhältnis von Nutz- zu Störsignal zu verbessern. (In den meisten Fällen nimmt das Streulicht quadratisch, das Nutzlicht dagegen in bestimmten Bereichen linear mit der Distanz ab). In konventionellen Anlagen ist aber ein kleiner Abstand unumgänglich (Detektions Winkelbereich, Streulichtkummulation, gegenseitige Beeinflussung verschiedener Anordnungen).
Die vielen Schwierigkeiten haben dazu geführt, dass die
mit viel Mühe aufgebauten Prülköpfe sehr individuell ausfallen und eine Standardisierung der Anordnung verunmöglicht.
Eine Teillösung zur Standardisierung des Aufbaues gibt ein Verfahren gemäss DE 28 02 107. In sich feste Untereinheiten mit Strahlern und Detektoren können als Bausteine geeignet zusammengefügt werden, was den Zeitaufwand für die Einrichtung reduziert. Das Platzproblem ist aber nur teilweise gelöst.
Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, eine Vorrichtung anzugeben, die die oben beschriebe nen Nachteile nicht aufweist und die es erlaubt, eine wirt schaftliche Prüfung mit ausreichender Genauigkeit und gerin gerem Aufwand durchzuführen. Diese Aufgabe wird mit ei ner Vorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeich nung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figur 1 zeigt einen Strahlengang und die Detektoren anordnung,
Figur 2 zeigt die Projektion eines Risses im Glas in die Detektionsfläche, mit Detektoren,
Figur 3 zeigt einige Strahlengänge mit Strahlern und Detektorblöcken bei der Inspektion von zylindrischen Glasbehältern, und
Figur 4 zeigt ein signaltechnisches Blockschema der elektrooptischen Geräte.
Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen zylindrischen Glaskörper 1 mit einem Riss 2, welcher den vom Strahler 3 ausgehende Strahl 4 reflektiert 5 und auf die Detektorfläche 6 wirft.
In automatischen Testsystemen findet während der Messungen normalerweise eine Verschiebung oder Drehung zwischen Testobjekt und Messgerät statt. Dies kann zur Vereinfachung der Apparatur derart ausgenutzt werden, dass die Detektionsfläche 6 in Fig. 1 nicht vollständig mit Detektionselementen besetzt ist, sondern nur auf Streifen 8 quer zur Bewegungsrichtung des Auftreffpunktes 9 des reflektierten Strahles. Solche Detektionsstreifen werden apparativ zusammengefasst in Detektor-Blöcke 7, welche mit dem auswertenden Gerät verbunden sind.
Zur genügenden Erfassung verschiedenartiger Risse an verschiedenen Orten werden normalerweise eine grössere Anzahl von Strahlern eingesetzt, welche ihrerseits wieder regelmässig und standardisiert angeordnet werden können. Die Systemtrennung wird apparativ erfindungsgemäss mit einem sequentiellen Verfahren durchgeführt, d.h., dass in zeitlich genügend schneller Folge alle zu einem Kanal gehörenden Elemente für ein bestimmtes Zeitintervall gleichzeitig aktiviert werden, verschiedene Teilsysteme aber nie gleichzeitig aktiviert werden. Zusätzlich können auch die Ansprechempfindlichkeiten eines Detektors abhängig von den Teilsystemen , in welchen er arbeitet, verschieden gewählt werden, d.h. er hat praktisch gleichzeitig verschiedene systembezogene Empfindlichkeiten.
Die Vorrichtung ist mit Speichern versehen, in welche die Zuordnung der Detektor-Elemente zu den verschiedenen Systemen sowie die verschiedenen Empfindlichkeiten der Detektor-Elemente in den verschiedenen Systemen programmiert werden. Die Programmierung kann mit Tasten oder mit einem in der Datentechnik üblichen Datenträger wie Lochkarten, Lochband, Magnetband oder Magnetplatten erfolgen.
Bei ausreichender Bestückung einer Vorrichtung mit Strahlern und Detektoren ist es möglich, eine Messapparatur praktisch ausschliesslich durch Programmierung an einen bestimmten Glastyp anzupassen. Somit eröffnet sich die Möglichkeit, die Programmierung teilautomatisch, interaktiv oder vollautomatisch zu erzeugen. Ein Kleincomputer ennittelt dazu z.B. in einem Lernprozess mit guten und fehlerhaften
Gläsern die Zuordnungen und Empfindlichkeiten.
Zur Erzielung der Kanaltrennung werden die Strahler der einzelnen Systeme nacheinander in bestimmten Zeitabstän den periodisch kurz eingeschaltet, siehe dazu Fig. 4. Während der Einschaltdauer der Strahler eines Systemes sind die die sem System zugeordneten Detektoren aktiviert und messen den Strahlungszuwachs gegenüber der Zeit vor dem Einschal ten der Strahler. Überschreitet der Zuwachs den durch die
Programmierung für dieses System und den entsprechenden
Detektor vorgegebenen Wert, so wird ein entsprechendes Si gnal an die Auswertlogik weitergeleitet, welche eine nötige
Aktion wie Anzeige oder Auswurf des Glases bewirkt. Die
Auswertelogik kann eine Aktion noch von weiteren Informa tionen abhängig machen, z.B. Bezeichnung eines Glases. Die
Auswertelogik kann nach Bedarf erweitert werden, die Daten statistisch auswerten und in geeigneter Form weiterleiten.
Die angegebene Art der Kanaltrennung bewirkt auch eine sehr starke Unterdrückung von Strahlungen, welche von der
Umgebung herrühren, auch wenn diese Strahlung zeitlich nicht konstant ist, z.B. Schwankungen von 100 Hz bei Glüh lampen.
Zu berücksichtigen ist auch der Zusammenhang zwischen dem Abstand der Detektionselemente und ihrer Grösse, weil damit eine bessere Unterscheidung zwischen reflektierenden oder brechenden Zonen und streuenden Zonen erreicht werden kann. Durch die signaltechnische Kanaltrennung sind die nötigen Voraussetzungen für die Wahl eines geeigneten Abstandes gegeben. In Fig. 2 sei die Fläche 21 mit einer gleichmässigen Stör- oder Streustrahlung beaufschlagt, in der Zone 22 ist die Helligkeit durch ein Nutzsignal, z.B. die durch einen Riss mit einer Krümmung reflektierte Strahlung, etwa gleichmässig erhöht. In dieser Situation zeigt sich klar, dass das Verhältnis der Strahlungsintensität auf Detektor 23 im Detektor-Block 7 zu derjenigen auf Detektor 24 dann am grössten ist, wenn sich Detektor 23 völlig in der Zone 22 befindet.
Somit soll der Abstand der Detektoren von der strahlenden Stelle möglichst mindestens so gross sein, dass er völlig in den divergierend angenommenen Strahl des Signales eintauchen kann. Selbstverständlich kann dieser Effekt nur dann voll ausgenutzt werden, wenn die Detektoren bis zur Ansprechschwelle getrennte Signalwege haben. Durch dieses Verfahren wird für eine gegebene Bestrahlung ein maximales Nutz/Störsignal-Verhältnis erreicht. Im Beispiel von Fig. 3 dreht sich ein zylindrisches Hohlglas 31 während der Prüfung um die Achse 32. Die Mündungszone wird von den Strahlern 3 im Durchlicht, und vom Strahler 34 mittels Reflexion an der Innenwand bestrahlt.
Strahler 35 und 36 bestrahlen eine tiefer liegende Zone von verschiedenen Winkeln derart, dass möglichst alle vorkommenden Risse auswertbare Strahlenbündel in die zylindrische Detektionsfläche werfen. 38 und 39 sind mögliche Achsen für Detektionszylinder, welche mit Detek- torblöcken 7 besetzt sind. Durch die Linienpaare 33 bzw. 37 werden typische Strahlen-Bereiche der reflektierten Nutzsignale angegeben, wobei die Bereiche zu 33 und 37 verschiedenen unabhängigen Teilsystemen angehören.
Fig. 4 zeigt das signaltechnischeBlockschaltbild eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Ein Taktoszillator 41 treibt eine Codier-Logik 42, welche einerseits die zeitlich gestaffelten Impulse für die Leistungsverstärker 43 der Halbleiter-Infrarotemitter mit ca.
0,9 pm Wellenlänge der Strahler S1 bis S16 abgibt, andererseits den zugehörigen System-Code 44 erzeugt zur Aktivierung der Detektoren in den Detektorblöcken 7, welche je mit 8 Detektoren D1 bis D8 bestückt sind. Die Repetitionsrate beträgt 1000/s, mit einer Einschaltdauer der Emitter von 5 ins.
Die emittierte Strahlung 55 wird nach Durchlauf der Messzone von den empfindlichen Halbleiter-Detektoren 45 weit winklig empfangen, in ein elektr. Signal umgewandelt, gefiltert und verstärkt. Die nachfolgende Stufe 46 vergleicht dieses mit einem Analog-Signal aus dem Digital/Analog-Wandler 47, welcher abhängig vom Systemcode und der Programmierung aus der Selektor-Logik 48 angesteuert wird. Die aus dem Vergleich resultierenden digitalen Signale werden im Selektor 48 entsprechend dem Systemcode und der Programmierung ausgewählt, durch Oder-Schaltungen reduziert und anschliessend bis zur weiteren Auswertung im Speicher 49 gespeichert.
In einer Variante werden die Signale bereits im Detektor Block 7 verknüpft, um Verbindungsleitungen einzusparen.
Im Auswerteteil 51 (ein Micro-Computer) werden die Signale gespeichert, weiter reduziert, ausgewertet und vorbereitet für die Anzeigen an Zählern 55, Lampenbildern 56 und Bildschirmen 53. Die Definition der Systeme wird an einem Schalter Tableau 50 vorgenommen. Alternativ kann diese Vorwahl auch über eine Tastatur 54 oder mittels eines der üblichen Datenträger dem Auswerteteil 51 eingegeben werden.
Die zylindrisch aufgebauten Strahler 3 (siehe Fig. 1 und Fig. 3) können mittels eines Schnappverschlusses leicht montiert und demontiert werden, sowie für Testzwecke ersetzt werden durch Strahler mit sichtbarem Licht, welche die gleiche Strahlgeometrie aufweisen. Die von einem Halbleiter-Infrarot-Emitter ausgehenden Strahlen werden mittels einer bikonvexen Linse derart gebündelt, dass die Abbildungs-Ebene des Emitters weiter entfernt liegt als das Messobjekt und dass damit eine geeignete Querschnittsfläche des Strahles am Messobjekt entsteht, welche ungefähr dem Linsenquerschnitt entspricht.
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PATENT CLAIMS
1. Apparatus for the detection of defects, in particular cracks, in transparent bodies by optical means, with a number of radiation sources (3, 34, 36, S1 ... S16), which a number of detectors (6, 8, 23, 24,45 , D1 ... D8) are assigned and form channels and with evaluation means to indicate the errors, characterized in that the device has a clock oscillator (41) and coding logic (42) to switch through the channels in succession and periodically and avoid influencing the individual channels with one another.
2. Device according to claim 1, characterized in that in each case a group of detectors (8, D1 ... D8, 45) and signal preprocessing parts (46) and a digital / analog converter (47) to form a movable detector block (7) are summarized.
3. Device according to claim 2, characterized in that the signal preprocessing part is a signal comparison stage (46) which is fed by an analog or digital signal.
4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the detectors (6, D1... D6, 45) are switched such that they can optionally be assigned none, one or more radiators in order to provide channels that are independent of signal technology form, and that the sensitivity of the individual detectors can be selected differently in different channels.
5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the collecting surface (6) of the detectors is flat, spherical, or cylindrical.
6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that the radiation sources (3, 34 ... 36, S1 ... S16) have an optical system to a beam with approximately the same radiation properties to the measuring zone (22) on Obtain measurement object, the beam having a round, elliptical or elongated cross section.
7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that the radiation sources (3, 33 ... 36, S1 ... S16) are combined to form movable units.
Device according to claim 6, characterized in that the radiation source units each have a semiconductor emitter or a light guide connected to a pulsed light source, the pulsed light source being a modulated laser, a Kerr cell with a constant radiation source or a perforated disk in front of a constant radiation source.
9. The device according to claim 1, characterized in that the evaluation means have counters (55), lamp images (56), screens (53) and a keyboard (54) to view or define signals and assignments of the different channels.
The invention relates to a device for detecting defects, in particular cracks, in transparent bodies by optical means, with a number of radiation sources 3, 34, 36, S1. . .S16, which a number of detectors 6, 8, 23, 24, 45, D1. . .D8 are assigned and form channels and with evaluation means to display the errors.
One application of the device is in the testing of glasses, especially hollow glasses, which are checked for cracks and other defects. Originally, the optical crack test method, which is mainly dealt with here, was based on a highly variable, individual arrangement of several lighting fixtures of the same type and a number of individual detectors, only by their sensitivity to different detectors, which mostly detected relatively undefined solid angle zones of a secondary beam and which reacted equally to all emitters. It is still the most common method in production control today.
If you want to achieve reasonably acceptable results, long and tedious adjustment work by experienced, qualified employees is necessary for every type of test work and the amount of equipment increases enormously with the requirements.
Crack testing based on total reflection was an extremely complex process in previous application technology. Cracks occur on the hollow glass in all areas of the container, such as the mouth, shoulder, body and bottom, albeit with different distribution. Roughly one speaks mostly of horizontal or vertical cracks. However, there are many different inclinations as well as twisting of the crack surfaces. The main orientation of a crack can be defined by two angles.
Numerical evaluations by computer simulation based on areas that can cover these angles show that a good crack check is only possible if several, defined and relatively large angle zones can be formed on the detection side, which work independently of one another without mutual interference . This is the only way to achieve arrangements that give optimal results on average. This concept could not be realized with the previous equipment. Existing solutions, in which the measuring apparatus is distributed over several stations arranged one behind the other, are a first but time-consuming step to separate detection areas.
If you point a spotlight on a glass, certain areas are always brightened so strongly that crack detection can no longer be carried out there using conventional methods. However, certain zones can also be brightened too much from a sum of weaker scattered radiation (accumulation). This problem is exacerbated by the fact that these scattered rays occur very differently from glass to glass and change even more with the type of glass (seams, threads, etc.).
Another disturbing effect is the change in ambient light when working with visible rays. Compensating for this effect by adjusting the sensitivity is not a viable option.
Various improvements have become known.
In order to eliminate the disturbing influence of scattered rays on certain detectors, radiators with different colors or with the same type of radiation but different modulation frequency are used (FR-PS 1 588 308).
This method partially simplifies the setup of a test head, but is limited in terms of effort.
Certain improvements in the results, especially by suppressing the scattered light, are achieved if the detectors do not react to absolute values, but to the rate of change of the beam. However, this method is only partially effective since stray lights are also modulated.
In practice, there has been a need to place radiators and detectors at a greater distance from the measurement object in order to improve the space available, to make the device less dependent on the position accuracy of the measurement object and to improve the ratio of useful signal to interference signal. (In most cases, the scattered light decreases quadratically, while the useful light in certain areas decreases linearly with the distance). In conventional systems, however, a small distance is essential (detection angular range, scattered light accumulation, mutual influence of different arrangements).
The many difficulties have led to the
with a lot of effort, pre-spray heads can be very individual and make standardization of the arrangement impossible.
A partial solution for standardizing the structure is provided by a method according to DE 28 02 107. Fixed sub-units with emitters and detectors can be suitably combined as building blocks, which reduces the time required for the installation. The space problem is only partially solved.
In contrast, it is an object of the present invention to provide a device which does not have the disadvantages described above and which makes it possible to carry out an economic test with sufficient accuracy and less effort. This object is achieved with egg ner device according to claim 1.
The invention is explained in more detail below with reference to a drawing of exemplary embodiments.
FIG. 1 shows a beam path and the detector arrangement,
FIG. 2 shows the projection of a crack in the glass into the detection area, with detectors,
FIG. 3 shows some beam paths with emitters and detector blocks during the inspection of cylindrical glass containers, and
Figure 4 shows a signal block diagram of the electro-optical devices.
The exemplary embodiment shown in FIG. 1 shows a cylindrical glass body 1 with a crack 2, which reflects 5 the beam 4 emanating from the emitter 3 and throws it onto the detector surface 6.
In automatic test systems, there is normally a shift or rotation between the test object and the measuring device during measurements. To simplify the apparatus, this can be used in such a way that the detection surface 6 in FIG. 1 is not completely occupied with detection elements, but only on strips 8 transverse to the direction of movement of the point of impact 9 of the reflected beam. Such detection strips are summarized in the apparatus into detector blocks 7, which are connected to the evaluating device.
A large number of emitters are normally used to adequately detect different types of cracks at different locations, which in turn can be arranged regularly and in a standardized manner. In accordance with the invention, the system separation is carried out using a sequential method, i.e. that all the elements belonging to a channel are activated simultaneously for a certain time interval in a sufficiently rapid sequence, but different subsystems are never activated simultaneously. In addition, the response sensitivities of a detector can also be selected differently depending on the subsystems in which it works, i.e. it practically has different system-related sensitivities at the same time.
The device is provided with memories in which the assignment of the detector elements to the different systems and the different sensitivities of the detector elements in the different systems are programmed. Programming can be carried out with buttons or with a data medium such as punch cards, perforated tape, magnetic tape or magnetic disks, which is common in data technology.
If a device is adequately equipped with emitters and detectors, it is possible to adapt a measuring apparatus to a certain type of glass practically exclusively by programming. This opens up the possibility of generating the programming semi-automatically, interactively or fully automatically. A small computer uses this e.g. in a learning process with good and faulty ones
Glasses the assignments and sensitivities.
In order to achieve channel separation, the emitters of the individual systems are periodically briefly switched on in succession at certain time intervals, see FIG. 4. During the on period of the emitters of a system, the detectors assigned to this system are activated and measure the radiation increase compared to the time before switching on the spotlights. If the increase exceeds that of
Programming for this system and the corresponding one
Detector predetermined value, a corresponding Si signal is forwarded to the evaluation logic, which a necessary
Action such as displaying or ejecting the glass. The
Evaluation logic can make an action dependent on further information, e.g. Name of a glass. The
Evaluation logic can be expanded as required, statistically evaluate the data and forward them in a suitable form.
The specified type of channel separation also causes a very strong suppression of radiation that is emitted by the
Environment, even if this radiation is not constant over time, e.g. Fluctuations of 100 Hz for incandescent lamps.
The relationship between the distance of the detection elements and their size must also be taken into account, because this enables a better distinction to be made between reflecting or refractive zones and scattering zones. The signal-technical channel separation provides the necessary prerequisites for choosing a suitable distance. In Fig. 2, the surface 21 is exposed to a uniform interference or scattered radiation, in zone 22 the brightness is determined by a useful signal, e.g. the radiation reflected by a crack with a curvature is increased approximately uniformly. In this situation it is clear that the ratio of the radiation intensity on detector 23 in detector block 7 to that on detector 24 is greatest when detector 23 is completely in zone 22.
Thus, the distance of the detectors from the radiating point should be at least as large as possible that it can be completely immersed in the diverging beam of the signal. Of course, this effect can only be fully exploited if the detectors have separate signal paths up to the response threshold. This method achieves a maximum useful / interference signal ratio for a given radiation. In the example of FIG. 3, a cylindrical hollow glass 31 rotates about the axis 32 during the test. The opening zone is transmitted by the emitters 3 in transmitted light, and by the emitter 34 by means of reflection on the inner wall.
Radiators 35 and 36 irradiate a deeper lying zone from different angles in such a way that as far as possible all occurring cracks throw evaluable bundles of rays into the cylindrical detection surface. 38 and 39 are possible axes for detection cylinders which are occupied by detector blocks 7. Typical beam areas of the reflected useful signals are indicated by the line pairs 33 and 37, the areas belonging to 33 and 37 different independent subsystems.
Fig. 4 shows the signal block diagram of an embodiment of a device according to the invention. A clock oscillator 41 drives a coding logic 42 which, on the one hand, the staggered pulses for the power amplifier 43 of the semiconductor infrared emitter with approx.
Emits 0.9 pm wavelength of the emitters S1 to S16, on the other hand generates the associated system code 44 for activating the detectors in the detector blocks 7, which are each equipped with 8 detectors D1 to D8. The repetition rate is 1000 / s, with a duty cycle of the emitter of 5 ins.
After passing through the measuring zone, the emitted radiation 55 is received by the sensitive semiconductor detectors 45 at a wide angle, in an electr. Signal converted, filtered and amplified. The subsequent stage 46 compares this with an analog signal from the digital / analog converter 47, which is controlled depending on the system code and the programming from the selector logic 48. The digital signals resulting from the comparison are selected in the selector 48 according to the system code and the programming, reduced by OR circuits and then stored in the memory 49 until further evaluation.
In one variant, the signals are already linked in the detector block 7 in order to save on connecting lines.
In the evaluation part 51 (a micro-computer), the signals are stored, further reduced, evaluated and prepared for the displays on counters 55, lamp images 56 and screens 53. The systems are defined on a switch 50. Alternatively, this preselection can also be entered via a keyboard 54 or by means of one of the usual data carriers into the evaluation part 51.
The cylindrically constructed spotlights 3 (see FIGS. 1 and 3) can be easily assembled and disassembled by means of a snap lock, and can be replaced for test purposes by spotlights with visible light, which have the same beam geometry. The rays emanating from a semiconductor infrared emitter are bundled by means of a biconvex lens in such a way that the imaging plane of the emitter is further away than the measurement object and that a suitable cross-sectional area of the beam on the measurement object arises, which corresponds approximately to the lens cross-section.