DE2249558A1

DE2249558A1 - Vorrichtung zur feststellung von fehlern in durchsichtigen koerpern, insbesondere flachglasplatten oder -baendern

Info

Publication number: DE2249558A1
Application number: DE19722249558
Authority: DE
Inventors: Guenter Mattes; Guenter Dipl Phys Dr Ortmanns
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1972-10-10
Publication date: 1973-04-19
Also published as: FR2157041A5

Description

Vorrichtung zur Peststellung von Fehlern in durchsichtigen Körpern, insbesondere in Flachglas^ platten oder -bändern.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern in durchsichtigen Körpern, insbesondere in Flachglasplatten oder -bändern, bei der der zu untersuchende Körper auf einer Seite gleichmäßig beleuchtet wird, und auf der der Beleuchtungseinrichtung gegenüberliegenden Seite eine Vielzahl von lichtelektrischen Wandlern in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, die einen zusammenhängenden, quer über den zu untersuchenden Körper verlaufenden Streifen erfassen, und wobei jeder lichtelektrische Wandler den Intensitätsverlauf des Lichtes auf der von ihm erfaßten Bezugsfläche registriert.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der französischen Patentschrift 1,548.43V bekannt. Die lichtelektrischen Wandler sind Fotodioden , die dicht nebeneinander angeordnet sind. Die Bezügsfläche ist Jedoch bei den üblichen Fotodioden so groß, daß sehr kleine Fehler, etwa kleine Einschlüsse, nicht erfaßt werden. Um solche kleinen Fehier '/.u registrieren, muß nämlich die von einem lichteiektrischen Waiultor erfaßte Bezugsfiächo in der Größenordnung von 1 bis 2 nun' liegen. Zur FestütuiLunf, extrem kleinur Fohier ist man dusha.ib bisher darauf angewiesen,

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den zu untersuchenden Körper mit einem oder mehreren eng gebündelten Lichtstrahlen abzutasten, die über die Glasoberfläche geführt werden. Statt dessen kann man natürlich auch den zu untersuchenden Körper gleichmäßig beleuchten, und mit Hilfe von über den Körper geführten engen Blenden jeweils nur sehr kleine Bezugsflächen abtasten, und das so erfaßte Licht auf den lichtelektrischen Wandler richten. Eine Vorrichtung, die nach diesem zuletzt genannten Prinzip arbeitet, ist z.B. in der Zeitschrift ¹'Measurement and Control¹¹, I968, S.61/62, beschrieben.

Alle Vorrichtungen, bei denen Lichtstrahlenbündel oder Blenden über die Glasoberfläche geführt werden, sind wegen der für den Abtastvorgang erforderlichen Einrichtungen grundsätzlich in * ihrem mechanischen Aufbau kompliziert. Sie sind entsprechend aufwendig, und in aller Regel für einen Einsatz unmittelbar im Produktionsbetrieb wenig geeignet.

Die Erfindung geht davon aus, daß eine Prüfeinrichtung ohne bewegliche Teile, das heißt nur mit ortsfest angeordneten ELementen, wegen Ihrer größeren Robustheit für den praktischen Betrieb geeigneter ist. Ihr liegt dementsprechend die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß sich mit ihrer Hilfe auch sehr kleine Fehler, wie OberfLächenfohler, Einschlüsse, Gasblasen usw. mit einem Durchmesser von 0,I mm Durchmesser und darunter einwandfrei feststellen lassen.

Gemäß der* ErTinching wird diese Aufsähe dadurch gelöst, d;\ü als DuzugsfLachen nuhr nchmaLe fjpalti'örmigo Flächen dienen, und daß zur Foku.'ioierung dor aiii' jede diüijor opiiLtfttnnlf.on Bezuf i»f Lachen -iuffaLLmiilim [iLchtistrahion auf dun L LühttiLekfcrLsuheh Wan lLer J owe I LiJ ti Lu optische*! IiichtLoLfciiyuUuii voi'tfonehtm iiit, (Ii; »i»en

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Lichteintrittsfläche die Form der spaltförmigen Bezugsfläche,, und dessen Lichtaustrittsfläche annähernd die Form eines Quadrates oder Kreises hat.

Durch die Erfindung wird es möglich, mit einem geringen Aufwand ein sehr hohes Auflösungsvermögen der Vorrichtung zu erzielen. Durch die Ausbildung der Bezugsfläche in Form eines schmalen Spaltes, kann die Anzahl der erforderlichen Systeme reduziert werden. Gleichzeitig.wird durch die. Anwendung von Lichtleitsystemen für die Fokussierung erreicht, daß die Lichtstrahlen weitgehend verlustlos und ohne Störeinflüsse auf den lichtelektrischen Wandler gelangen.

Als Lichtleitsystem kann im Prinzip jeder Lichtleiter verwendet werden, der den oben genannten Bedingungen für die Form der Eintritts- und Austrittsfläche für das Licht entspricht. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung einer Faseroptik, deren Fasern derart gefächert angeordnet werden, daß sie auf der Lichteintrittsfläche auf Lücke versetzt in zwei Reihen nebeneinander angeordnet, und an der Lichtaustrittsfläche zu einem kreisförmigen Querschnitt zusammengefaßt sind.

Gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die spaltförmigen Bezugsflächen eine Länge von 5 bis 20 Millimetern, und eine Breite von 0,1 bis 0,2 Millimeter aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind eine Reihe von Lichtleitsystemen lückenlos nebeneinander in einer gemeinsamen, vorzugsweise metallischen, Halteleiste eingebettet.

Besonders vorteilhaft ist es schließlich, wenn als lichtelektrische Wandler Fototransistoren verwendet werden*

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Abbildungen näher erläutert. Die Abbildungen zeigen in

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des optischen Teiles einer nach der Erfindung aufgebauten Vorrichtung,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Ansicht der die Faseroptiken enthaltenden Anordnung von der Lichteintrittsseite her,

und

Fig. 3 eine den optischen und den elektronischen Teil umfassende schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Mit 1 ist eine Flachglasscheibe bezeichnet, die auf Einschlüsse und sonstige Fehler untersucht werden soll. Die Glasscheibe wird über ein nicht dargestelltes Transportsystem, beispielsweise über einen Rollenförderer, zu der Pehlersuoheinrichtung transportiert.

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Die Fehlersucheinrichtung umfaßt eine unterhalb der Transportebene angeordnete Beleuchtungsvorrichtung, die sich quer über die gesamte Breite der Transportbahn erstreckt und die Glasscheibe 1 mit gleichmäßiger Intensität beleuchtet. Im dargestellten Fall besteht die Beleuchtungseinrichtung aus einer Reihe von nebeneinander angeordneten Scheinwerfern 2. Die Scheinwerfer 2 werden mit stabilisiertem Gleichstrom gespeist, um Jede Lichtintensitätsänderung auf den Bezugsflächen durch

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Spannungsschwankungeri oder durch-die Anwendung vonWechselstrom zu vermeiden., .

s Oberhalb der Beleuchtungseinrichtung ist im Abstand von einigen Millimetern von der oberen Oberfläche der Glasscheibe 1 quer über die Glasscheibe die die .Lichtleitsysteme k. enthaltende Leiste 3 angeordnet. Der besseren Übersicht halber ist diese Leiste ;5 in Figur 1 im RÖntgenbild dargestellt. Sie besteht aus den beiden Haibleisten ^a und yo, auf deren gegeneinanderliegenden Flächen entsprechende Ausnehmungen für,die Lichtleitsysteme eingearbeitet sind, und die nach Anordnung der Lichtleitsysteme miteinander verkittet werden. Die Lichtleitsysteme k sind Glasfaseroptiken. Die Glasfaserbündel eines jedes Lichtleitsystems k sind auf der Oberseite der Leiste j5 zu kreisförmigen Querschnittsflächen 5 zusammengefaßt. Zur Unterseite der Leiste ;5 hin sind sie auseinandergefächert und, wie es insbesondere aus Figur 2 hervorgeht, in dem zwischen den beiden Halbleisten ^a und 3b verbleibenden Spalt in zwei Reihen lückenlos nebeneinander angeordnet. Die Einzelfasern 6 der einen Reihe sind dabei zu den Einzelfasern der anderen Reihe um den Radius der Fasern versetzt angeordnet,'so daß sich dadurch die dichteste Anordnung der Glasfasern ergibt.

Oberhalb der Leiste j5, die zweckmäßigerweise aus einem Metall wie Messing besteht, Lst eine Leiste ö mit den Fototransistoren angeordnet-. Die Leiste b sitzt unmittelbar auf der Leiste j5, um den Eintritt von StorLicht zu verhindern. Nur'der besseren Übersicht ,wegen sind die beiden Leisten 3 und 8 in Figur 1 auseinandergezogen dargestellt. Die Leiste 8 weist eine Reihe von senkrechten durchgehenden Bohrungen 10 auf, die genau, oberhalb der Lichtaustrittsflächen-5 der Lichtleitsysteme Ί\ sitzen. In diesen

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VE 190 - 6 Bohrungen 10 sind die Fototransistoren 9 angeordnet.

Jedem Fototransistor 9 ist ein elektronisches Filter 11, eine Verstärkereinheit 12 und eine Registriervorrichtung 1j5 zugeordnet. Das Filter 11 hat die Aufgabe, Störfrequenzen zu eliminieren, so daß nur die durch die festzustellenden Fehler hervorgerufenen Frequenzen, die durch die Geometrie der Fehler und durch die Transportgeschwindigkeit der Glasscheibe gegeben sind, ausgewertet werden. Die Bauelemente 11 bis 13 sind von üblicher Bauart, so daß sich ihre Beschreibung im einzelnen erübrigt. Die von den Registriervorrichtungen I3 festgestellten Fehler können dann nach ebenfalls an sich bekannten Methoden auf der Glasscheibe selbst, oder auf einem anderen Informationsträger aufgezeichnet werden.

Sehr gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn für die Faseroptiken Glasfasern mit etwa 0,07 mm Durchmesser verwendet werden. Die Spaltbreite auf der Lichteintrittsseite beträgt dann etwa 0,14 mm. Wenn alle 10 mm die Fasern des Spaltes zusammengefaßt werden, ergibt sich eine Bezugsfläche von 1,4mm in Form der kreisförmigen Flächen 5· Unter diesen Umständen werden Einschlüsse und Fehler bis herunter zu einem Durchmesser von etwa 0,1 mm mit großer Sicherheit registriert.

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Claims

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- 7 Patentansprüche

.1 Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern in durchsichtigen Körpern, insbesondere in Flachglasplatten oder -bändern, bei der der zu untersuchende Körper auf einer Seite gleichmäßig beleuchtet wird, und auf der der Beleuchtungseinrichtung gegenüberliegenden Seite eine Vielzahl von lichtelektrischen Wandlern in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, die einen zusammenhängenden, quer über den zu untersuchenden Körper verlaufenden Streifen erfassen, und wobei jeder lichtelektrische Wandler den Intensitätsverlauf des Lichtes auf der von ihm erfaßten Bezugsfläche registriert, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugsflächen sehr schmale spaltförmige Flächen dienen, und daß zur Fokussierung der auf jede dieser spaltförmigen Bezugsflächen auffallenden, Lichtstrahlen auf die lichtelektrischen Wandler (9) jeweils ein optisches Lichtleitsystem

(4) vorgesehen ist, dessen Lichteintrittsfläche die Form der spaltförmigen Bezugsfläche, und dessen Lichtaustrittsfläche

(5) annähernd die Form eines Quadrates oder Kreises hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitsystem (4) eine Faseroptik ist, deren Einzelfasern

(6) gefächert angeordnet sind.

y. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasern (6) der Faseroptik auf der Lichteintrittsseite in zwei Reihen nebeneinander auf Lücke versetzt angeordnet sind.

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4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltförraigen Bezugsflächen eine Länge von 5 bis 20 Millimetern, und eine Breite von 0,1 bis 0,2 Millimetern aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitsysteme (H) lückenlos nebeneinander in einer gemeinsamen.Halteleiste angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß als lichtelektrische Wandler Fototransistoren verwendet werden.

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