ES2244035T3 - Deteccion de la homogeneidad de la mezcla de colores. - Google Patents
Deteccion de la homogeneidad de la mezcla de colores.Info
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Abstract
SE EXPONE UN APARATO (10) PARA DETECTAR LA HOMOGENEIDAD DE LOS COLORES MEZCLADOS DE UNA MEZCLA (24) QUE TIENE UNA PRIMERA Y UNA SEGUNDA PORCION DE MEZCLA E INCLUYE UNA PLACA (12) TRANSMISORA DE LUZ PARA SOSTENER LA MEZCLA, UNA FUENTE DE LUZ (14) PARA EMITIR UN RAYO DE LUZ Y UN SENSOR DE COLOR (16), ACOPLADO OPTICAMENTE A LA FUENTE DE LUZ (14). UN CONJUNTO DE ILUMINACION (18) TIENE UN PRIMER EXTREMO (36) ACOPLADO OPTICAMENTE A LA FUENTE DE LUZ (14) Y UN SEGUNDO EXTREMO (40) ACOPLADO OPTICAMENTE A LA PLACA DE TRANSMISION DE LUZ (12), Y DISPUESTO NORMALMENTE A LA MISMA, DE MANERA QUE ILUMINE CON EL RAYO DE LUZ LA MEZCLA COLOCADA EN LA PLACA (12). SE PROPORCIONA AL MENOS UN CONJUNTO DE DETECCION (20), QUE TIENE UN PRIMER EXTREMO DISPUESTO ADYACENTE A LA PLACA DE TRANSMISION DE LUZ (12), A FIN DE DETECTAR LA REFLEXION DIFUSA PROCEDENTE DE LA MEZCLA ILUMINADA. A CONTINUACION, EL SENSOR DE COLOR (16) RECOGE LA LUZ REFLECTANTE DIFUSA PROCEDENTE DE LAS MEZCLAS PRIMERA Y SEGUNDA DE MATERIALES, Y TRANSFORMA LA LUZ REFLEJADA DIFUSA EN SEÑALES DE TRES COLORES, A FIN DE DETERMINAR LA HOMOGENEIDAD LOCAL Y GLOBAL DE LAS PORCIONES PRIMERA Y SEGUNDA DE MEZCLA DE MATERIALES.
Description
Detección de la homogeneidad de la mezcla de
colores.
Esta solicitud se refiere en general a la mezcla
de colores, y en particular se refiere a la detección de la
homogeneidad de la mezcla de colores.
Los materiales plásticos modernos han encontrado
un amplio abanico de mercados y una variedad de aplicaciones de
diversos campos de fabricación. Estos materiales plásticos ofrecen
muchas características deseables, tales como un excelente acabado,
propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas deseables, bajo coste y
una variedad de colo-
res.
res.
Normalmente, los plásticos están formados por uno
o más polímeros básicos o resinas, uno o más colorantes y otros
aditivos, Tales aditivos pueden incluir, por ejemplo, fibra de
vidrio para el refuerzo estructural, retardantes de la llama,
plastificantes y agentes de liberación de MOLD. Los plásticos se
fabrican mezclando inicialmente estos componentes para formar una
mezcla polimérica sustancialmente homogénea. A continuación, la
mezcla polimérica típicamente experimenta extrusión, o algo
similar, para formar un producto bruto, por ejemplo pastillas. Los
productos brutos se utilizan después para producir productos
poliméricos de varias formas.
Recientemente, en el campo del diseño de
polímeros, se ha producido una demanda de técnicas de mezcla de
polímeros de colores que hace posible reproducir fielmente los
colores de la mezcla. El color del producto final puede depender de
varios factores, incluidos la concentración y el tipo de colorante y
resina básica, las temperaturas usadas durante el mezclado y el
último grado de mezcla entre constituyentes alcanzado durante el
procesamiento. Por tanto, pueden producirse variaciones en el color
entre productos poliméricos a causa de numerosas razones.
Por ejemplo, el color puede variar entre
productos a causa de diferencias entre la formulación o la receta
del producto polimérico. Pueden existir variaciones en el color
entre lotes para una formulación o receta para un producto dado a
causa de las diferencias entre las máquinas. Pueden existir
diferencias entre lotes a causa de las características variables de
la materia prima, las variables condiciones de funcionamiento y las
inexactitudes y otras anomalías en el procesamiento, incluidas los
índices de velocidad.
Por lo general, el color del polímero se ajusta
manualmente ajustando la cantidad de colorante para un RUN de
producción dado. El colorante puede tomar cualquier forma
convencional que afecte al color del producto polimérico pos si solo
o en combinación con otros constituyentes. Por ejemplo, se pueden
usar pigmentos sólidos y pigmentos líquidos o colorantes para
afectar al color del producto final.
En un proceso de producción típico, el colorante
y la resina base se mezclan juntos y se combinan o extruyen en una
máquina de laboratorio para generar pastillas. A continuación, las
pastillas se moldean por inyección para obtener una placa con un
color sustancialmente uniforme, que se mide convencionalmente en un
espectrocolorímetro en el laboratorio. El color medido de la placa
se compara con un color de placa de referencia o estándar y las
diferencias entre ellos se corrigen ajustando el colorante. A
secuencia se repite hasta que el color de la placa entra dentro de
un intervalo aceptable con respecto a la placa de referencia.
A continuación una muestra de la mezcla de
colorante finalmente corregido y la resina se combinan en una
máquina a escala de producción que sigue el mismo procedimiento que
a máquina del laboratorio para producir una placa de color que de
nuevo se compara con una placa de referencia. Si es necesario, el
color en la máquina de producción se corrige de forma adecuada para
afectar a una mezcla aceptable entre la placa medida y la placa de
referencia.
Por tanto, este procedimiento requiere muchas
etapas para alcanzar un color deseado en las pastillas poliméricos,
lo que incrementa el tiempo de procesamiento y los costes. En
consecuencia, se desea mejorar el procedimiento de mezcla entre
constituyentes en la producción de un producto polimérico a partir
de resinas base y colorantes. El documento
US-A-5568266 describe un dispositivo
de control colorimétrico. El documento
US-A-4878756 describe un
procedimiento y un aparato para detectar el color.
A continuación se describirán formas de
realización de la invención a modo de ejemplo, haciendo referencia a
las figuras adjuntas, en las que:
Fig. 1 es una ilustración esquemática de una
forma de realización de la presente invención;
Fig. 2 es una ilustración esquemática de otra
forma de realización de la presente invención; y
Fig. 3 es un ejemplo de diagrama de flujo lógico
de control de acuerdo con una forma de realización de la presente
invención;
Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores 10 comprende una placa de transmisión de la luz
12, una fuente de luz 14, un detector de color 16, un ensamblaje de
iluminación 18 y al menos un ensamblaje de detección 20, como se
muestra en la Fig. 1.
La placa de transmisión de luz 12 incluye una
superficie superior 22 para la colocación de las respectivas
muestras de prueba de una mezcla de materiales 24. La placa de
transmisión de luz 12 debería ser ópticamente transparente. En una
forma de realización, la placa de transmisión de luz 12 comprende un
material de cuarzo o similar. Aunque la presente invención se
describe en la presente memoria descriptiva en relación con la
placa de transmisión de luz 12, la presente invención no se limita
a la práctica con placa de transmisión de luz 12. La presente
invención se puede implementar y utilizar en muchas otras
configuraciones. Por ejemplo, la placa de transmisión de luz 12
puede albergar en la superficie inferior de un recipiente de
almacenamiento o similar.
En una forma de realización, la placa de
transmisión de luz 12 además comprende un posicionador con múltiples
ejes 26. El posicionador con múltiples ejes 26 permite la
manipulación de la placa de transmisión de luz 12 en tres grados de
libertad; ajuste en z para manipular la altura de la placa 12
trasladada a lo largo del eje de referencia 28 y ajuste en y ajuste
en x para permitir la detección en varias regiones de una muestra
respectiva de mezcla 24. El posicionador con múltiples ejes 26
puede además comprender un control de la inclinación para nivelar la
mezcla 24 ajustando la pendiente y el ángulo de la placa 12.
La fuente de luz 14 se proporciona para emitir y
proyectar un haz de luz a la mezcla 24. La fuente de luz 14 puede
incluir cualquier fuente de luz capaz de proporcionar un espectro a
través de la región de luz visible, normalmente evitando la
fluorescencia. En una forma de realización, la fuente de luz 14
emite un haz de luz a una longitud de onda en el intervalo entre
aproximadamente 400 nm a aproximadamente 770 nm. En una forma de
realización, la fuente de luz 14 comprende una fuente de luz
halógena-tungsteno.
En una forma de realización de la presente
invención, el detector de color 16 está ópticamente acoplado, como
se describe más adelante, a la fuente de luz 14. El detector de
color 16 puede comprender un espectrómetro, un espectrofotómetro, un
espectrocolorímetro, un colorímetro espetrofotométrico, o
similares, para realizar el análisis del color en el espectro de
cualquier luz incidente que se le suministre.
El ensamblaje de iluminación 18 comprende una
primera lente 30, al menos una fibra óptica bifurcada 32 y una
segunda lente 34. La primera lente 30 está dispuesta para recibir la
luz emitida de la fuente de luz 14. La primera lente 30 comprende
una lente planoconvexa o similar. Un extremo de la fuente de luz 36
de la fibra óptica bifurcada 32 está alineado con la primera lente
30 con el fin de proporcionar un acoplamiento óptico en la fuente
de luz 14. La primera lente 30 centra el haz de luz emitido por la
fuente de luz 14, y lo inyecta hacia el extremo de la fuente de luz
36 de la fibra óptica 32. En un punto de bifurcación 38, la fibra
óptica 32 se divide en una porción de placa 40 y una porción de
detección de color 42.
La porción de la placa 40 de la fibra óptica 32
se dispone normal y se aproxima a la placa de transmisión de luz
12. La segunda lente 34 está colocada en posición adyacente a la
placa de transmisión de luz 12. El haz de luz inyectado en la fibra
óptica 32 atraviesa la porción de placa 40, es interceptado por la
segunda lente 34 y se proyecta hacia la placa de transmisión de luz
12 de forma que ilumina la mezcla muestra 24.
La porción de detección del color 42 de la fibra
óptica está óptimamente acoplada al detector del color 16, de forma
que proporciona una referencia de la señal que representa el haz de
luz emitido por la fuente de luz 14.
El ensamblaje de detección 20 comprende una
primera lente de detección 44 y una fibra óptica 46. La primera
lente de detección 44 está dispuesta adyacente a la placa de
transmisión de luz en un ángulo (\alpha) en relación con el eje
de referencia 28, de forma que detecta un reflejo difuso de la
muestra iluminada de la mezcla 24. El eje de referencia 28 está
alineado esencialmente perpendicular a la placa de transmisión de
luz 12.
En un ejemplo de la presente invención, el ángulo
(\alpha) está en el intervalo de entre aproximadamente 1º a
aproximadamente 89º. En otro ejemplo de la presente invención, el
ángulo (\alpha) está en el intervalo de entre aproximadamente 35º
a aproximadamente 55º. Un primer extremo 48 de la fibra óptica 46
está ópticamente acoplado a la primera lente de detección 44, de
forma que el reflejo difuso dirigido hacia la primera lente de
detección 44 se inyecta en el primer extremo 48 de la fibra óptica
46 y se transmite a través de la fibra óptica 46 a un segundo
extremo 50 de la fibra óptica 46, en el que el segundo extremo 50
está ópticamente acoplado al detector de color 16.
Aunque la presente invención se describe como que
incluye un único ensamblaje de detección 20, la presente invención
no está limitada a la práctica con un único ensamblaje de detección
20. La presente invención se puede implementar y utilizar con muchas
otras configuraciones. Por ejemplo, dentro de la presente invención
se pueden utilizar dos o más ensamblajes de detección 20, como se
muestra en la Fig. 1.
El detector de color 16 detecta la luz
transmitida a través de la fibra óptica 46. El detector de color 16
transforma la luz recogida de la mezcla de muestra 24 en señales
que proporcionan información sobre el color, normalmente valores
denominados L, a y b u otras señales tricolor, por ejemplo, RGB, X,
Y, Z, o similares (en lo sucesivo denominada "señal tricolor").
Para los propósitos del análisis, las señales tricolor se analizarán
en términos sistema coordinado de L, a, b, en el que la oscuridad
típicamente se denomina L, el coordinado rojo-verde
se denomina a (positivo para los colores rojos y negativo para los
colores verdes) y el coordinado amarillo-azul se
denomina b (positivo para los colores amarillos y negativo para los
colores azules). Este sistema coordinado L, a, b es un sistema para
medir el color conocido y usado en la actualidad en la materia. La
utilización del sistema coordinado L, a, b en esta solicitud es con
el objeto del análisis sólo y no es una limitación de la presente
invención. De hecho, la presente invención se puede utilizar con
cualquier sistema de medición de color conocido.
La señal tricolor generada por el detector de
color 16 proporciona información del color acerca de la luz
recogida al medir el espectro reflejado de forma difusa por la
muestra de mezcla 24 y al transformar el espectro medido en unidades
de color estándar tal como L, a y b, o similares.
De acuerdo con una forma de realización de la
presente invención, la muestra de mezcla 24 y al menos una segunda
muestra de mezcla (no se muestra) se eliminan de al menos dos
localizaciones con un vaso de mezcla de polímeros, por ejemplo, una
batidora. La primera muestra 24 se coloca en la placa de transmisión
de luz 12, como se muestra en la Fig. 1. La fuente de luz 14 emite
un haz de luz hacia la mezcla de muestra 24 a través del ensamblaje
de iluminación 18 y el reflejo difuso de la muestra 24 es detectado
por el ensamblaje de detección 20 y transmitido al detector de
color 16. El detector de color 16 recoge la luz de la mezcla de
muestra
\hbox{24 y transforma la luz recogida en una primera
señal tricolor.}
A continuación, de acuerdo con una forma de
realización de la presente invención, se desplaza la placa de
transmisión de luz con respecto al ensamblaje de iluminación 10,
normalmente mediante el posicionador de múltiples ejes 26, de forma
que se ilumina una porción diferente de la muestra de mezcla 24' y,
por tanto, el ensamblaje de detección 20 detecta un segundo reflejo
difuso de la mezcla de muestra 24 y lo transmite al detector de
color 16.
En consecuencia, el detector de color 16 detecta
la luz de la mezcla de muestra 24 y transforma la luz recogida en
una segunda señal tricolor.
Este procedimiento de manipulación de la placa de
transmisión de luz y transformación de la luz recogida en una señal
tricolor se lleva a cabo en varios puntos de la mezcla de muestra
24, normalmente en el intervalo entre aproximadamente 8 a 30
puntos.
Tras la finalización de la detección del color de
la mezcla de muestra 24, se calcula la media de las señales tricolor
procedentes de todos los puntos y se calcula la desviación típica de
las diversas señales tricolor. En consecuencia, la mezcla de
muestra 24 se caracteriza de forma única por seis valores;
L_{av}; a_{av}; b_{av}; L_{st}; a_{st} y b_{st}.
L_{av} es el coordinado de oscuridad media, a_{av} es el
coordinado rojo-verde medio, b_{av} es el
coordinado amarillo-azul medio. L_{st} es la
desviación típica de los coordinados de oscuridad, ast es la
desviación típica de los coordinados rojo-verde y
bst es la desviación típica de los coordinados
amarillo-azul.
A continuación, la mezcla de muestra 24 es
sustituida por al menos una segunda mezcla de muestra y se completa
el procedimiento descrito anteriormente para la segunda mezcla de
muestra, de forma que la segunda mezcla de muestra también se
caracteriza de forma única por seis valores: L'_{av}; a'_{av};
b'_{av}; L'_{st}; a'_{st} y b'_{st}.
A continuación, en una forma de realización de la
presente invención, la diferencia media del color (\DeltaEav)
entre las muestras respectivas se calcula utilizando la siguiente
fórmula:
\Delta E_{av}
= \sqrt{(\Delta L_{av}{}^{2} + \Delta a_{av}{}^{2} + \Delta
b_{av}{}^{2})},
donde \Deltalav=
Lav-L'av, \Deltaaav= aav-a'av, y
\Deltabav=
bav-b'av
Si el valor de (\DeltaEav) es inferior o igual
a aproximadamente 1, la mezcla se caracteriza por ser globalmente
homogénea. Si el valor de (\Deltaeav) es superior a
aproximadamente 1, por ejemplo aproximadamente dos o aproximadamente
3, la mezcla no es globalmente homogénea.
A continuación se comparan las desviaciones
típicas de las muestras respectivas. Si los valores de desviación
típica (Lst; ast; bst; L'st, a'st y b'st) son inferiores a una
cantidad predeterminada, la mezcla se caracteriza por ser localmente
homogénea. La cantidad predeterminada se satisface si los valores de
desviación típica son inferiores a aproximadamente 0,25 a
aproximadamente 2 unidades L, a, b.
La mezcla está suficientemente mezclada cuando
los valores indican que las muestras son global y localmente
homogéneas. Si los valores indican que las muestras no son global y
localmente homogéneas, el proceso de mezcla continúa ya que los
constituyentes no se han mezclado entre sí del todo.
Todo el procedimiento de determinar la
homogeneidad de una mezcla se puede llevar a cano con un controlador
eléctricamente acoplado al detector de color 16. EL controlador
comprende un conjunto de circuitos, tal como un chip microprocesador
o similares.
De acuerdo con otra forma de realización de la
presente invención, un aparato en línea para detectar la
homogeneidad de la mezcla de colores 110 comprende al menor un
primer ensamblaje de sondas 112, un segundo ensamblaje de sondas
114, una fuente de luz 116 y un detector de color 118, como se
muestra en la Fig. 2.
El primer ensamblaje de sondas 112 y el segundo
ensamblaje de sondas 114 comprenden, cada uno de ellos, una ventana
de transmisión de luz 120, una porción de un ensamblaje de
iluminación 122 y un ensamblaje de detección 124. La ventana de
transmisión de luz 120 está dispuesta en un lateral de un vaso de
mezclas 126, normalmente una batidora o similares. La ventana de
transmisión de luz 120 debe ser ópticamente transparente. En una
forma de realización, la ventana de transmisión de luz 120 comprende
un material de cuarzo o similar.
La fuente de luz 116 se proporciona para emitir y
proyectar un haz de luz a un vaso de mezclas 126. La fuente de luz
116b puede incluir cualquier fuente de luz capaz de proporcionar un
espectro a través de la región de luz visible, por le general
evitando la fluorescencia.
En una forma de realización, el detector de color
118 está ópticamente acoplado, como se describe más adelante, a una
fuente de luz 116. El detector de color 118 puede comprender un
espectrómetro, un espectrofotómetro, un espectrocolorímetro, un
colorímetro espetrofotométrico, o similares, para realizar el
análisis del color en el espectro de cualquier luz incidente que se
le suministre.
En otro ejemplo, el ensamblaje de iluminación 122
comprende una primera lente 128, al menos una fibra óptica
trifurcada 130 y al menos un par de segundas lentes 132. La primera
lente 128 se dispone para recibir la luz emitida a partir de la
fuente de luz 116. La primera lente 128 normalmente comprende una
lente planoconvexa o similar. Un extremo de la fuente de luz 134 de
la fibra óptica trifurcada 130 está alineado con la primera lente
128 con el fin de proporcionar un acoplamiento óptico en la fuente
de luz 116. La primera lente 128 centra el haz de luz emitido por
la fuente de luz 116, y lo inyecta hacia el extremo de la fuente de
luz 134 de la fibra óptica 130. En un punto de trifurcación 136, la
fibra óptica 130 se divide en una primera porción de sondas 138,
una segunda porción de sondas 140 y una porción de detección de
color 142.
La primera porción de sondas 138 y la segunda
porción de sondas 140 de la fibra óptica 130 se dispone normal y se
aproxima a las ventanas de transmisión de luz 120 del primer
ensamblaje de sondas 112 y el segundo ensamblaje de sondas 114,
respectivamente. La segunda lente 132 está colocada en posición
adyacente a la ventana de transmisión de luz 120 de ensamblaje de
sondas 112 y 114. El haz de luz inyectado en la fibra óptica 130
atraviesa la primera y la segunda porciones de sondas 138 y 140, es
interceptado por las respectivas segundas lentes 132 y se proyecta
hacia la s respectivas ventanas de transmisión de luz 120 de forma
que ilumina las porciones de una mezcla de muestra 126.
En un ejemplo, el ensamblaje de detección 124
comprende una lente 146 y una fibra óptica 148. Las lentes 146 está
colocadas adyacentes a la ventana de transmisión de luz 120 de cada
ensamblaje de sondas respectivo 112 y 114 a un ángulo (\alpha) en
relación a un eje de referencia 150, con el fin de detectar un
reflejo difuso procedente de una mezcla de muestra 144 iluminada en
una batidora 126. El eje de referencia 150 está alineado
esencialmente perpendicular a la ventana de transmisión de luz
120.
En un ejemplo de la presente invención, el ángulo
(\alpha) está en el intervalo de entre aproximadamente 1º a
aproximadamente 89º. En otro ejemplo de la presente invención, el
ángulo (\alpha) está en el intervalo de entre aproximadamente 35º
a aproximadamente 55º. Un primer extremo 152 de la fibra óptica 148
está ópticamente acoplado a la lente 146, de forma que el reflejo
difuso dirigido hacia la lente 146 se inyecta en el primer extremo
152 de la fibra óptica 148 y se transmite a través de la fibra
óptica 148 a un segundo extremo 154 de la fibra óptica 148, en el
que el segundo extremo 154 está ópticamente acoplado al detector de
color 118.
Durante la mezcla, el detector de color118 recoge
la luz de la mezcla de muestra 144 procedente del primer ensamblaje
de sondas 112 y del segundo ensamblaje de sondas 114. El detector de
color 11La luz es recogida y transformada por el detector de color
118 es señales tricolor varias veces, normalmente en el intervalo de
entre aproximadamente 8 a 30 veces.
Tras la finalización de la detección del color de
la mezcla de muestra 144, se calcula la media de las señales
tricolor procedentes de todos los puntos del ensamblaje de sondas y
se calcula la desviación típica de las diversas señales tricolor en
relación con cada punto. En consecuencia, la mezcla de muestra 144
se caracteriza de forma única por seis valores en el primer
ensamblaje de sondas 112: L_{av}; a_{av}; b_{av}; L_{st};
a_{st} y b_{st}. y seis valores en el segundo ensamblaje de
sondas 114: L_{av}; a_{av}; b_{av}; L_{st}; a_{st} y
b_{st}.
A continuación, en una forma de realización de la
presente invención, la diferencia media del color (\DeltaEav)
entre las muestras respectivas se calcula utilizando la siguiente
fórmula:
\Delta E_{av}
= \sqrt{(\Delta L_{av}{}^{2} + \Delta a_{av}{}^{2} +\Delta
b_{av}{}^{2})},
donde \Deltalav=
Lav-L'av, \Deltaaav= aav-a'av, y
\Deltabav=
bav-b'av
Si el valor de (\DeltaEav) es inferior o igual
a aproximadamente 1, la mezcla se caracteriza por ser globalmente
homogénea. Si el valor de (\Deltaeav) es superior a
aproximadamente 1, por ejemplo aproximadamente dos o aproximadamente
3, la mezcla no es globalmente homogénea.
A continuación se comparan las desviaciones
típicas de los valores de la señal tricolor en los puntos de las
sondas. Si los valores de desviación típica (Lst; ast; bst; L'st,
a'st y b'st) son inferiores a una cantidad predeterminada, la
mezcla se caracteriza por ser localmente homogénea. La cantidad
predeterminada se satisface si los valores de desviación típica son
inferiores a aproximadamente 0,25 a aproximadamente 2 unidades L,
a, b.
La mezcla está suficientemente mezclada cuando
los valores indican que las muestras son global y localmente
homogéneas. Si los valores indican que las muestras no son global y
localmente homogéneas, el proceso de mezcla continúa ya que los
constituyentes no se han mezclado entre sí del todo.
Este procedimiento de determinar la homogeneidad
de una mezcla en línea se puede llevar a cabo con un controlador
eléctricamente acoplado al detector de color 118. EL controlador
comprende un conjunto de circuitos, tal como un chip microprocesador
o similares.
En la Fig. 3 se muestra un ejemplo de secuencia
lógica control para el aparato en línea 110. El control de la mezcla
en línea por el aparato 10 comienza a un bloque 200.
En los bloques 202 y 204, se determinan los
valores medios de la señal tricolor (Lst; ast; bst; L'st, a'st y
b'st) para cada una de las respectivas localizaciones de las sondas.
En los bloques 206 y 208, se determinan los valores de desviación
estándar de la señal tricolor (Lst; ast; bst; L'st, a'st y b'st)
para cada una de las respectivas localizaciones de las sondas.
A continuación el los bloques 210 y 212, se
realiza una determinación de si la mezcla es localmente homogénea,
de la forma descrita anteriormente, para ambas localizaciones de las
sondas. Si los valores indican que la mezcla no es localmente
homogénea en ninguna de las localizaciones de las sondas, el
procedimiento vuelve al bloque 200 y comienza de nuevo. Si los
valores indican que la mezcla sí es localmente homogénea en ambas
localizaciones de las sondas, el procedimiento continúa al bloque
214. En el bloque 214, se calcula la diferencia de color media
(\DeltaEav).
A continuación, en el bloque 215 se realiza una
determinación de si la mezcla es globalmente homogénea, de la forma
descrita anteriormente. Si los valores indican que la mezcla no es
globalmente homogénea, el procedimiento vuelve al bloque 200 y
comienza de nuevo. Si el vaso mezclador está apagado cuando se
determina que la mezcla no es globalmente homogénea, se puede
incluir una etapa intermedia en el bloque 216, encendiendo el vaso
mezclador antes de volver al bloque 200.
Si los valores indican que la mezcla sí es
globalmente homogénea, el procedimiento avanza al bloque 216 y el
vaso mezclador se apaga ya que los constituyentes de la mezcla se
han mezclado entre sí de forma adecuada.
Claims (13)
1. Un aparato para detectar la homogeneidad de
una mezcla de colores de al menos una primera (24) porción de
mezcla de material, en el que dicho aparato comprende:
una placa (12) de transmisión de luz para
soportar dicha porción de mezcla de material;
una fuente de luz (14) para emitir el haz de
luz;
un detector (16) de color
un ensamblaje de iluminación (18) que tiene un
primer extremo (36) ópticamente acoplado a dicha fuente de luz (14)
y un segundo extremo (40) ópticamente acoplado y dispuesto en
posición normal a dicha placa de transmisión de luz (12), de forma
que se ilumina dicho primera porción de mezcla de material (24)
dispuesta en dicha placa de transmisión de luz con dicho haz de
luz.
al menos un ensamblaje de detección (20) que
tiene un primer extremo (48) dispuesto adyacente a dicha placa de
transmisión de luz (12), de forma que detecta el reflejo difuso de
dicha iluminación de dicha primera (24) porción de mezcla de
material y un segundo extremo (50) ópticamente acoplado a dicho
detector de color (16); y
en el que dicho detector de color (16) está
dispuesto para detectar la luz reflejada difusa de dicha primera
(24) porción de mezcla de material y transforma dicha luz reflejada
difusa en señales tricolor de forma que determina la homogeneidad
local y global de dicha primera (24) porción de mezcla de material,
que se caracteriza porque:
dicho ensamblaje de iluminación (18) comprende
una primera lente (39) dispuesta adyacente a dicha fuente de luz
(14), al menos una fibra óptica bifurcada (32) con un extremo de
la fuente de luz (36) alineado con dicha primera lente (30) de
forma que completa un acoplamiento óptico en dicha fuente de luz
(14) y una segunda lente (34) dispuesta adyacente a dicha placa de
transmisión de luz (12) de forma que intercepte dicho haz de luz
inyectado en dicha fibra óptica (32) y proyectar dicho haz de luz
en dicha placa de transmisión de luz (12) con el fin de iluminar
dicha porción de mezcla de material, estando una porción (42) de la
fibra óptica bifurcada ópticamente acoplada a dicho detector de
color (16) de forma que se proporciona una referencia de la señal
que representa el haz de luz emitido de dicha fuente de luz
(14).
2. Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 1, en el que
dicha fuente de luz (14) emite un haz de luz a una longitud de onda
en el intervalo de entre aproximadamente 400 nm a aproximadamente
770 nm.
3. Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 1, en el que
dicho ensamblaje de detección (20) comprende una primera lente de
detección (44) dispuesta adyacente a la placa de transmisión de luz
(12) en un ángulo (\alpha) en relación con el eje de referencia
(28), de forma que detecta un reflejo difuso de dichas porciones de
la mezcla de muestra iluminada y una fibra óptica (46) acoplada a
dicho detector de color (16) de forma que transmita dicho reflejo
difuso procedente de dicha lente de detección (44) a dicho detector
de color (16).
4. Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 1, en el que
dicha mezcla de material se dispone en una placa de transmisión de
luz y dicho detector de color recoge el reflejo difuso de dicha
primera porción de mezcla de material y transforma dicha luz
recogida en una primera señal
tricolor.
tricolor.
5. Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 4, en el que
dicha placa de transmisión de luz se puede mover con respecto a
dicho ensamblaje de iluminación de forma que se ilumina una porción
diferente de dicha mezcla de muestra y dicho ensamblaje de detección
detecta un segundo reflejo difuso de dicha porción de mezcla de
material y se transmite a dicho detector de color cuando dicho
detector de color recoja dicha luz a partir de dicha primera porción
de mezcla de material y transforma la luz recogida en una segunda
señal tricolor.
6. Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 5, en el que
dicha placa de transmisión de luz se puede mover con respecto a
dicho ensamblaje de iluminación de forma que se iluminan porciones
diferentes de dicha primera porción de mezcla de material y la luz
recogida se transforma en señales tricolor en numerosos puntos de
dicha primera porción de mezcla de material.
7. Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 6, en el que se
calcula una señal tricolor media de todos los puntos y se calcula
la desviación estándar de todas las señales tricolor, de forma que
la primera porción de mezcla de muestra (24) se caracteriza por
seis valores: (L_{av}; a_{av}; b_{av}; L_{st}; a_{st} y
b_{sv}).
8. Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 7, en el que
dicha primera porción de mezcla de material (24) se sustituye en
dicha placa de transmisión de luz (12) por una segunda porción de
mezcla de material y dicho procedimiento continúa de forma que dicha
segunda porción de mezcla de material también se caracteriza de
forma única por seis valores: (L'_{av}; a'_{av}; b'_{av};
L'_{st}; a'_{st} y b'_{sv}).
9. Un aparato para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 8, en el que
dicha diferencia media del color entre dicha primera porción de
mezcla de material (24) y dicha segunda porción de mezcla de
material se calcula utilizando la fórmula
\Delta E_{av}
= \sqrt{(\Delta L_{av}{}^{2} + \Delta a_{av}{}^{2} +\Delta
b_{av}{}^{2})},
donde \Deltalav =
Lav-L'av, \Deltaaav = aav-a'av, y
\Deltabav =
bav-b'av,
para saber si dicha diferencia media en el color
(\DeltaEav) está dentro de un intervalo predeterminado de forma
que se caractericen dichas porciones de mezcla como globalmente
homogéneas.
10. Un aparato para detectar la homogeneidad de
la mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 9, en el que
dichas porciones de mezcla se caracterizan por ser globalmente
homogéneas cuando (\DeltaEav) inferior a aproximadamente 1.
11. Un aparato para detectar la homogeneidad de
la mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 8, en el que
dichos valores de desviación estándar de la señal tricolor de dicha
primera porción de mezcla de material (24) y dicha segunda porción
de mezcla de material se analizan por dicho controlador para
detectar si dichos valores son inferiores a una cantidad
predeterminada, de forma que dichas porciones de mezcla se
caracterizan como localmente homogéneas.
12. Un aparato para detectar la homogeneidad de
la mezcla de colores de acuerdo con la reivindicación 11, en el que
dicha cantidad predeterminada es inferior a aproximadamente 0,25 a
aproximadamente 2 unidades L, a, b.
13. Un vaso mezclador de mezcla de material (126)
que incluye un aparato en línea para detectar la homogeneidad de la
mezcla de colores, comprendiendo dicho aparato:
un primer ensamblaje de sondas (112) que
comprende una ventana de transmisión de luz (120) dispuesto en la
pared lateral de dicho vaso mezclador (126), un ensamblaje de
iluminación (122) y un ensamblaje de detección (124);
un segundo ensamblaje de sondas (1114) que
comprende una ventana de transmisión de luz (120) dispuesto en una
segunda porción de dicha pared lateral de dicho vaso mezclador
(126), un ensamblaje de iluminación (122) y un ensamblaje de
detección (124);
una fuente de luz (116) para emitir un haz de
luz;
un detector de color (118);
en el que cada uno de estos ensamblajes de
iluminación (122) posee un primer extremo (134) ópticamente acoplado
a dicha fuente de luz (116) y un segundo extremo ópticamente
acoplado y dispuesto normal en dichas ventanas de transmisión de luz
(120) de forma que se iluminen las porciones de dicha mezcla de
material (144) en dicho vaso mezclador (126) con dicho haz de
luz;
en el que cada uno de estos ensamblajes de
iluminación (124) posee un primer extremo (152) dispuesto en
posición adyacente a dichas ventanas de transmisión de luz (120) de
forma que se detecte el reflejo difuso de dicha iluminación de
dichas porciones de mezcla de material (144) y un segundo extremo
(154) ópticamente acoplado a dicho detector de color (118); y
en el que dicho detector de color (118) está
dispuesto para recoger la luz reflejada difusa de dichos primero y
segundo ensamblajes de sondas (112, 114) y transforma dicha luz
reflejada difusa en señales tricolor de forma que determina la
homogeneidad local y global de dicha mezcla de material (144), que
se caracteriza por:
cada ensamblaje de iluminación (122) comprende
una primera lente (128) dispuesta en posición adyacente a dicha
fuente de luz (116), al menos una fibra óptica bifurcada (130) que
tiene un extremo de fuente de luz (134) alineada con dicha primera
lente (128) de forma que complete un acoplamiento óptico a dicha
fuente de luz (116) y una segunda lente (132) dispuesta en posición
adyacente a dicha ventana de transmisión de luz (120) de forma que
intercepta dicho haz de luz inyectado en dicha fibra óptica (130) y
se proyecta dicho haz de luz en dicha ventana de transmisión de luz
(120) de forma que ilumina dichas porciones de mezcla de material,
estando una porción (142) de la fibra óptica bifurcada ópticamente
acoplada a dicho detector de color (116) de forma que proporciona
una referencia de la señal que representa el haz de luz emitida
desde dicha fuente de luz (116).
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