ES2235325T3 - Procedimiento y dispositivo de examen fototermico de un material. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de examen fototermico de un material.Info
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Abstract
SE DESPLAZA UNA ZONA DE CALENTAMIENTO (22) Y UNA ZONA DE DETECCION (23) EN LA SUPERFICIE (1A) DE UNA PIEZA (1), DE MANERA A REALIZAR EL BARRIDO DE LA SUPERFICIE (1A) Y SE DETECTA UN FLUJO RADIADO EN LA ZONA DE DETECCION (23) UTILIZANDO UNA LINEA DE DETECTORES (21) ELEGIDA EN UNA MATRIZ DE DETECTORES (20). EL PROCEDIMIENTO PERMITE EN PARTICULAR REDUCIR EL TIEMPO DE BARRIDO DE LA SUPERFICIE (1A) DE LA PIEZA Y PODER AJUSTAR EL DECALAJE, EN LA DIRECCION DE DESPLAZAMIENTO (24), ENTRE LA ZONA DE CALENTAMIENTO (22) Y LA ZONA DE DETECCION (23), POR LA SIMPLE ELECCION DE LA LINEA (21) DE LA MATRIZ DE DETECTORES (20). EL PROCEDIMIENTO Y EL DISPOSITIVO SEGUN LA INVENCION PERMITEN EN PARTICULAR REALIZAR EXAMENES TERMOGRAFICOS DE PIEZAS EN CUALQUIER MATERIAL Y EN PARTICULAR DE PIEZAS METALICAS QUE PUEDEN TENER DIMENSIONES IMPORTANTES Y FORMAS COMPLEJAS.
Description
Procedimiento y dispositivo de examen fototérmico
de un material.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo de examen fototérmico de un
material.
Se conocen unos procedimientos y unos
dispositivos de examen fototérmico que permiten por ejemplo asegurar
el control no destructivo de las piezas, para detectar defectos,
variaciones de naturaleza o de propiedades del material de la pieza
o de las diferencias de espesor de una capa de revestimiento de la
pieza. Estos procedimientos y dispositivos pueden ser utilizados
también para caracterizar unas variaciones locales de difusividad o
de conductividad térmica en la superficie o bajo la superficie de
una pieza constituida por un material. La pieza de la cual se
realiza el examen puede ser metálica y estar constituida por un
material ferroso, por ejemplo un acero aleado tal como un acero
inoxidable, o también por un material no ferroso. El material puede
ser también un material compuesto, una cerámica o un material
plástico.
El procedimiento de examen fototérmico que se
realiza sobre una pieza o muestra de material del cual se efectúa
el examen utiliza el fenómeno de difusión de una perturbación
térmica producida por un calentamiento local de la pieza o muestra.
El estudio y la caracterización de la difusión del calor y de sus
variaciones en la superficie de la pieza permiten detectar o
caracterizar la pieza por la detección de variaciones locales de
difusión térmica.
De manera habitual, el dispositivo utilizado o
cámara fototérmica comprende un láser que es enfocado sobre la
superficie de la pieza o muestra de la cual se realiza el examen,
en una zona de calentamiento. El flujo infrarrojo radiado por la
pieza en una zona de detección próxima a la zona de calentamiento
permite medir o evaluar la elevación de temperatura en la zona de
detección, debido al calentamiento en la zona de calentamiento. El
desplazamiento entre la zona de calentamiento y la zona de
detección se denomina generalmente "offset". El flujo radiado o
la elevación de temperatura puede ser medido sin contacto
utilizando un detector tal como un detector infrarrojo. El flujo
térmico radiado o la elevación de temperatura en la zona de
detección está influido por las características locales de los
materiales inspeccionados. En particular, la difusión del calor
entre la zona de calentamiento y la zona de detección que es el
origen de la elevación de temperatura en la zona de detección,
depende de los defectos del material, tales como unas fisuras, al
nivel de la zona de calentamiento o de la zona de detección o de la
proximidad de estas dos zonas.
A fin de realizar un control no destructivo de la
pieza constituida por el material o de realizar unas mediciones de
difusión térmica en el material, se realiza un barrido de una
superficie de la pieza o muestra, desplazando, por la superficie de
la pieza o muestra, un medio de aportación de calor que está
generalmente constituido por un haz láser enfocado sobre una porción
de la superficie de la pieza que constituye una zona de
calentamiento.
La elevación de temperatura o el flujo térmico
radiado son determinados en una zona de detección cuya posición
varía con la posición de la zona de calentamiento, cuando tiene
lugar el barrido, estando las zonas de calentamiento y de detección
separadas por una distancia que constituye el offset.
Así se puede obtener una imagen bidimensional de
la superficie de la muestra representativa de las variaciones de
difusión del calor en la muestra o también de los defectos
presentes en el interior de la muestra. El barrido puede ser
obtenido utilizando una pieza fija y desplazando sobre la superficie
de la pieza el medio de aportación de calor, de manera síncrona con
la zona de detección; generalmente, se realiza el barrido por la
deflexión de un haz láser enfocado sobre la superficie, utilizando
unos espejos orientables motorizados que son también utilizados para
enviar el flujo radiado por la zona de detección hacia un detector
que permite la medición de la elevación de temperatura tal como un
detector infrarrojo.
Es también posible desplazar la pieza de la cual
se realiza la inspección frente a un dispositivo fijo de
calentamiento y de detección.
El barrido de la superficie de la pieza se
realiza generalmente desplazando línea por línea sobre la
superficie, un par de zonas de calentamiento y de detección de tipo
puntual, teniendo, por ejemplo, las zonas de calentamiento y de
detección unas formas circulares y de unas dimensiones pequeñas.
Como se ha indicado más arriba, una zona de calentamiento
sensiblemente puntual puede ser obtenida por enfoque de un haz
láser por medio de lentes esféricas sobre la superficie de la pieza
o muestra. Así mismo, la radiación infrarroja emitida en una zona
de detección de pequeñas dimensiones próxima a la zona de
calentamiento es transmitida a un monodetector infrarrojo en forma
de un haz que es enfocado sobre la superficie sensible del detector
que es generalmente de forma rectangular y de pequeñas
dimensiones.
Se ajusta el desplazamiento entre la zona de
calentamiento y la zona de detección, denominado offset, por un
ajuste mecánico fino de la posición del detector infrarrojo o de su
óptica de enfoque, en un plano paralelo a la superficie de la pieza
de la cual se realiza el examen.
Un procedimiento o dispositivo de este tipo que
utiliza unas zonas de calentamiento y de detección de tipo puntual
presenta ciertos inconvenientes.
Este procedimiento y este dispositivo pueden ser
adaptados bastante fácilmente a unos materiales poco conductores
desde un punto de vista térmico y muy absorbentes o emisores desde
un punto de vista óptico. En efecto, las fuentes láser utilizadas
en el caso de la termografía activa tienen unas potencias que
varían del miliwatio a algunos watios. Estas potencias son
insuficientes en el caso de materiales que no presenten las
características mencionadas anteriormente y, en particular, en el
caso de la mayor parte de los metales.
Estos procedimientos y dispositivos tienen, por
otra parte, una baja productividad de medición debido a que es
necesario efectuar un barrido completo de la superficie de la pieza
o muestra desplazando las zonas puntuales de calentamiento y de
detección.
La porción de superficie correspondiente a la
zona de detección y las velocidades de barrido a utilizar para
obtener unas señales medibles son generalmente muy pequeñas para
que las mediciones efectuadas presenten un verdadero interés
económico, en particular en el caso del examen de los metales y en
el caso de cualquier material en el que los gradientes de
difusividad que se busca determinar son bajos, por ejemplo porque
son debidos a defectos de pequeños tamaños.
El ajuste del offset entre las zonas de
calentamiento y de detección que debe ser obtenido por un
posicionado y un ajuste finos de los elementos ópticos de
calentamiento y de detección o del detector puede ser largo y
delicado de realizar. Este ajuste debe ser revisado de manera
periódica cuando se desee obtener una buena reproductibilidad de
las características del examen. En particular, es prácticamente
necesario trabajar con offset constante, lo que impide cualquier
posibilidad de optimización de la señal registrada y trabajar con
offset nulo si se desea realizar un doble barrido de la pieza para
eliminar el efecto del estado de superficie de esta pieza; debe
también limitarse el barrido a una sola dirección debido a que el
offset debe ser paralelo a la dirección de desplazamiento de la
zona de calentamiento y de la zona de detección.
El dispositivo de examen puede presentar también
un volumen importante debido a la dimensión de la fuente láser
necesaria, lo que impide la utilización de dispositivos para el
control de piezas in situ, cuando las superficies de las
piezas son de difícil acceso.
Los sistemas ópticos de calentamiento y de
detección utilizados habitualmente permiten obtener unas
"profundidades de campo" de algunos milímetros o mejor,
estando estas "profundidades de campo" constituidas por unos
intervalos de variación de la distancia entre el dispositivo de
examen y la superficie de la pieza en los cuales es posible obtener
unas características garantizadas del dispositivo de examen. Esta
pequeña profundidad de campo hace imposible la inspección de piezas
que no presenten superficies rigurosamente planas, lo que es el
caso de la mayor parte de las piezas a las cuales puede aplicarse el
control termográfico.
Se ha propuesto, en el caso de un examen
termográfico, utilizar varios detectores que operan en paralelo,
eventualmente en forma de red (WO 8700632). Sin embargo, esta
utilización de un conjunto de detectores no permite en sí misma
eliminar los inconvenientes recordados más arriba del procedimiento
de examen termográfico de un material.
El objetivo de la invención es por tanto proponer
un procedimiento de examen fototérmico de un material, que consiste
en realizar el calentamiento de una zona de calentamiento en la
superficie de una pieza constituida por el material, por un medio
de aportación de calor y la detección de un flujo radiado por la
superficie de la pieza en una zona de detección a una cierta
distancia de la zona de calentamiento, y el desplazamiento relativo
de la zona de calentamiento y de la zona de detección en la
superficie de la pieza según una trayectoria de barrido definida,
permitiendo este procedimiento evitar los inconvenientes de los
procedimientos de la técnica anterior que han sido descritos
anteriormente.
A este fin, para la detección del flujo radiado
por la zona de detección cuya posición varía con la posición de la
zona de calentamiento, se selecciona, por unos medios electrónicos,
de entre un conjunto de detectores constituido por una matriz de
detectores que tienen la forma de una red cuadrada o rectangular que
comprende unas líneas y unas columnas de detectores, un grupo de
detectores constituido por lo menos por una parte de una línea,
columna o diagonal de inclinación apropiada del conjunto de
detectores cuya posición se elige de manera que reciban un flujo
radiado por la zona de detección de la superficie de la pieza y
para aumentar la relación señal/ruido del examen fototérmico, y se
utilizan unos medios electrónicos de explotación de las señales
tales que las señales de cada uno de los detectores del grupo de
detectores pueden ser tratadas de manera independiente.
A fin de hacer comprender mejor la invención, se
describirán ahora, a título de ejemplos, varios modos de
realización de un procedimiento y de un dispositivo de examen
fototérmico según la invención, de manera comparativa con un
procedimiento y un dispositivo de examen fototérmico según la
técnica conocida.
La figura 1 es una vista en perspectiva
esquemática de una pieza de un material sobre el cual se efectúa un
examen fototérmico.
La figura 2 es una representación esquemática de
un dispositivo de examen tal como una cámara fototérmica.
La figura 3 es un esquema que muestra la
realización de un procedimiento de examen fototérmico según la
técnica anterior con un barrido de una superficie de una pieza por
unas zonas de tipo puntual.
La figura 4 es una vista esquemática análoga a la
vista de la figura 3 relativa a la realización del procedimiento de
examen fototérmico según la invención.
La figura 5A y 5B son unas vistas esquemáticas
relativas a la realización del procedimiento de la invención, con
ajuste del offset entre las zonas de calentamiento y de
detección.
Las figuras 6A, 6B y 6C se refieren a la
realización del procedimiento según la invención por barrido de la
superficie de una pieza con ajuste del offset entre las zonas de
calentamiento y de medición en función del sentido de barrido.
Las figuras 7A y 7B se refieren a la realización
del procedimiento de la invención con un offset entre unas zonas de
calentamiento y de medición puntuales que tiene una dirección
diferente a la dirección del barrido.
La figura 8 se refiere a la realización del
procedimiento de la invención con un barrido oblicuo y la
utilización de una línea oblicua de detectores de la matriz de
detectores.
Las figuras 9A, 9B, 9C, 9D y 9E se refieren a la
realización del procedimiento de la invención en modo puntual con
ajuste del offset entre las zonas puntuales de calentamiento y de
detección, en dirección, amplitud y signo.
La figura 10 es una vista de un dispositivo según
la invención que permite realizar un calentamiento de la pieza a
examinar en una zona de forma alargada.
La figura 11 presenta un montaje óptico para
realizar la alineación de los flujos de calentamiento y de
detección en un dispositivo según la invención.
La figura 12 es una representación esquemática de
un dispositivo que permite ajustar el enfoque de un haz de
calentamiento de una pieza y del flujo detectado, durante el
barrido de la pieza.
La figura 13 es una representación esquemática de
un dispositivo de barrido interno para realizar el control de
piezas mantenidas en posición fija.
Las figuras 14A y 14B son unas representaciones
esquemáticas de dispositivos según la invención en los que el
barrido es realizado por desplazamiento de la pieza a examinar.
La figura 15 es una representación esquemática de
un dispositivo según la invención con barrido interno y externo
para el control de piezas de geometría cualquiera.
La figura 16 es una representación esquemática de
un dispositivo según la invención con barrido interno y externo
para el control de piezas fijas de revolución.
Las figuras 17A y 17B son unas representaciones
esquemáticas de dispositivos según la invención con barrido interno
y externo equipados con medios de desplazamientos de piezas a
examinar.
Las figuras 18A y 18B se refieren a la
realización del procedimiento según la invención con una sola barra
de detectores.
En la figura 1, se ha representado una pieza 1
constituida por un material del cual se quiere realizar el examen
fototérmico cuya forma general es paralelepipédica rectangular y
que presenta una superficie plana 1a sobre la cual se realiza el
calentamiento del material de la pieza 1 en una zona 2 de la
superficie 1a por aportación de calor, por ejemplo en forma de un
haz láser, como se ha representado esquemáticamente por la flecha
4. Utilizando un detector, se detecta el flujo radiado por una zona
de detección 3 de la superficie 1a, como se ha representado
esquemáticamente por la flecha 5. La zona de calentamiento 2, y la
zona de detección 3 están desplazadas una con respecto a la otra
sobre la superficie 1a y separadas por una distancia d denominada
offset.
Para realizar el examen de la pieza 1, se efectúa
un barrido de la superficie 1a, desplazando la zona de
calentamiento 2 y la zona de detección 3 de forma síncrona, sobre
la superficie 1a, como se ha indicado por la flecha 6 paralelamente
o no al desplazamiento entre la zona de calentamiento y la zona de
detección. El barrido se realiza línea por línea, siendo el sentido
del desplazamiento invertido para cada una de las líneas sucesivas
(configuración "almena") o idéntica (configuración
"peine").
En la figura 2, se ha representado de forma
esquemática un dispositivo de examen fototérmico de la pieza 1, con
barrido de la superficie 1a de la pieza según unas líneas de
barrido sucesivas, como se ha representado a título de ejemplo en
la configuración "almena" por las flechas 7, sobre la cara 1a
de la pieza 1.
El dispositivo comprende una fuente láser 8
asociada a unas lentes de enfoque 9 y a un sistema de barrido 10
constituido por unos espejos pivotantes motorizados.
Las lentes de enfoque 9 permiten enfocar el haz
láser 11 que proviene de la fuente láser 8 sobre la superficie 1a
de la pieza 1, al nivel de la zona de calentamiento 2. El sistema
de barrido 10, constituido por los espejos pivotantes motorizados,
permite desplazar la zona de calentamiento 2 según la trayectoria de
barrido 7 sobre la superficie 1a de la pieza 1. Además, el sistema
de barrido permite hacer llegar, en cada instante, a un
monodetector infrarrojo 12, por medio de un sistema óptico de
recogida y de enfocado infrarrojo 13, la radiación infrarroja
emitida por una zona de detección 3, que puede estar ligeramente
desplazada con respecto a la zona de calentamiento 2.
A la salida del monodetector infrarrojo 12, las
señales producidas por el monodetector representativas de la
irradiación infrarroja emitida por la zona de detección son
amplificadas por un amplificador 14 y después transmitidas a una
unidad 15 de adquisición y de sincronización de las señales y de
construcción de una imagen que representa las variaciones de las
propiedades térmicas locales de la superficie 1a.
La imagen elaborada por la unidad 15 es
representada sobre una pantalla 16. En el caso de la presencia de
un defecto 17 o de una variación de propiedades térmicas en el
material de la pieza 1, el defecto 17 se hace visible en 17' sobre
la pantalla 16 del dispositivo fototérmico o cámara fototérmica.
La unidad 15 está conectada a una unidad 18 de
mando del sistema de barrido 10 de manera que realice la
sincronización del sistema de barrido con el sistema de adquisición
de las señales.
En la figura 3, se ha representado de forma
esquemática la superficie 1a de la pieza sobre la cual se realiza
un barrido por desplazamiento de una zona puntual de calentamiento
2 correspondiente a la zona de enfocado de un haz láser y de una
zona de detección puntual 3 cuya radiación infrarroja es detectada
por el monodetector 12.
Como es visible en la figura 3, se realiza un
barrido línea por línea de manera que cubra la totalidad de la
superficie 1a de la pieza en el curso del barrido. Para cada una de
las posiciones de las zonas de calentamiento 2 y de detección 3, se
realiza la adquisición de un píxel de la imagen fototérmica de la
superficie 1a. Como se ha indicado más arriba, se obtiene, en este
caso que corresponde a las disposiciones según la técnica anterior,
una productividad muy baja de la medición debido a que es necesario
efectuar un barrido completo de la superficie 1a de la pieza a
inspeccionar y que las velocidades de barrido para obtener unas
señales aceptables a la salida del monodetector 12 pueden estar
limitadas.
Además, el offset, es decir el desplazamiento
entre las zonas 2 y 3, debe ser ajustado de forma precisa antes de
iniciar el examen de la superficie 1a por un ajuste mecánico fino
de la posición del detector 12 o del sistema óptico 13 en un plano
paralelo a la superficie 1a. El offset ente las zonas 2 y 3 no puede
ser ajustado en el curso del examen y adaptado para obtener unas
señales lo más características posibles de las variaciones de las
propiedades térmicas que se busca registrar.
En la figura 4, se ha representado de forma
esquemática un ejemplo de aplicación de un procedimiento según la
invención.
El procedimiento según la invención se aplica
para realizar el examen termográfico de una superficie 1a de una
pieza de un material sobre el cual se efectúa un control no
destructivo o una medición de las propiedades térmicas.
A diferencia del ejemplo de aplicación de un
procedimiento de examen termográfico según la técnica anterior
representado en la figura 3, se utiliza para realizar la detección
de una radiación emitida por una zona de detección de la superficie
1a, en lugar de un monodetector, tal como el monodetector 12
representado en la figura 3, una matriz de detectores 20, es decir
un conjunto de detectores infrarrojos unitarios cuya superficie
sensible tiene la forma de un cuadrado o de un rectángulo de
pequeñas dimensiones, dispuestos según una red de mallas
ortogonales que presenta N columnas y M líneas.
El número de columnas N y el número de líneas M
de la matriz 20 pueden estar comprendidos entre 1 y varios
centenares (por ejemplo 512). Los números pueden ser fijados
independientemente uno del otro.
El procedimiento según la invención consiste,
como en el caso de los procedimientos según la técnica anterior, en
desplazar, sobre la superficie 1a de la pieza de la que se realiza
el examen, una zona de calentamiento 22 y una zona de detección 23,
de manera que barran el conjunto de la superficie 1a y para captar
y medir la radiación emitida por la zona de detección 23 con la
ayuda de detectores infrarrojos.
Es conocido, como se ha indicado más arriba,
realizar la detección utilizando un monodetector y unas zonas de
calentamiento y de detección de tipo puntual. Es conocido también
utilizar una matriz completa de detectores para observar la
evolución de la temperatura sobre la superficie completa de una
pieza sometida a una fuente de calor.
Con respecto a estos procedimientos conocidos, el
procedimiento de la invención realiza un barrido de la superficie
1a de la pieza por unas zonas de calentamiento 22 y de detección 23
y la detección de la radiación emitida por la zona de detección 23
que se desplaza por la superficie de la pieza 1a por un grupo de
detectores 21 yuxtapuestos de la matriz de detectores 20.
En el caso del modo de realización representado
en la figura 4, el grupo 21 de detectores yuxtapuestos de la matriz
de detectores 20 constituye una parte de una columna de esta matriz
de detectores 20 que comprende n detectores yuxtapuestos. Como se
explicará más adelante, la posición de la columna de detectores se
elige cuidadosamente en el interior de la matriz 20, para realizar
la detección en condiciones ideales.
El conjunto de detectores elegidos puede ser
dispuesto tanto según una columna, una línea o una diagonal de
pendiente cualquiera.
Las señales de cada uno de los detectores que han
sido elegidos pueden ser tratadas de forma independiente.
Debido a la utilización de un conjunto de
detectores, es posible utilizar unas zonas de calentamiento 22 y de
detección 23 alargadas y no ya puntuales. Estas zonas alargadas 22
y 23 cubren una cierta longitud de la superficie de la muestra 1a
que corresponde a la imagen proporcionada por explotación de las
señales de los detectores, en forma de n pixeles.
El barrido de la superficie 1a por las zonas 22 y
23 alargadas, como se ha esquematizado por la flecha 24, permite
cubrir, en cada uno de los desplazamientos en el sentido de la
flecha 24 según la longitud de la superficie 1a, una banda 25 de la
superficie cuya anchura corresponde a n pixeles de la imagen. Se
puede realizar así un barrido completo de la superficie 1a de la
pieza por bandas sucesivas 25 cuya área puede ser varios centenares
de veces mayor que el área de una línea de barrido cuando se
utiliza una zona puntual 2, 3 y un monodetector 12.
La longitud del grupo 21 de detectores de la
matriz 20 que aseguran la detección de la radiación emitida por la
zona de detección 23 se elige en función de las características de
la pieza de la cual se realiza el examen. Se elegirá una longitud
de la línea de detectores 21 importante, en el caso de una pieza de
grandes dimensiones y una longitud más reducida en el caso de una
pieza de pequeñas dimensiones o que tiene una geometría
complicada.
En las figuras 5A y 5B, se han representado de
forma esquemática dos variantes de utilización del procedimiento
según la invención, de manea que se ajuste el offset entre la zona
de calentamiento 22 y la zona de detección 23, es decir la
distancia que separa estas dos zonas en la dirección de la línea o
banda de barrido 25, sin tener que efectuar ajuste mecánico del
medio de aportación de calor, del medio de detección, o de sus
ópticas.
En la figura 5A, para realizar la detección de la
radiación emitida por la zona 23, se utiliza una primera columna de
detectores 21 de la matriz de detectores 20, de manera que el
desplazamiento entre las zonas 22 y 23 presente un primer valor
positivo tomando como sentido positivo el sentido de la flecha
24.
En la figura 5B, se ha mostrado que utilizando
una segunda columna de detectores 21' distinta de la columna 21 en
la matriz de detectores 20, se fija el desplazamiento entre las
zonas 22 y 23 a un valor diferente y negativo tomando como sentido
positivo el sentido de la flecha 24.
Es por tanto posible por un simple ajuste
electrónico o "lógico" del dispositivo de detección, optimizar
de forma instantánea el ajuste del desplazamiento de manera que se
obtenga la mejor relación señal/ruido posible, cuando tienen lugar
ajustes efectuados antes de la inspección de una pieza o de una
serie de piezas.
Como es visible en las figuras 6A, 6B y 6C, es
también posible aplicar un procedimiento con doble barrido de la
superficie 1a, es decir un procedimiento en el cual se realiza
sucesivamente el barrido de cada una de las bandas 25 en un primer
sentido (sentido de la flecha 24) y en un segundo sentido opuesto
(sentido de la flecha 24').
Un procedimiento de este tipo con doble barrido,
que constituye el objeto de una solicitud de patente presentada el
mismo día que la presente solicitud de patente, permite por
sustracción punto por punto de las señales o de las imágenes
obtenidas por termografía para el primer y el segundo sentidos de
barrido, respectivamente, eliminar las variaciones de emisividad o
de absorbidad de la superficie 1a, corriendo el riesgo de
enmascarar las variaciones de la difusión térmica en el material de
la pieza, sobre las cuales descansa el examen o el control
fototérmico de la pieza.
En la figura 6A, se ve que la elección de un
primera columna de detectores 21a de la matriz de detectores 20
permite fijar el offset entre las zonas 22 y 23 a un primer valor,
cuando tiene lugar el desplazamiento de las zonas 22 y 23 en el
sentido de la flecha 24 o sentido ida del barrido.
Como es visible en la figura 6B, es posible,
cuando tiene lugar el desplazamiento de las zonas 22 y 23 en el
segundo sentido de desplazamiento dado por la flecha 24', que
corresponde al sentido de retorno del barrido, fijar el offset a un
valor idéntico en amplitud y en signo al valor cuando tiene lugar el
desplazamiento en el sentido de ida, eligiendo una segunda columna
de detectores 21b en la matriz de detectores 20. Dicha modificación
del offset entre los trayectos ida y retorno tiene por objeto la
eliminación de las informaciones inoportunas o aumentar la relación
señal/ruido de la inspección.
Como es visible en la figura 6C, cuando tiene
lugar el desplazamiento en el sentido del retorno 24', es posible
modificar a la vez la amplitud y el signo del desplazamiento entre
la ida y la retorno, eligiendo una tercera columna de detectores
21c de la matriz de detectores 20.
Como es visible en las figuras 7A y 7B, es
posible, utilizando el procedimiento de la invención, eligiendo un
detector particular de la matriz de detectores, realizar el examen
de la superficie 1a de la pieza en modo puntual, es decir de tal
manera que la zona de detección 23 corresponda a un solo píxel de la
imagen termográfica obtenida por barrido de la superficie. Un píxel
corresponde a un elemento de la matriz.
La utilización de una matriz de detectores y la
elección de un detector particular en la matriz de detectores
permite realizar, como es visible en las figuras 7A y 7B, el
barrido según la dirección 24 con una zona de detección 23
dispuestas de forma tal que el offset entre las zonas 22 y 23 sea
llevado por una dirección que forma un ángulo \theta con la
dirección de barrido 24. Este modo de realización del examen
termográfico que no es posible en el caso de la utilización de un
monodetector, permite mejorar la imagen termográfica cuando la
superficie 1a de la pieza presenta un estado de superficie que hace
menos eficaz el procedimiento de control por doble barrido.
Como es visible en la figura 8, es posible
modificar la dirección del eje de barrido 24 y, por tanto, la
dirección de las bandas 25 en la superficie de la pieza 1a y elegir
un grupo de detectores 21 de la matriz de detectores 20 constituida
por detectores que definen unas filas rectilíneas dispuestas de
manera totalmente cualquiera sobre la matriz de detectores. La
dirección de barrido puede ser fijada o modificada en cualquier
instante para ser establecida en una dirección cualquiera de la
superficie 1a. Se puede así efectuar un ajuste de orientación de la
dirección de barrido con una latitud de 360º.
Este ajuste o esta modificación de la dirección
de barrido puede ser realizado tanto en el caso de funcionamiento
en modo línea, es decir con zonas de calentamiento y de detección
22 y 23 alargadas y utilizando una línea de detectores, como en
modo puntual, es decir con unas zonas de calentamiento y de
detección que corresponden a un solo píxel de la imagen
termográfica.
En las figuras 9A y 9E, se han representado
diversas posibilidades de ajuste de la dirección de barrido 24 de
la superficie de la pieza y del offset entre las zonas de
calentamiento 22 y de detección 23, en el caso de un funcionamiento
en modo puntual.
Como es visible en las figuras 9A y 9B, las zonas
puntuales 22 y 23 pueden estar alineadas según una dirección que
forma un ángulo \theta con la dirección de barrido. En este caso,
el offset puede ser ajustado en dirección y en amplitud.
Como es visible en las figuras 9C y 9D, el offset
puede ser dirigido en el sentido del barrido dado por la flecha 24
o en el sentido inverso.
Como es visible en la figura 9E, las zonas
puntuales 22 y 23 pueden estar alineadas según una dirección
prácticamente perpendicular a la dirección de barrido 24.
En todos los casos, el offset puede ser también
ajustado en amplitud además de ajustado en dirección.
El procedimiento según la invención debido a la
utilización de una matriz de detectores y de un barrido de una
superficie de la pieza a examinar permite, por tanto, disponer de
numerosos medios para mejorar la relación señal/ruido, ya sea el
examen realizado en modo línea o en modo puntual, en barrido simple
o en barrido doble. Estos medios son, en particular, el ajuste del
offset entre las zonas de calentamiento y de detección, en signo,
en valor y en dirección angular.
Como se ha indicado más arriba, el procedimiento
según la invención permite también realizar el examen utilizando
una distribución de la intensidad del láser de calentamiento
diferente de una zona de tipo gaussiano circular. El procedimiento
y el dispositivo según la invención que utiliza una matriz de
detectores y un barrido de la superficie permite utilizar una zona
de calentamiento de tipo lineal que tiene por ejemplo la forma de
una línea o de una elipse. Se puede también utilizar una zona de
calentamiento de forma anular.
En la figura 10, se ha representado
esquemáticamente un dispositivo que permite realizar un barrido de
la superficie 1a de la pieza o muestra con una zona de
calentamiento 22' que tiene la forma de una elipse alargada.
El dispositivo comprende una fuente láser 26,
unos medios ópticos de enfoque 27 del haz láser 28, unos medios
ópticos de formación de una zona lineal 29 que reciben la radiación
láser, sobre un soporte 30 que puede estar orientado en 180º
alrededor del eje óptico 31 del dispositivo y un diafragma 32 de
ajuste de la abertura.
Los medios ópticos 27 de enfoque y de formación
de la línea 29 sobre el soporte 30 pueden estar montados sobre unos
soportes distintos y, en este caso, el soporte del medio óptico de
enfoque 27 es mantenido fijo mientras que el soporte de los medios
de formación de la línea 29 está montado móvil en rotación, como se
ha indicado por la flecha 33. Pueden estar montados también sobre un
soporte común que está entonces montado móvil en rotación alrededor
del eje óptico 31.
Se puede así orientar la zona de calentamiento
lineal 22' en una dirección cualquiera alrededor del eje 31, siendo
esta dirección elegida en función de la dirección del barrido de la
superficie 1a.
Se puede también, gracias al diafragma 32,
ajustar la longitud de la zona de calentamiento 22', desde el valor
nulo hasta un valor máximo determinado por la abertura máxima del
diafragma 32.
Regulando la longitud de la zona de calentamiento
22' a un valor sensiblemente igual a la anchura de esta línea de
calentamiento, se puede realizar un examen en modo puntual. Para
aumentar la densidad de potencia del calentamiento, en el caso de
un funcionamiento en modo puntual, es posible suprimir los medios
ópticos de formación de la línea 29. Desde luego, los medios de
ajuste de orientación de la línea 29 y de ajuste de la abertura del
diafragma pueden estar motorizados.
En la figura 11, se ha representado un montaje
óptico que permite transmitir el haz de calentamiento 35 y
recuperar el haz de detección 36 sobre la superficie de la muestra
1a, con un rendimiento muy bueno y de manera que los haces sean
colineales sobre la parte de su trayecto óptico que intercepta la
pieza a inspeccionar.
El dispositivo comprende una lámina
semireflectante o lámina dicroica 34 que está interpuesta sobre el
camino del haz de calentamiento 35 que proviene de una fuente
láser, de manera que refleje este haz sobre la superficie 1a de la
pieza a examinar, con un coeficiente de reflexión elevado. La
lámina dicroica 34 permite también transmitir, con un coeficiente
de transmisión elevado, el flujo infrarrojo 36 o haz de detección
emitido por la superficie de la muestra 1a, teniendo los haces 35 y
36 un camino óptico común entre la superficie 1a de la pieza o
muestra y la lámina dicroica 34.
La lámina dicroica podría también transmitir el
rayo láser y reflejar el flujo IR de detección. En este caso, la
disposición del láser y la disposición del detector están
invertidas.
Cuando la pieza 1 presenta una forma compleja, la
superficie 1a de esta pieza sobre la cual se realiza el barrido
puede presentar unas zonas sucesivas cuya distancia a los medios
ópticos de calentamiento y de detección puede variar de forma
importante. En este caso, durante el barrido, es necesario hacer
variar el ajuste o la posición de los dispositivos de calentamiento
y de detección.
En la figura 12, se ha representado un
dispositivo que comprende unos medios de condicionado de la posición
de los medios ópticos de calentamiento o de excitación 39 y unos
medios ópticos de detección 40 de la distancia entre la zona de la
superficie 1a en la cual se realiza el barrido y estos medios
ópticos. La medición de distancia se realiza por un medidor 37 que
puede ser un telémetro, un interferómetro o un captador de distancia
por triangulación. El eje óptico del medidor de distancia 37 se
hace colineal con el eje óptico de la óptica de excitación 39 y con
el eje óptico de los medios de detección 40.
La información referente a la distancia medida
por el medidor de distancia 37 es transmitida a unos medios
electrónicos de condicionado 38 que aseguran el mando de una
platina 39' de desplazamiento de los medios ópticos de excitación 39
y de una platina 40' de desplazamiento de los medios de detección
infrarroja 40.
El condicionado del enfoque de los medios ópticos
de calentamiento 39 y de los medios de detección 40 puede ser
realizado en tiempo real, es decir, que para cada una de las
posiciones de las zonas de calentamiento y de medición, se efectúa
una medición de distancia por el medidor de distancia 37 que es
transcrita en orden de posicionado para asegurar el desplazamiento
en tiempo real de los medios de calentamiento 39 y de detección 40
por las platinas de desplazamiento correspondientes 39' y 40'. Este
condicionado puede ser también efectuado en tiempo diferido, siendo
una topología de la superficie 1a de la pieza registrada cuando
tiene lugar un primer barrido utilizando el medidor de distancia
37. La información obtenida cuando tiene lugar el primer barrido es
puesta en memoria y utilizada por las platinas 39' y 40' cuando
tiene lugar un segundo barrido en el curso del cual se realiza el
examen termográfico.
En el caso de un condicionado del enfoque en
tiempo real, la alineación del haz del medidor de distancia sobre
los ejes ópticos de los medios de calentamiento 39 y de detección
40 se realiza por medio de una lámina dicroica instalada de forma
permanente sobre el paso de los haces. En el caso en que la medición
se realice en tiempo diferido, la alineación se realiza por un
simple espejo que está dispuesto sobre el trayecto del haz de
medición durante el primer barrido permitiendo la detección
topográfica de la superficie 1a, siendo este espejo a continuación
apartado durante la medición termográfica.
El condicionado de posición de los medios ópticos
de calentamiento y de detección puede también ser realizado sobre
la base de una información teórica referente a la forma de la
superficie 1a de la pieza, por ejemplo en forma de datos de
CAO.
El procedimiento y el dispositivo según la
invención que han sido descritos más arriba tienen principalmente
por interés permitir realizar el examen de materiales de
naturalezas totalmente diversas y que presentan en particular unas
propiedades térmicas muy diferentes. El procedimiento y el
dispositivo de examen según la invención se aplican también a unas
piezas que presentan unos estados de superficie cualesquiera y por
tanto unas propiedades de absorbencia y de emisividad que presentan
grandes variaciones sobre las superficies de las cuales se realiza
el examen.
En la realización del procedimiento según la
invención en modo puntual, las zonas de calentamiento pueden
presentar una forma sensiblemente cuadrada o rectangular o también
unas formas circulares o anulares. En este caso, el lado del
cuadrado o el diámetro de la zona circular presenta una longitud L
que puede estar comprendida entre 20 \mum y 10 mm.
El offset entre la zona de calentamiento y la
zona de detección puede ir de -5L a +5L en una dirección definida
por un ángulo de 0 a 360º con respecto a la dirección de barrido.
La velocidad de desplazamiento de las zonas de calentamiento y de
detección durante el barrido puede estar comprendida entre 0,1 y
100 mm/s. La longitud de la línea de barrido puede estar comprendida
entre L y 50 mm. La densidad de potencia aportada al material
inspeccionado puede ser del orden de 0,1 a 200 W/mm^{2}, en
función de la capacidad de absorción óptica, de la capacidad de
difusión térmica del material y de la velocidad de barrido.
En las figuras 13, 14A, 14B, 15, 16, 17A y 17B se
han representado, a título de ejemplos, diferentes modos de
realización de un dispositivo que permiten realizar el
procedimiento según la invención.
Los elementos correspondientes en el conjunto de
las figuras llevan las mismas referencias.
De manera general, los dispositivos comprenden
los elementos siguientes:
- -
- una fuente de radiación láser 26,
- -
- unos medios ópticos de calentamiento 39 asociados a la fuente láser y unos medios de desplazamiento 39' de estos medios de calentamiento 39,
- -
- una matriz de detectores 20,
- -
- unos medios ópticos de detección infrarrojos 40 y unos medios 40' de desplazamiento de estos medios ópticos infrarrojos,
- -
- un medidor de distancia 37,
- -
- una lámina dicroica 34 y un espejo escamoteable 34',
- -
- un diafragma 32,
- -
- un espejo de reenvío 41 del haz de calentamiento.
El haz de calentamiento es designado por la
referencia 35 y el haz de detección por la referencia 36.
La caja 43 provista de una claraboya transparente
de salida 44 permite proteger una parte por lo menos del
dispositivo óptico.
En el caso de la figura 13, la fuente de
radiación láser 26 está dispuesta en el exterior de la caja 43 y
conectada a los medios ópticos de calentamiento 39 por medio de una
fibra óptica 45.
El barrido de la superficie 1a de la muestra 1
según dos direcciones perpendiculares X e Y se realiza por un
conjunto de espejos pivotantes 42 mandados por una electrónica de
mando.
En el caso de los dispositivos representados en
las figuras 14A y 14B, el barrido de la superficie 1a de la muestra
1 se realiza por una platina 46 ó 47 de desplazamiento de la
muestra, estando el conjunto del dispositivo óptico dispuesto en el
interior de la caja 43 totalmente fijo y enviando a la superficie
1a de la muestra un haz de calentamiento 35 y recogiendo un haz de
detección 36 de dirección fija.
En el caso de la figura 14A, la superficie 1a de
la muestra es sensiblemente plana y la platina 46 realiza un
desplazamiento de la muestra 1 y de su superficie 1a según dos
direcciones X e Y perpendiculares entre sí y paralelas a la
superficie 1a de la muestra.
En el caso del dispositivo de la figura 14B, la
superficie 1a de la muestra es sensiblemente cilíndrica y la platina
47 realiza un desplazamiento de la muestra en rotación \Omega
alrededor del eje de la superficie cilíndrica 1a y en translación
en la dirección X de las generatrices de la superficie 1a, para
realizar el barrido.
En el caso de la figura 15, la fuente de
radiación 26 está dispuesta en el exterior de la caja 43 y
conectada a los medios ópticos de calentamiento 39 por medio de una
fibra óptica 45.
La caja 43 contiene un conjunto de espejos
pivotantes condicionados 42 cuyo mando está asegurado por una
electrónica de mando y que permiten el desplazamiento de los haces
35 y 36 en una primera dirección X de la superficie 1a de la
muestra.
La caja 43 está montada sobre una platina 49 que
permite el desplazamiento de la caja 43 y de los haces 35 y 36
paralelamente a una dirección Y de la superficie 1a de la muestra,
perpendicular a la dirección X.
En la figura 16, se ha representado un
dispositivo que permite realizar el examen de la superficie
interior 1a de una pieza tubular 1.
El conjunto de los medios ópticos está dispuesto
en el interior de la caja 43 que presenta una claraboya
transparente 44, con excepción de la fuente de radiación láser, que
está conectada por medio de una fibra óptica 45 a los medios
ópticos de calentamiento 39 dispuestos en el interior de la caja
43.
La caja 43 está montada sobre una platina 50 que
permite su desplazamiento en rotación alrededor del eje de la pieza
tubular 1 para realizar el barrido de la superficie interior 1a de
la pieza en combinación con un conjunto de espejos condicionados 42
mandados por una electrónica de mando de forma que desplacen los
haces 36 en la dirección X de las generatrices de la superficie
interior 1a de la pieza 1.
En las figuras 17A y 17B, se han representado dos
dispositivos cuyo conjunto de los elementos ópticos está dispuesto
en el interior de la caja 43 que comprende una claraboya de salida
transparente 44. La caja 43 está fija y contiene un conjunto de
espejos condicionados 52 que permiten desplazar los haces 35 y 36 en
una dirección X de la superficie 1a de la muestra 1, para realizar
el barrido.
En el caso del dispositivo representado en la
figura 17A, una platina 51 permite desplazar la muestra 1a en una
dirección Y perpendicular a la dirección X.
En el caso del dispositivo representado en la
figura 17B, la pieza o muestra 1 presenta una forma cilíndrica y
una platina 53 permite hacer pivotar la pieza 1 alrededor de su
eje, para realizar el barrido según \Omega en combinación con el
sistema de espejos condicionados 52 que desplazan los haces 35 y 36
en la dirección X que es paralela a las generatrices de la
superficie cilíndrica 1a de la pieza 1.
Aunque un elemento característico del
procedimiento y del dispositivo según la invención esté constituido
por la utilización de una matriz de detectores, en ciertos casos,
la matriz de detectores puede reducirse a una simple alineación de
detectores que constituyen una barra de detectores.
En la figura 18A se ha representado un primer
modo de realización de un dispositivo simplificado que comprende
una simple barra de detectores 19, en lugar de una matriz de
detectores 20.
En este caso, se puede realizar un examen de la
superficie 1a de la pieza en modo puntual, siendo las zonas de
calentamiento 22 y de detección 23 realizadas en forma puntual y
proporcionando, en cada una de sus posiciones sucesivas, un píxel
de la imagen que proviene de un detector 19' de la barra de
detectores 19 en una posición particular cuya elección permite
ajustar el desplazamiento entre las zonas 22 y 23, cuando tiene
lugar un barrido por líneas esquematizado por la flecha 24. En este
caso, sólo se puede realizar el barrido en una dirección y el
desplazamiento entre las zonas de calentamiento 22 y de detección
23 puede ser ajustado en esta dirección eligiendo el detector 19' de
la barra de detectores 19 dispuesto paralelamente a las líneas de
barrido.
En la figura 18B, se ha representado la
superficie 1a de una pieza de la que se realiza el examen
termográfico en modo línea, utilizando una barra de detectores 19.
Las zonas de calentamiento 22 y de detección 23 tienen una forma
alargada y la detección se realiza a partir de una línea de
detectores 19' elegida sobre la barra de detectores 19 dispuesta
perpendicularmente a la dirección de barrido 24.
En este caso, es posible regular la longitud de
la línea correspondiente a las zonas 22 y 23 ajustando la longitud
de la línea de detectores 19' elegida en la barra de detectores 19.
Pero no es entonces posible ajustar la amplitud o el signo del
desplazamiento entre las zonas de calentamiento 22 y de detección
23.
El procedimiento y el dispositivo según la
invención permiten por tanto obtener unas imágenes termográficas de
superficies de pieza de forma cualquiera con una duración de
realización reducida, lo que hace el procedimiento aplicable a unas
piezas que tengan superficies importantes.
Además, el procedimiento y el dispositivo según
la invención permiten adaptar el desplazamiento entre la zona de
calentamiento y la zona de detección y la distribución espacial del
láser, de manera que se obtenga, en función de las características
geométricas o físicas de la pieza o de la presencia de defectos en
esta pieza, una relación señal/ruido lo más favorable posible.
El procedimiento y el dispositivo según la
invención pueden ser adaptados a unas piezas que tengan unas
superficies de forma cualquiera.
La invención se aplica de manera general al
examen termográfico de cualquier pieza cualquiera que sea el
material constitutivo de esta pieza.
Claims (18)
1. Procedimiento de examen fototérmico de un
material, que consiste en realizar el calentamiento de una zona de
calentamiento (2, 22) en la superficie (1a) de una pieza (1)
constituida por material, por un medio de aportación de calor (11,
35) y la detección de un flujo (36) radiado por la superficie (1a)
de la pieza (1) en una zona de detección (3, 23) a una cierta
distancia de la zona de calentamiento (2, 22), y el desplazamiento
relativo de la zona de calentamiento (2, 22) y de la zona de
detección (3, 23) en la superficie (1a) de la pieza (1) según una
trayectoria de barrido definida, caracterizado porque, para
la detección del flujo (36) radiado por la zona de detección (3, 23)
cuya posición varía con la posición de la zona de calentamiento (2,
22), se seleccionan, por unos medios electrónicos, entre un
conjunto de detectores (19, 20) constituido por una matriz de
detectores que tiene la forma de una red cuadrada o rectangular que
comprende unas líneas y unas columnas de detectores, un grupo (21)
de detectores constituido por lo menos por una parte de una línea,
columna o diagonal de inclinación apropiada del conjunto de
detectores (20) cuya posición se elige de manera que reciba un
flujo radiado por la zona de detección (3, 23) de la superficie
(1a) de la pieza (1) y para aumentar la relación señal/ruido del
examen fototérmico, y se utilizan unos medios (15, 16) electrónicos
de explotación de las señales tales que las señales de cada uno de
los detectores del grupo de detectores (21) pueden ser tratadas de
manera independiente.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la zona de calentamiento (22) y la zona
de detección (23) tienen la forma de líneas y son desplazadas,
cuando tiene lugar el barrido, en una dirección (24) que les es
perpendicular.
3. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el
desplazamiento entre la zona de calentamiento (22) y la zona de
detección (23) en la dirección de barrido (24) es ajustado eligiendo
por lo menos un detector en una barra de detectores (19) o una fila
de detectores (21) en una matriz de detectores (20).
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque se ajusta el valor y el signo del
desplazamiento entre la zona de calentamiento (22) y la zona de
detección (23) de forma electrónica.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la longitud de la zona de detección
(23) es ajustada de forma electrónica eligiendo el número de
detectores del grupo (21) de los detectores.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque el barrido se
realiza según unas líneas de barrido (25), en un primer sentido, y
después en un segundo sentido opuesto al primero, para cada una de
las líneas de barrido (25) y porque el desplazamiento entre la zona
de calentamiento (22) y la zona de detección (23) es ajustado por la
elección de un primer detector o de una primera fila de detectores
(21a) durante el barrido en el primer sentido de barrido y por la
elección de un segundo detector o de una segunda fila de detectores
(21b) cuando tiene lugar el desplazamiento de las zonas de
calentamiento (22) y de detección (23) en el segundo sentido de
barrido.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque se modifican el valor y el signo del
desplazamiento entre la zona de calentamiento (22) y la zona de
detección (23) entre dos desplazamientos de barrido en sentidos
diferentes.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el
desplazamiento entre la zona de calentamiento (22) y la zona de
detección (23) está en una dirección que forma un ángulo \theta
con la dirección de barrido (24), estando el ángulo \theta
comprendido entre 0º y 360º.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se desplazan
las zonas de calentamiento (22) o de detección (23), cuando tiene
lugar el barrido, en una dirección no paralela a unas líneas o unas
columnas del conjunto de detectores que constituyen una matriz (20)
y porque se eligen unos detectores adyacentes de la matriz de
detectores (20), dispuestos según unas columnas y unas líneas
diferentes de la matriz de detectores (20).
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el medio de
aportación de calor a la superficie (1a) de la muestra es un haz
láser (35) y porque se ajusta durante el barrido el enfoque del haz
láser (35) y de un haz (36) radiado por la superficie (1a) de la
pieza en la zona de detección (23), por unos medios ópticos de
calentamiento (39) y de detección (40), en función de una medición
de la distancia entre los medios ópticos de calentamiento (39) y de
detección (40) y la zona de detección (23) de la superficie (1a) de
la pieza (1) en la cual se realiza el examen óptico.
11. Dispositivo de examen fototérmico de un
material que comprende un medio de calentamiento (26) de una zona de
calentamiento (22) de la superficie (1a) de una pieza (1)
constituida por el material, unos medios de detección (20) de un
flujo (36) radiado por la superficie (1a) de la pieza (1) en una
zona de detección (23), unos medios de barrido (10, 42, 46, 47, 49,
50, 51, 52, 53) para el desplazamiento de la zona de calentamiento
(2, 22) y de la zona de detección (3, 23) según toda la superficie
(1a) de la pieza (1), así como unos medios (15, 16) electrónicos de
explotación de señales de los medios de detección (20) del flujo
radiado que permiten construir una imagen termográfica de la
superficie (1a) de la pieza (1), caracterizado porque los
medios de detección de las señales están constituidos por un grupo
(21) de detectores elegidos en un conjunto de detectores que
constituyen una matriz (20) o una barra (19) de detectores y porque
los medios (15, 16) electrónicos de explotación de las señales son
tales que las señales de cada uno de los detectores del grupo de
detectores (21) pueden ser tratadas de forma independiente.
12. Dispositivo según la reivindicación 11, en el
cual el medio de calentamiento (26) de la zona de calentamiento
(22) es una fuente de radiación láser asociada a unos medios
ópticos (39) que permiten realizar el enfoque del haz láser (35)
que proviene de la fuente de radiación (26) sobre la superficie (1a)
de la pieza (1) y el flujo radiado por la zona de detección (23) de
la superficie (1a) de la pieza es una radiación infrarroja cuyo
enfoque está asegurado por unos medios de enfoque (13, 40),
caracterizado porque comprende además un medidor (37) de la
distancia entre los medios ópticos (9, 39) de enfoque del haz láser
y la superficie (1a) de la pieza (1) y de la distancia entre los
medios de enfoque (13, 40), de la radiación infrarroja y la
superficie (1a) de la pieza (1), y unos medios de condicionado en
tiempo real de los medios ópticos de enfoque a los medidores de
distancia.
13. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 y 12, en el cual el medio de calentamiento (26)
de la zona de calentamiento (22) es una fuente de radiación láser
asociada a unos medios ópticos (39) que permiten realizar el
enfoque del haz láser (35) que proviene de la fuente de radiación
(26) sobre la superficie (1a) de la pieza (1) y el flujo radiado
por la zona de detección (23) de la superficie (1a) de la pieza es
una radiación infrarroja cuyo enfoque está asegurado por unos medios
de enfoque (13, 40), caracterizado porque comprende además
un medidor (37) de la distancia entre los medios ópticos (39) de
enfoque del haz láser y la superficie (1a) de la pieza (1) y de la
distancia entre los medios de enfoque (13, 40) de la radiación
infrarroja y la superficie (1a) de la pieza (1), y unos medios de
puesta en memoria de las distancias medidas por el medidor (37)
durante el barrido de la superficie (1a) de la pieza (1) y de mando
de los medios de enfoque en tiempo diferido a partir de las
distancias puestas en memoria.
14. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque los medios de
barrido comprenden unos medios ópticos y unos medios de
desplazamiento mecánico (46, 47, 51, 53) de la pieza (1).
15. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque los medios de
barrido comprenden a la vez unos medios ópticos (42, 52) y unos
medios de desplazamiento mecánico (49, 50) de medios de emisión de
un haz de calentamiento (35) de la superficie (1a) de la pieza y de
recepción de un haz (36) radiado por una zona de detección (3, 23)
de la superficie (1a) de la pieza (1).
16. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque comprende una
lámina semirreflectante (34) para reflejar un haz de calentamiento
(35) hacia la superficie (1a) de la pieza (1) y transmitir un haz
(36) radiado por la zona de detección (3, 23) de la superficie (1a)
de la muestra hacia los medios de detección (19, 20).
17. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 16, en el cual el medio de calentamiento es
una fuente de radiación (26) asociada a unos medios ópticos de
enfoque (27), caracterizado porque los medios ópticos de
enfoque (27) están previstos para extender la radiación de la
fuente (26) según una línea o elipse alargada (29) y porque están
previstos unos medios (30, 32) para ajustar la longitud y la
orientación de la línea o elipse alargada (29).
18. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque la fuente de
radiación (26) está conectada a los medios ópticos de enfoque (39)
por una fibra óptica (45).
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