EP1525454A2 - Procede et dispositif de mesure en ligne de caracteristiques d'un revetement de surface d'un produit metallurgique - Google Patents

Procede et dispositif de mesure en ligne de caracteristiques d'un revetement de surface d'un produit metallurgique

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EP1525454A2
EP1525454A2 EP03755648A EP03755648A EP1525454A2 EP 1525454 A2 EP1525454 A2 EP 1525454A2 EP 03755648 A EP03755648 A EP 03755648A EP 03755648 A EP03755648 A EP 03755648A EP 1525454 A2 EP1525454 A2 EP 1525454A2
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EP
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radiation
product
measuring
optical fiber
optical
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Withdrawn
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EP03755648A
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German (de)
English (en)
Inventor
Pierre-Jean Krauth
Marco Bini
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ArcelorMittal France SA
Original Assignee
USINOR SA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to the determination of the characteristics of a surface coating of metallurgical products, in particular online, during the movement of said product during manufacture. It is more particularly the determination of galvanized coating characteristics on steel bands, especially the type known commercially as the GALVALLIA ® sheets.
  • these sheets are galvanized strips which undergo a so-called alloying heat treatment, aimed at providing these strips with improved surface characteristics, for example allowing better adhesion of the paints or offering better stampability.
  • This alloying treatment is a heat treatment carried out on the galvanized strip in an alloying tower where the galvanized strip passes continuously. The heat treatment aims to ensure diffusion of the iron from the sublayer to the surface, to achieve the objectives mentioned above.
  • the alloying rate is around 10% in proportion of iron compared to zinc.
  • the desired level of alliance that is to say the relative importance of this diffusion, varies considerably from one user of said bands to another, and it is therefore important to be able to ensure during manufacture a continuous monitoring of the level of alloying.
  • the adjustment parameters of the installation which performs the alloy heat treatment namely essentially the temperature and the duration of the treatment.
  • n ' be sensitive only to physico-chemical variations of the surface.
  • physico-chemical variations of the extreme surface are in fact an image of the migration of the iron atoms from the coating to the extreme surface, which corresponds to the level of alloying of the product.
  • defects may appear on the strips, such as for example dusting or peeling of the coating, due to an excessive level of alloying.
  • the present invention aims in particular to solve these problems and to provide online control of the level of surface alloying in order to be able to guarantee a homogeneous and reproducible product, and to ensure the piloting of the alloying tower. It aims in particular to limit the defects occurring on these strips, such as dusting or peeling of the coating, and to ensure a homogeneous and reproducible product, in particular by avoiding or at least reducing the zones transient under or over-alliation, i.e. areas where the level of alloy is uncertain due to voluntary changes in process parameters, and whose control cannot be performed quickly enough. More generally, the invention aims to allow online determination of surface characteristics of a strip coating, which may vary depending on the physico-chemical characteristics of said coating.
  • the invention firstly relates to a method for measuring the characteristics of a surface coating of metallurgical products, in particular on-line during the movement of said product during manufacture, characterized in that, in order to expose an area of the surface of said product to incident radiation directed orthogonally to said surface and then to measure, also in a direction orthogonal to the surface, the energy of the radiation reflected by the exposed area, said light is illuminated exposure area by means of an optical fiber of 1 illumination connected to a source of emission of the incident radiation under a predetermined wavelength, and the reflected radiation is measured by means of a measuring optical fiber connected to a sensor, the free ends of the two optical fibers being stripped and kept in close proximity to one another and parallel to each other.
  • the invention therefore exploits the fact that changes in surface properties due to changes in the physico-chemical characteristics of the coating result in variations in the reflection properties of said surface. Furthermore, the configuration, according to which both the illumination and the observation of the reflected radiation are carried out orthogonally to the surface, makes it possible to remain sensitive only to the physicochemical variations of the surface by freeing itself from morphological variations. In fact, the results expected from the measurement by the implementation of the invention will only be achieved if this orthogonality is respected and if the two optical fibers concerned, forward fiber and return fiber of the radiation, are very close to one of the other in their terminal portion facing the surface of the product. This is carried out in accordance with the invention from commercial optical fibers, the free end of which is stripped beforehand, that is to say that they are freed from their usual bulky otic focusing accessories in order to keep only the fiber. itself in a stripped state.
  • the free ends of the two optical fibers can therefore be kept in the immediate vicinity of the surface, typically for example at a distance of approximately 10 to 50 mm from the latter, and parallel to one another.
  • This arrangement makes it possible to avoid the use of any other optical focusing system, while allowing, thanks to the small section of the optical fibers used (of the order of 0.1 mm generally), and thanks to the authorized close approximation of the fibers between they (maximum center distance also of the order of 0.1 mm), the measurement almost exactly in the illuminated area, and with an orientation normal to the surface both for the illumination and for the measurement, as will be seen better later.
  • the information drawn in real time from this measurement can then be used as a control parameter to control the alliation tower, and also be used in quality control to guarantee customers the alloying properties of an entire reel delivered.
  • the radiation used is in the near infrared range, more particularly in the vicinity of 830 nm of wavelength.
  • This field of radiation has indeed been revealed, following the tests carried out by the inventors, an optimum for the sensitivity of the measurement, taking also into account the sources of radiation currently available, such as for example a laser diode working at this wave length.
  • the reflected radiation is also measured in one or more directions oblique to the surface, for example from 0 to 30 ° relative to the normal to the surface, which makes it possible to evaluate the energy scattered. by said surface and to draw additional information therefrom on the level of alloying or on other characteristics of the surface, such as for example micro-geometric characteristics, which can also be possibly correlated with the measurement of direct reflection. to give additional information on the general characteristics of the coating.
  • the measurement of the radiation reflected in one or more directions not orthogonal to the surface allows in itself to obtain an assessment of the level of alloying because, independently of morphological characteristics such as micro roughness or the like, it has been found a link between the scattering according to certain angles of reflection and the level of alloy, the higher the level of alloy, the more the reflected radiation is diffuse.
  • the comparison between the intensity of the radiation reflected in a direction inclined relative to the surface, and that of the reflected radiation perpendicular to this surface alone makes it possible to assess the importance of the alliance, as we will see later.
  • the invention also relates to a device for implementing the method defined above, characterized in that it comprises a measuring head having a front surface intended to be placed facing the surface of the product to be inspected, and comprising an optical fiber for illumination and an optical fiber for measurement, these two optical fibers each having, at the front face of the head, a stripped free end so that the corresponding terminal portions of said fibers are arranged parallel and brought together one on the other as much as possible, the other end of the optical fiber for illumination being moreover connected to a source of light radiation and the other end of the optical fiber for measurement being connected to a sensor, the device comprising in in addition to means for processing the signal supplied by said sensor to determine the intensity of the radiation transmitted to it by the measuring optical fiber (3).
  • the device comprises a distance sensor for permanently monitoring or measuring the distance between the ends of the optical fibers and the surface of the product
  • the measuring head comprises at least one additional optical fiber connected to a specific sensor, and the end portion of which is oriented obliquely relative to the end portion of the optical fiber for illumination.
  • the orientation of the different fibers will also be determined so that their directions are concurrent on the same surface area illuminated by the illuminating fiber.
  • the radiation source is a laser diode, whose emission wavelength ⁇ is approximately 830 nm.
  • FIG. 2 is a schematic view of the device
  • FIG. 3 is a sectional view of the measuring head - Figure 4 is a graph illustrating the results of a series of measurements on GALVALLIA ® sheet coils having different levels of alloying.
  • a strip of moving steel has been shown, a zone 11 of its surface 1 of which is lit by infrared radiation 23 coming from the end 21 of an optical fiber for lighting 2, held perpendicular to the surface of the strip.
  • a second optical fiber 3 parallel to the illumination fiber 2 and in direct proximity thereof, has its end 31 located at the same level as that of the first fiber, and captures the reflected radiation 33, supplied by the optical fiber of illumination and reflected by the strip.
  • the surface area 12 seen by the optical fiber of measure 3 is not exactly the illuminated zone 11, but, thanks to the fact that this distance is very small and due to the natural formation of a diffusion cone 23 coming from the end of the fibers, there is an overlap 13 relatively large areas respectively illuminated and observed, allowing to assimilate the radiation captured by the measuring fiber 3 to all of the radiation from the illumination fiber 2 and reflected perpendicular to the surface 1.
  • FIG. 2 illustrates an exemplary embodiment of the device, in the form of a box 5 containing on the one hand a measuring head 51 and two non-contact distance sensors 52, of a type known per se, arranged on the same wall 53 of the box, which will be placed in use at a distance of the order of a few tens of millimeters from the surface of the controlled strip.
  • the measuring head 51 shown in section in FIG. 3, comprises a body 54 of cylindrical shape which essentially comprises a front wall 55 in which are pierced several orifices 61 to 64, intended to receive the ends of the various optical fibers of the system.
  • the first of these orifices 61 is perpendicular to the external surface of the front wall 55, and of a shape suitable for simultaneously receiving the optical light fiber 2 and the measurement fiber 3.
  • the other three orifices 62, 63, 64 are oriented according to increasing angles with respect to the direction of the first orifice, namely for example 10, 20 and 30 °, and their directions are concurrent, and they each receive the end of a complementary optical fiber, respectively 41,42,43 .
  • all of the fibers 2, 3, 41, 42, 43 are grouped together in the same beam 56 which leaves the housing 5.
  • the optical light for illumination 2 is connected to a source of infrared radiation, such as that a laser diode 24, and the other fibers 3, 41, 42, 43 are respectively connected to sensors 34, 44, of type known per se, for measuring the intensity of the reflected radiation, the signals from the sensors being processed by a processing unit 57.
  • the graph in FIG. 4 illustrates the results of measurements carried out using the device which has just been described on a moving strip.
  • the measurements were carried out during the running of 10 reels of bands, marked bl to bl0, having different rates of alliance.
  • the first two coils b1 and b2 have an alloying rate of approximately 10%, and a dusting, measured under standardized test conditions, of 3 to 4 grams / m 2 (mass of powder separated from the strip in the test conditions)
  • the coils b3 to b6 have an alloying rate of 12% and a dusting of 5 to 6 g / m 2 .
  • the coils b7 to b9 have an alloying rate of 11% and a dusting of 4 g / m 2.
  • the coil blO has a alloying rate of 13% and a dusting of 7 g / m 2 .
  • the two plots which are represented therein respectively correspond to the measurements of the intensity reflected as a function of time, that is to say as a function of the length of strip of sheet metal traveling in the alloying furnace.
  • the line Tl located at the top of the graph represents the intensity of the radiation picked up by the measuring optical fiber 3
  • the line T2 located the most down represents the intensity of the radiation picked up by the optical fiber 43 which passes in orifice 64 inclined at 30 °.
  • the invention is not limited neither in the production of the device OR of the measuring head, nor in the implementation of the method, in the example described above.
  • the infrared laser diode may be replaced by other sources of radiation, of adequate wavelength as a function of the surface to be checked.
  • We can also similarly control products other than GALVALLIA ® , and also analyze the signals from the various sensors connected to the optical fibers having different inclinations, to draw other information, in particular on morphological characteristics of the surface. .

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Abstract

Pour mesurer des caractéristiques d'un revêtement de surface (1) d'une bande métallique en défilement, telles que le niveau d'alliation d'un revêtement comportant du zinc et du fer, on expose le dit produit au rayonnement (23) d'une source radiative (24) de longueur d'onde prédéterminée, dirigé orthogonalement à la surface du produit et on mesure l'énergie réfléchie par la dite surface, également selon une direction orthogonale à la surface, de façon à s'affranchir des variations de réflectivité dues à des caractéristiques morphologiques de la surface et on effectue ces opérations à l'aide de fibres optiques du commerce préalablement dépouillées à leur extrémités libres (21, 31) de leur optique de focalisation habituelle de manière à pouvoir être rapprochées au maximum l'une de l'autre et disposées parallèlement entre-elles.

Description

Procédé et dispositif de mesure en ligne de caractéristiques d'un revêtement de surface d'un produit métallurgique .
La présente invention concerne la détermination de caractéristiques d'un revêtement de surface de produits métallurgiques, en particulier en ligne, lors du défilement du dit produit en cours de fabrication. Elle vise plus particulièrement la détermination des caractéristiques de revêtement de galvanisation sur bandes en acier, en particulier du type connue dans le commerce sous le nom de tôles GALVALLIA ® .
Il est rappelé ici que ces tôles sont des bandes galvanisées qui subissent un traitement thermique dit d'alliation, visant à fournir à ces bandes des caractéristiques de surface améliorées, par exemple permettant une meilleure adhérence des peintures ou offrant une meilleure emboutissabilité. Ce traitement d'alliation est un traitement thermique effectué sur la bande galvanisée dans une tour d'alliation où la bande galvanisée défile en continu. Le traitement thermique vise à assurer une diffusion du fer de la sous-couche vers la surface, pour atteindre les objectifs cités ci-dessus. Typiquement, le taux d'alliation se situe aux environ de 10% en proportion de fer par rapport au zinc.
Actuellement cependant, le niveau d'alliation souhaité, c'est à dire l'importance relative de cette diffusion, varie considérablement d'un utilisateur des dites bandes à l'autre, et il est donc important de pouvoir assurer en cours de fabrication un contrôle en continu du niveau d'alliation. Pour satisfaire la demande des clients, utilisateurs des dites bandes revêtues, il est donc nécessaire de modifier en cours de fabrication les paramètres de réglage de 1 ' installation qui réalise le traitement thermique d'alliation, à savoir essentiellement la température et la durée du traitement.
Actuellement, aucun système ne permet de vérifier en temps réel et en ligne que les caractéristiques surfaciques du GALVALLIA ® sont bien celles souhaitées . En effet, on sait que l'alliation provoque des modifications des propriétés surfaciques importantes en termes de physico-chimie et de microgéométrie de la surface. Or actuellement, le niveau d'alliation n'est déterminé qu'en laboratoire à partir de mesure de poudrage, de taux de fer, ou encore d'analyse métallographique permettant de caractériser les cristaux de surface du revêtement .
Par ailleurs, pour obtenir une évaluation la plus précise possible de l'alliation de la surface, il est aussi nécessaire de s'affranchir, lors de la mesure, des variations morphologiques, telles que micro-rugosité ou caractéristiques géométriques équivalentes, pour n'être sensible qu'aux variations physico-chimiques de la surface. Ces variations physico-chimiques de l'extrême surface sont en effet une image de la migration des atomes de fer du revêtement vers l'extrême surface, ce qui correspond au niveau d'alliation du produit.
En conséquence de ces contrôles différés par rapport à la production, des défauts peuvent apparaître sur les bandes, tels que par exemple poudrage ou décollement du revêtement, dû à un niveau d'alliation excessif .
La présente invention a notamment pour but de résoudre ces problèmes et de proposer un contrôle en ligne du niveau d'alliation des surfaces pour pouvoir garantir un produit homogène et reproductible, et pour assurer le pilotage de la tour d'alliation. Elle vise en particulier à limiter les défauts survenant sur ces bandes, tels que poudrage ou décollement du revêtement, et à assurer un produit homogène et reproductible, notamment en évitant ou au moins en réduisant les zones transitoires de sous ou sur-alliation, c'est à dire des zones dont le niveau d'alliation est incertain du fait des changements volontaires des paramètres du process, et dont le contrôle ne peut être effectué suffisamment rapidement. De manière plus générale, l'invention vise à permettre la détermination en ligne de caractéristiques de surface d'un revêtement de bandes, susceptibles de varier en fonction des caractéristiques physico-chimiques dudit revêtement . Avec ces objectifs en vue, l'invention a d'abord pour objet un procédé de mesure de caractéristiques d'un revêtement de surface de produits métallurgiques, en particulier en ligne lors du défilement dudit produit en cours de fabrication, caractérisé en ce que, dans le but d'exposer une zone de la surface dudit produit à un rayonnement incident dirigé orthogonalement à ladite surface et de mesurer ensuite, également selon une direction orthogonale à la surface, l'énergie du rayonnement réfléchi par la zone exposée, on illumine ladite zone d'exposition au moyen d'une fibre optique d1 éclairement reliée à une source d'émission du rayonnement incident sous une longueur d'onde prédéterminée, et on mesure le rayonnement réfléchi au moyen d'une fibre optique de mesure reliée à un capteur, les extrémités libres des deux fibres optiques étant dénudées et maintenues à proximité étroite 1 'une de l'autre et parallèlement l'une à l'autre.
L'invention exploite donc le fait que les modifications des propriétés de surface dues à des modifications des caractéristiques physico-chimiques du revêtement se traduisent par des variations des propriétés de réflexion de la dite surface. Par ailleurs, la configuration, selon laquelle tant 1 ' éclairement que l'observation du rayonnement réfléchi sont réalisés orthogonalement à la surface, permet de ne rester sensible qu'aux variations physico-chimiques de la surface en s 'affranchissant des variations morphologiques. De fait, les résultats attendus de la mesure par la mise en œuvre de 1 ' invention ne seront atteints que si cette orthogonalité est respectée et si les deux fibres optiques concernées, fibre aller et fibre retour du rayonnement, sont très voisines l'une de l'autre dans leur portion terminale en regard de la surface du produit. Ceci est réalisé conformément à l'invention à partir de fibres optiques du commerce dont on dénude préalablement l'extrémité libre, c'est-à-dire qu'on les débarrasse de leur accessoires de focalisation otique habituels encombrants pour ne conserver que la fibre elle-même à l'état dépouillé.
Les extrémités libres des deux fibres optiques peuvent dès lors être maintenues au voisinage immédiat de la surface, typiquement par exemple à une distance d'environ 10 à 50 mm de celle-ci, et parallèlement l'une à l'autre. Cette disposition permet d'éviter l'utilisation de tout autre système optique de focalisation, tout en autorisant, grâce à la faible section des fibres optiques utilisées (de l'ordre de 0.1 mm généralement) , et grâce au rapprochement étroit autorisé des fibres entre elles (entraxe maximal également de 1 ' ordre de 0.1 mm) , la mesure pratiquement exactement dans la zone éclairée, et avec une orientation normale à la surface tant pour 1 ' éclairement que pour la mesure, comme on le verra mieux par la suite.
Dans le cas de l'application, particulièrement visée par l'invention, à la mesure du taux d'alliation du GALVALLIA ®, plus le flux réfléchi est élevé, plus le taux d'alliation est faible, puisque c'est le zinc du revêtement qui procure une réflexion plus forte que le fer.
L'information tirée en temps réel de cette mesure peut alors être utilisée comme paramètre de commande pour piloter la tour d'alliation, et également être exploitée en contrôle qualité pour garantir aux clients les propriétés d'alliation de la totalité d'une bobine livrée.
Préférentiellement, le rayonnement utilisé se situe dans le domaine du proche infrarouge, plus particulièrement au voisinage de 830 nm de longueur d'onde. Ce domaine de rayonnement s'est en effet révélé, suite aux essais réalisés par les inventeurs, un optimum pour la sensibilité de la mesure, en tenant compte en outre des sources de rayonnement couramment disponibles, telles que par exemple une diode laser travaillant à cette longueur d'onde.
Selon une disposition complémentaire avantageuse, on mesure également le rayonnement réfléchi selon une ou plusieurs directions obliques par rapport à la surface, par exemple de 0 à 30° par rapport à la normale à la surface, ce qui permet d'évaluer l'énergie diffusée par la dite surface et d'en tirer des informations complémentaires sur le niveau d'alliation ou sur d'autres caractéristiques de la surface, telles que par exemple des caractéristiques micro-géométriques, qui peuvent aussi être éventuellement corrélées avec la mesure de réflexion directe pour donner des informations complémentaires sur les caractéristiques générales du revêtement .
La mesure du rayonnement réfléchi selon une ou plusieurs directions non orthogonales à la surface permet en soi d'obtenir une évaluation du niveau d'alliation car, indépendamment de caractéristiques morphologiques telles que micro rugosité ou similaire, il a été constaté un lien entre la diffusion selon certains angles de réflexion et le niveau d'alliation, plus le niveau d'alliation est élevé, plus le rayonnement réfléchi est diffus. Ainsi, la comparaison entre l'intensité du rayonnement réfléchi selon une direction inclinée par rapport à la surface, et celle du rayonnement réfléchi perpendiculairement à cette surface, permet à elle seule d'évaluer l'importance de l'alliation, comme on le verra par la suite.
L'invention a aussi pour objet un dispositif pour la mise en œuvre du procédé défini précédemment, caractérisé en ce qu'il comprend une tête de mesure ayant une surface frontale destinée à être placée en regard de la surface du produit à inspecter, et comportant une fibre optique d' éclairement et une fibre optique de mesure, ces deux fibres optiques ayant chacune, au niveau de la face frontale de la tête, une extrémité libre dénudée afin que les portions terminales correspondantes desdites fibres soient disposées parallèles et rapprochées l'une de l'autre le plus possible, l'autre extrémité de la fibre optique d' éclairement étant par ailleurs reliée à une source de rayonnement lumineux et l'autre extrémité de la fibre optique de mesure étant reliée à un capteur, le dispositif comprenant en outre des moyens de traitement du signal fourni par ledit capteur pour déterminer l'intensité du rayonnement qui lui est transmis par la fibre optique de mesure (3) .
Selon d'autres dispositions préférentielles de l'invention : le dispositif comporte un capteur de distance pour contrôler ou mesurer en permanence la distance entre les extrémités des fibres optiques et la surface du produit
- la tête de mesure comporte au moins une fibre optique supplémentaire reliée à un capteur spécifique, et dont la partie d'extrémité est orientée obliquement par rapport à la portion d'extrémité de la fibre optique d' éclairement . L'orientation des différentes fibres sera déterminée aussi de manière que leurs directions soient concourantes sur la même zone de surface éclairée par la fibre d' éclairement .
- la source de rayonnement est une diode laser, dont la longueur d'onde λémission est d'environ 830 nm.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au vu de la description qui va être faite relative à la mesure en ligne du niveau d'alliation de tôles de type GALVALLIA ® et en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles:
- la figure 1 est un schéma de principe de la mesure,
- la figure 2 est une vue schématique du dispositif,
- la figure 3 est une vue en coupe de la tête de mesure - la figure 4 est un graphique illustrant les résultats d'une série de mesures sur des bobines de tôle GALVALLIA ® présentant des niveaux d'alliation différents.
Sur le schéma de la figure 1, on a représenté une bande d'acier en défilement, dont une zone 11 de sa surface 1 est éclairée par un rayonnement infrarouge 23 issu de l'extrémité 21 d'une fibre optique d' éclairement 2, maintenue perpendiculairement à la surface de la bande. Une deuxième fibre optique 3, parallèle à la fibre d' éclairement 2 et à proximité directe de celle-ci, a son extrémité 31 située au même niveau que celle de la première fibre, et capte le rayonnement réfléchi 33, fourni par la fibre optique d' éclairement et réfléchi par la bande . En fait, compte tenu de la distance minimale inévitable entre les axes des deux fibres, même si elle est réduite au maximum en raison de la dénudation préalable de l'extrémité libre de chaque fibre, la zone de surface 12 vue par la fibre optique de mesure 3 n'est pas exactement la zone éclairée 11, mais, grâce au fait que cette distance est très faible et du fait de la formation naturelle d'un cône de diffusion 23 issu de l'extrémité des fibres, il y a un recouvrement 13 relativement important des zones respectivement éclairée et observée, permettant d'assimiler le rayonnement capté par la fibre de mesure 3 à la totalité du rayonnement issu de la fibre d' éclairement 2 et réfléchi perpendiculairement à la surface 1.
On notera aussi sur la figure 1 la présence avantageuse d'une troisième fibre optique 4, dont l'extrémité 41 est inclinée d' environ 30° sur la verticale par rapport aux deux premières et dont la zone d'observation est sensiblement la même que celle de la fibre de mesure 3.
La figure 2 illustre un exemple de réalisation du dispositif, sous forme d'un coffret 5 contenant d'une part une tête de mesure 51 et deux capteurs de distance sans contact 52, de type connu en soi, disposés sur une même paroi 53 du coffret, qui sera placée en utilisation à une distance de l'ordre de quelques dizaines de millimètres de la surface de la bande contrôlée.
La tête de mesure 51, représentée en coupe figure 3, comporte un corps 54 de forme cylindrique qui comprend essentiellement une paroi frontale 55 dans laquelle sont percés plusieurs orifices 61 à 64, destinés à recevoir les extrémités des différentes fibres optiques du système. Le premier de ces orifices 61 est perpendiculaire à la surface extérieure de la paroi frontale 55, et de forme adaptée pour recevoir simultanément la fibre optique d' éclairement 2 et la fibre de mesure 3. Les trois autres orifices 62, 63, 64 sont orientés selon des angles croissants par rapport à la direction du premier orifice, à savoir par exemple 10, 20 et 30°, et leurs directions sont concourantes, et ils reçoivent chacun l'extrémité d'une fibre optique complémentaire, respectivement 41,42,43.
Comme on le voit figure 2, toutes les fibres 2, 3, 41, 42, 43, sont regroupées dans un même faisceau 56 qui sort du boîtier 5. La fibre optique d' éclairement 2 est reliée à une source de rayonnement infrarouge, telle qu'une diode laser 24, et les autres fibres 3, 41, 42, 43 sont respectivement reliées à des capteurs 34, 44, de type connu en soi, pour la mesure de l'intensité du rayonnement réfléchi, les signaux issus des capteurs étant traités par une unité de traitement 57.
Le graphique de la figure 4 illustre les résultats de mesures effectuées au moyen du dispositif qui vient d'être décrit sur une bande en défilement. En fait, dans l'exemple représenté, les mesures ont été effectuées pendant le défilement de 10 bobines de bandes, repérées bl à blO, ayant des taux d'alliation différents. Les deux premières bobines bl et b2 ont un taux d'alliation d'environ 10%, et un poudrage, mesuré dans des conditions d'essai normalisées, de 3 à 4 grammes/m2 (masse de poudre séparée de la bande dans les conditions de l'essai) Les bobines b3 à b6 ont un taux d' alliation de 12 % et un poudrage de 5 à 6 g/m2. Les bobines b7 à b9 ont un taux d'alliation de 11 % et un poudrage de 4 g/m2.La bobine blO a un taux d'alliation de 13 % et un poudrage de 7 g/m2. Les deux tracés qui y sont représentés correspondent respectivement aux mesures de l'intensité réfléchie en fonction du temps, c'est à dire en fonction de la longueur de bande de tôle défilant dans le four d'alliation. Le tracé Tl situé le plus vers le haut du graphique représente l'intensité du rayonnement capté par la fibre optique de mesure 3, et le tracé T2 situé le plus vers le bas représente l'intensité du rayonnement capté par la fibre optique 43 qui passe dans l'orifice 64 incliné à 30° . On voit clairement que plus le taux d'alliation est faible (bobines 1 et 2), plus l'intensité du signal réfléchi est élevée, ce qui correspond bien à une forte réflectivité due à la faible proportion de fer dans le zinc du revêtement, et inversement, si le taux d'alliation est élevé (bobine 10), l'intensité réfléchie est plus faible, illustrant la perte de réflectivité due à la présence plus importante de fer en surface.
On remarque aussi que l'écart entre les tracés Tl et T2 est nettement plus important dans le cas des bobines bl et b2 ou b7 à b9, que pour les bobines b3 à b6 et blO, ce qui illustre aussi le fait que la dispersion du rayonnement réfléchi est plus élevée en cas de faible niveau d'alliation, donc lorsque la quantité de fer en surface est moindre.
L'invention n'est pas limitée ni dans la réalisation du dispositif OU de la tête de mesure, ni dans la mise en œuvre du procédé, à l'exemple décrit ci- dessus. En particulier, la diode laser infrarouge pourra être remplacée par d'autres sources de rayonnement, de longueur d'onde adéquate en fonction de la surface à contrôler. On pourra aussi contrôler de manière similaire d'autres produits que le GALVALLIA ®, et aussi analyser les signaux issus des différents capteurs reliés aux fibres optiques ayant des inclinaisons différentes, pour en tirer d'autres informations en particulier sur des caractéristiques morphologiques de la surface.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mesure de caractéristiques d'un revêtement de surface (1) de produits métallurgiques, en particulier en ligne lors du défilement dudit produit en cours de fabrication, caractérisé en ce que, dans le but d'exposer une zone (13) de la surface dudit produit à un rayonnement incident (23) dirigé orthogonalement à ladite surface et de mesurer ensuite, également selon une direction orthogonale à la surface, l'énergie du rayonnement réfléchi par la zone exposée (13), on illumine ladite zone (13) au moyen d'une fibre optique d' éclairement (2) reliée à une source (24) d'émission du rayonnement incident sous une longueur d'onde prédéterminée, et on mesure le rayonnement réfléchi au moyen d'une fibre optique de mesure (3) reliée à un capteur (34) , les extrémités libres (21, 31) des deux fibres optiques (2, 3) étant dénudées et maintenues au voisinage immédiat l'une de l'autre et parallèlement l'une à l'autre.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient les extrémités libres dénudées (21, 31) des fibres optiques (2, 3) à une distance de la surface (1) du produit comprise entre 5 et 50 mm
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement utilisé se situe dans le domaine du proche infrarouge, plus particulièrement au voisinage de 830 nm de longueur d'onde.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mesure également le rayonnement réfléchi selon une ou plusieurs directions obliques par rapport à la surface (1) du produit pour évaluer l'énergie diffusée par la dite zone illuminée (13) .
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ou les angles de mesure sont compris entre 0 et 30° par rapport à la verticale de ladite surface (1) .
6. Dispositif pour la mesure de caractéristiques d'un revêtement de surface de produit métallurgique, en particulier en ligne, lors du défilement dudit produit en cours de fabrication, caractérisé en ce qu'il comprend une tête de mesure (51) ayant une surface frontale (55) destinée à être placée en regard de la surface (1) du produit, et comportant une fibre optique d' éclairement
(2) et une fibre optique de mesure (3) , ces deux fibres optiques ayant chacune, au niveau de la face frontale (55) de la tête (51) , une extrémité libre dénudée (21, 31) afin que les portions terminales correspondantes desdites fibres soient disposées parallèles et rapprochées l'une de l'autre le plus possible, l'autre extrémité de la fibre optique d' éclairement (2) étant par ailleurs reliée à une source de rayonnement lumineux (24) et l'autre extrémité de la fibre optique de mesure (3) étant reliée à un capteur (34) , le dispositif comprenant en outre des moyens (57) de traitement du signal fourni par ledit capteur (34) pour déterminer l'intensité du rayonnement qui lui est transmis par la fibre optique de mesure (3) .
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de distance (52) pour contrôler ou mesurer en permanence la distance entre les extrémités libres dénudées (21,31) des fibres optiques et la surface (1) du produit.
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tête de mesure (51) comporte une fibre optique supplémentaire (4) reliée à un capteur spécifique (44) et dont la partie d'extrémité libre (41) est orientée obliquement par rapport à la portion d'extrémité libre (21) de la fibre optique d' éclairement (2).
9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la source de rayonnement (24) est une diode laser, dont la longueur d'onde d'émission est d'environ 830 nm.
10. Application du procédé selon la revendication 1 à une bande d'acier revêtue en défilement.
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