CS257783B2 - Device for testing of materials' translucent strips - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení a způsobu pro zkoušení průsvitných pásů materiálu, jako plochého skla nebo podobných, které mají jako kazy povrchové deformace a/nebo vměsky. Zařízení sestává ze zdroje světla, zejména laserová zářiče, z к němu přirazeného rotujcího zrcadlového kola pro vytváření světelné značky na zrcadle, odrážejícím světelnou značku na zkoušený pás materiálu, jakož i z alespoň jednoho přijímače pro propuštěné světlo, který sestává z tělesa překrytého kotoučem rozptylujícím světlo, v němž je uspořádán alespoň jeden fotoelektrický měnič.

Zařízení uvedeného typu je popsáno například ve zveřejněné přihlášce vynálezu NSR č. 24 11 407, přičemž toto zařízení je nasazeno zejména pro zkoušení plochého skla. Z toho důvodu je předložený vynález popsán rovněž na příkladu zkoušení plochého skla, aniž by tím byl omezen toliko na toto zkoušení.

Při zkoušení plochého skla není zjištění kazů samo o sobě velmi obtížné. Vzniká však problém, který není snadné vyřešit.

Deformace povrchu nebo spodní plochy pásů plochého skla se všeobecně omezují na relativně malé oblasti. Tyto deformace vedou к okamžitému udání kazu, jak je to žádoucí. Pomalá, rovnoměrná změna tloušťky však rovněž ovlivňuje výsledek měření, i když v takovém případě lez zpravidla změnu tloušťky tolerovat.

Vlastní zkoušení se přitom uskutečňuje tak, že se snímá povrch plochého skla napříč ke směru pohybu pásu skla světelným paprskem, to je zpravidla laserovým paprskem. Pod sklem je uspořádán úzký přijímač světla, který zachycuje světlo procházející sklem. Přijímač je překryt difusorem, tedy kotoučem rozptylujícím světlo, nejčastěji ve tvaru matového kotouče nebo příslušně zbarvené fólie, která je uspořádána mezi dvěma čirými skleněnými kotouči, takže se světelný paprsek dopadající na difusor mění v difusní světlo, které je přijímačem světla zachycováno.

Vlastní .světelný paprsek je vytvářen laserovým zářičem, zpravidla helium-neonovým laserovým zářičem a je vrhán na rotující zrcadlové kolo, které vrhá paprsek jako světelný paprsek na stacionární zrcadlo uspořádané ve zkoušecím zařízení pro ohyb dráhy světla, tak zvané konvoluční zrcadlo, ze kterého se tato světelná značka potom odráží na zkoušený pás skla.

Při vstupu a výstupu světla do skla, případně ze skla, se světelný paprsek láme. Tloušťka skla a úhel dopadu světelného paprsku určují polohu pronikajícího, na difusoru zobrazeného světelného svazku, to znamená, že při změně tloušťky může světelná značka dopadnout vně zastavovače na průsvitnou oblast difusoru a tím vést к údaji o kazu, i když došlo případně toliko к tolerovatelné, rovnoměrné změně tloušťky skla bez kazových vměsků.

Vynále si klade za úkol zajistit zkoušení skla i při změně tloušťky skla nezávisle na této změně tloušťky.

Uvedené nedostatky se odstraňují a vytčený úkol se řeší zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jednak je ta oblast kotouče rozptylujícího světlo, určená pro odraženou světelnou značku pásu materiálu bez kazu, případně propuštěnou světelnou značku, neprůsvitnou, jednak jsou na neprůsvitné oblasti uspořádány dvě ve směru pohybu pásu materiálu navzájem přesazené fotodiody, přičemž konvoluční zrcadlo je uloženo výkyvné a je opatřeno naváděcím ústrojím, a fotodiody jsou spojeny přes ovládání s naváděcím ústrojím.

Difusor přijímače, tedy před přijímač předřazený kotouč rozptylující světlo, je opatřen uprostřed tak zvaným zastavovačem. Pod pojmem zastavovač je přitom třeba rozumět bud nepropustné zabarvení difusoru, nebo neprůsvitný kryt, které zabraňují vstupu přímého světelného paprsku do přijímače, takže při bezkazovém sklu nevstupuje do přijímače žádné světlo. Teprve při kazu, který deformuje povrch, dopadá světlo na propustné oblasti difusoru, dostává se tím do přijímače a zajistí tak jednoznačné signály kazu. Poloha zastavovače na difusoru je určena tloušťkou materiálu v závislosti na úhlu dopadu snímaného světelného paprsku. Účelně je nastavitelná. Potřebná šířka zastavovače je v podstatě předem určena průměrem snímaného světelného bodu, jakož i nepatrným kolísáním snímacího pohybu, které leží v tolerancích systému zrcadlového kola.

Pro vyloučení falešných hlášení, která se necpírají o náhlou výcholku světelného paprsku, způsobenou deformací povrchu, nýbrž pomalým, rovnoměrným přírůstkem nebo úbytkem tloušťky pásu a tím odchýlení světelné značky zobrazené na zastavovač! ve směru pohybu stroje nebo ve směru opačném, jsou na nepropustné oblasti difusoru, tedy přímo na zastavovači uspořádány dvě fotodiody, které jsou upraveny na podélných okrajích zastavovače, takže mezi nimi leží prakticky celá šířka zastavovače. Světelná značka propouštěná pásem by měla probíhat na zastavovači, prakticky jako osa souměrnosti mezi těmito oběma body. To je

a) případ, když v pásmu materiálu není žádný kaz,

b) když nedošlo ke změně tloušťky.

Pokud je v pásu kaz a snímací paprsek na tento kaz dopadne, dojde ke krátkodobé výchylce paprsku při snímacím pohybu, to znamená, že snímací bod, který se působením rychlého pohybu objeví na zastavovači jako světelný svazek, vystoupí místně a krátkodobě z oblasti zastavovače a dostane se do propustné oblasti difusoru. Tím se vybaví kazový signál. ♦

Na rozdíl od tohoto krátkodobého místního vychýlení snímacího paprsku při ka257783 zech se uskuteční vychýlení paprsku změnou tloušťky pásu skla pomalu a po celé šířce. To se projeví tím, že při vícenásobném snímání putuje snímací paprsek podle znaménka změny tlonšíky pomalu do pravé nebo levé fotodiody, přičemž pojem pomalu se vztahuje na rychlost snímání a rychlost posuvu zkoušeného pásu skla, to znamená na periodu zhruba 1 sekundy. Působení světla na jednu z fotodiod vybaví řídicí impuls, který působí účelně přes tříbodový regulátor na zaváděcí ústrojí a přestaví tím výkyvné uložené konvoluční zrcadlo tak, že snímací čára probíhá opět uprostřed mezi oběma fotodiodami. Přestavění odrážejícího zrcadla se tedy uskutečňuje samočinně při měnící se tloušťce materiálu.

Podle zvláště výhodného vytvoření vynálezu se předpokládá, že naváděcí ústrojí sestává z elektrického motoru s převodovým ústrojím do pomala o extrémní hodnotě, které je spřaženo s výkyvné uloženým konvolučním zrcadlem a přestavuje jej v souladu s povely vybavenými fotodiodami. Protože prosté ano/ne vyhodnocení signálů by nezajistilo dokonalou funkci nastavovací automatiky, vyhodnocují se signální amplitudy fotodiod, to znamená, že se přivádějí přes zesilovač do regulačního obvodu, který dále vede odvozené regulační impulsy do elektrického motoru.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu se předpokládá, že difusor je před přijímačem v oblasti propuštěného paprsku překryt neprůsvitnou lamelou jako zastavovačem. Nasazením nepropustné lamely, kterou lze v nejjednodušším případě upravit jako černě zbaravcnou lepicí pásku na propustném kotouči přijímače, lze opatřit normální propustný kotouč neprůsvitnou oblastí. Je rovněž možné upravit jako zastavovač kovovou lamelu, přičemž tato kovová lamela má, stejně tak jako černá lepicí páska, určitou šířku.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn pohled zepředu na zkoušecí zařízení pro průsvitné materiály v částečném řezu. Obr. 2 zobrazuje stejné zařízení při pohledu z boku v částečném řezu. Na obr. 2a je ve větším měřítku znázorněn detail kotouče rozptylujícího světlo z obr. 2.

Na obr. 3 je v detailu znázorněn průběh snímacího paprsku při průchozím zkoušení tlustého průsvitného pásu materiálu. Obr. 4 představuje totéž při tenkém průsvitném pásu materiálu.

Na obr. 5 je znázorněno uspořádání fotodiod na kotouči rozptylujícím světlo přijímače. Obr. 6 zobrazuje vychýlení paprsku deformovaným povrchem. Na obr. 7 je znázorněn detail přestavování odrazného zrcadla.

Laserový zářič 12 vrhá světelný paprsek na rotující zrcadlové kolo 13, které směřuje tento paprsek na konvoluční zrcadlo 6. Konvolunční zrcadlo 6 je uloženo v kloubech 14 a lze jej přestavovat elektrickým motorem 9 přes převodové ústrojí 38 do pomala.

Zkoušený pás 2 materiálu je v daném případě pás skla, který je zkušebním agregátem dopravován na válečcích 15 ve směru šipky.

Celé zařízení pro zkoušení je rozděleno do dvou částí, a to vysílací části 16 a přijímací části 17. Přijímací část 17 je tvořena tělesem 18, které má ústrojí 19 pro odstraňování střepů, které spolu s krytem 20 tělesa vytváří štěrbinu 21 pro vstup odražené světelné značky 3, která dopadá z konvolučního zrcadla 6 na pás 2 materiálu. Tato odražená světelná značka se dostává při bezkazovém pásu 2 materiálu jako propuštěná světelná značka 4 na zastavovač 5, který je uspořádán na kotouči 1 rozptylujícím světlo (obr. 2a) nebo mezi dvěma pásy 28 fólie rozptylující světlo. U provedení s pásy 28 fólie rozptylující světlo jsou tyto namontovány mezi dvěma skleněnými kotouči 29 z bezkazového skla, které, jak je to znázorněno na obr. 3, mají přídavně v okrajové _t oblasti ještě clonu 30. Fotodiody 7 procházejí přitom spodním skleněným kotoučem 29 a zastavovačem 5.

Zastavovač 5 je opatřen dvěma fotodiodami 7, které jsou upraveny v oblasti jeho pravého a levého okraje. U bezkazového pásu 2 materiálu se zobrazuje propuštěná světelná značka 4 prakticky ve středu zastavovače 5 a leží tak mezi oběma fotodiodami 7. Pokud dojde ke změně tloušťky pásu 2 materiálu a tím i к posunu snímací čáry, posune se také odražená světelná značka 3 na pásu 2 materiálu. Tím vstupuje propuštěná světelná značka do tělesa 18 v jiné poloze, změní tedy svoji polohu na zastavovači 5 ve směru к pravé nebo к levé fotodiodě 7. Pokud je změna tloušťky pásu 2 materiálu dostatečně veliká, jak je to znázorněno pásem 2‘ materiálu, dosáhne propuštěná světelná značka 4, nyní jako propuštěná světelná značka 4‘ jedné z obou fotodiod 7 a vybaví tím řídicí proces, kterým se zapne elektrický motor 9 a přestaví tak přes převodové ústrojí 38 do pomala odrazné konvoluční zrcadlo 6 (obr. 4).

Přijímací část 17 je pro kontrolní účely vytvořena jako zásuvka. To znamená, že úplně těleso 18 je opatřeno kolečky 23, která jsou vedena na kolejničkách 22, což umožňuje zasunovat těleso 18 do zkušebního zařízení a opět jej vysouvat.

Pokud má, jak je to znázorněno na obr. 6, zkoušený pás 2 materiálu kaz 26, uskuteční se na rozdíl od pomalu vznikajícího posunutí odražené světelné značky 3 na pásu materiálu náhlé krátkodobé vychýlení dílčí oblasti propuštěné světelné značky 4, která dopadne vně zastavovače 5 na kotouč 1 rozptylující světlo, čímž vnikne světlo do tělesa 18 a je vedeno přes vychylovací zr257 cadlo 24 na fotonásobič 25, který je spojen s vyhodnocovací a ovládací stanicí 27.

Obr. 7 zobrazuje detailně naváděcí ústrojí 50 odrazného konvolučního zrcadla 6. Na krycí desce 31 vysílací části 16 je upevněn dvoupáskový držák 32.

Ten má dva úložné čepy 45, na nichž je výkyvně uložen držák 34. V držáku 34 jsou uspořádána ložiska 35 pro vřeteno 36 se závitem. To je poháněno elektrickým motorem 9 přes převodové ústrojí 38 do pomala a vypínatelnou spojku 37.

Elektrický motor 9 a převodové ústrojí 38 do pomala jsou upevněny prostřednictvím úhelníkového kusu 33 na výkyvně pohyblivém držáku 34.

Pokud vybaví fotodiody 7 regulační signál, dostane se po zesílení do elektrického motoru 9, který se tím uvede do chodu, a podle toho, která z fotodiod 7 vydala řídicí napětí, se otáčí vpravo nebo vlevo. Jmeno vitý počet otáček elektrického motoru 9 činí 5 000 ot/min, převod do pomala převodového ústrojí 38 do pomala má hodnotu 7 860 ku 1, to znamená, že vřeteno 36 se závitem, které je vytvořeno jako jemný závit M 12 se stoupáním o hodnotě 1 mm, se pohybuje jen malými otáčkami. Vřeteno 36 se závitem zabírá do regulační matice 39, uspořádané kloubově v uložení 44, která je výkyvně upevněna na výkyvné páce 40. Výkyvná páka 40 zabírá s rámovou konstrukcí 41, ve které je uloženo konvoluční zrcadlo 46 a která Je uložena v kloubech 14. Klouby 14 přitom spočívají v upevnění 42, které je upraveno na krycí desce 31 vysílací části 16.

Pro případné vyrovnávání vůle mezi vřetenem 36 se závitem a regulační maticí 39 zabírá s výkyvnou pákou 40 v prostoru regulační matice 39 tažná pružina 43, která je svým opačným koncem zavěšena do úhelníkového kusu 33.

Claims (5)

1. Zařízení pro zkoušení průsvitných pásů materiálu, jako plochého skla nebo podobných, které mají jako kazy vměsky nebo povrchové deformace, sestávající ze zdroje světla, zejména laserového zářiče, к němu přiřazeného rotujícího zrcadlového kola pro vytváření světelné značky na konvolučním zrcadle, odrážejícím světelnou značku na zkoušený pás materiálu, jakož i z alespoň jednoho přijímače pro propuštěné světlo, který sestává z tělesa překrytého kotoučem rozptylujícím světlo, v němž je uspořádán alespoň jeden fotoelektrický měnič, vyznačené tím, že oblast kotouče (1) rozptylujícího světlo, určená pro odraženou světelnou značku (3) pásu (2) materiálu bez kazu, popřípadě propuštěnou světelnou značku (4) , je neprůsvitná, na neprůsvitné oblasti (5) uspořádány dvě ve směru pohybu pásu (2) materiálu navzájem přesazené fotodiody

VYNÁLEZU (7), přičemž konvoluční zrcadlo (6) je uloženo výkyvně a je opatřeno naváděcím ústrojím (50), a fotodiody (7) jsou spojeny přes ovládání (8) s naváděcím ústrojím (50).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že naváděcí ústrojí (50) je elektrický motor (9) s převodovým ústrojím (38) do pomala.

3. Zařízení podle jednoho z bodů 1 a 2, vyznačené tím, že ovládání (8) je tříbodový regulátor.

4. Zařízení podle jednoho z bodů 1 až 3, vyznačené tím, že na kotouči (1) rozptylujícím světlo je upravena neprůsvitná lamela (10), uspořádaná jako zastavovač (5) pro zatemnění přímého světelného paprsku.

5. Zařízení podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačené tím, že poloha zastavovače (5) na kotouči (1) rozptylujícím světlo je nastavitelná.