ES2566077A1 - System and method for generating a constant temperature zone in a surface - Google Patents

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ES2566077A1 ES201400585A ES201400585A ES2566077A1 ES 2566077 A1 ES2566077 A1 ES 2566077A1 ES 201400585 A ES201400585 A ES 201400585A ES 201400585 A ES201400585 A ES 201400585A ES 2566077 A1 ES2566077 A1 ES 2566077A1
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    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/27Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing element responsive to radiation

Abstract

Sistema y procedimiento para la generación de una zona de temperatura constante en una superficie.#El sistema comprende un subsistema láser (1) que a través de una fibra óptica (3) y tras un elemento de control (8) envía un patrón de anillo o corona circular mediante una lente cónica (5) pudiendo dicho anillo cambiar de diámetro gracias a una lente de enfoque variable (8) comprendiendo además un diafragma con colimador adicional (7), todo ello de manera tal que los patrones en anillo generados de potencia y radio variables se controlan en función de las imágenes obtenidas mediante una cámaras térmicas (10) para conseguir mediante un algoritmo o procedimiento adecuado, una zona de temperatura constante sobre la muestra lo que nos facilitará caracterizar el comportamiento en temperatura de una muestra o probeta (9) de material a estudiar. System and method for generating a zone of constant temperature on a surface. # The system comprises a laser subsystem (1) through an optical fiber (3) and after a control element (8) sends a ring pattern or annulus through a conical lens (5) being possible for said change in diameter through a variable focus lens (8) further comprising a diaphragm with additional collimator ring (7), all so that patterns ring generated power and variable radio are controlled based on the images obtained by a thermal camera (10) for using an algorithm or suitable method, an area of ​​constant temperature on the sample which will facilitate characterize the behavior in temperature of a sample or specimen ( 9) of material to study.

Description

OBJETO DE LA INVENCiÓN OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un sistema capaz de generar una zona de temperatura constante en la superficie de un material. The present invention relates to a system capable of generating a constant temperature zone in the surface of a material. A grandes rasgos, el sistema está compuesto por un subsistema láser junto con una óptica de adaptación y un subsistema de control unido a un sensor de imagen que capta la temperatura de la superficie a calentar. Broadly, the system comprises a laser subsystem with an optical adaptation and control subsystem attached to an image sensor which captures the temperature of the surface to be heated. El sistema de control incluye un software de reconocimiento y para comandar la óptica de adaptación. The control system includes recognition software and to command the optical adaptation.

La principal característica del sistema junto con el procedimiento a seguir es que crea una superficie, en principio circular, con una distribución de temperatura en su interior que presenta un gradiente próximo a cero lo que se traduce en una temperatura prácticamente constante a lo largo de toda la zona interior que en una implementación preferida se ha elegido como un círculo. The main feature of the system along with the procedure is that creates an in principle circular, with a temperature distribution inside having a proximal gradient to zero resulting in a substantially constant temperature along the entire surface the inner zone in a preferred implementation has been chosen as a circle.

El sistema está previsto para su aplicación preferentemente en la caracterización de probetas de materiales y dentro de estos los compuestos o composites, plásticos y otros en los que dicha caracterización se realiza generando un pico de energía en una zona previamente mantenida a una temperatura constante. The system is intended for use preferably in the characterization of specimens of materials and within these compounds or composites, plastics and others in which said characterization is performed by generating an energy peak in a previously zone maintained at a constant temperature. El comportamiento de dicho material al impulso de energía generada por un segundo láser o bien por el mismo láser concentrado en la zona central de la zona anterior permite determinar las propiedades del material frente a la temperatura en base a ciertos modelos físico-matemáticos que se salen del interés de este documento. The behavior of this material impulse energy generated by a second laser or by the same concentrated in the central area of ​​the anterior laser determines the material properties versus temperature based on certain physico-mathematical models leave the interest of this document.

El objeto de la invención es crear de forma eficiente y no costosa una zona, preferentemente circular, en la superficie de un material a estudiar con una temperatura constante. The object of the invention to efficiently and inexpensively an area, preferably circular, on the surface of a material to be studied at a constant temperature. Tras ello una segunda excitación, esta vez más pequeña pero de mayor energía permitirá una subida instantánea de la temperatura en el centro de la zona bajo estudio desde la inicial que se había obtenido con anterioridad. After that a second drive, this time smaller but more energy will allow an instantaneous rise in temperature in the center of the area under study since the initial which had been obtained previously. La subsiguiente evolución del pulso central generado nos proporcionará en un estudio posterior las características del material excitado. The subsequent evolution of central pulse generated provide us further study the characteristics of the excited material.

De esta forma el experimento de caracterización del material podrá hacerse de forma rápida y limpia con un sistema relativamente simple que permitirá los objetivos enunciados. Thus the experiment material characterization can be done quickly and cleanly with a relatively simple system that will allow the stated objectives. Esto es, obtener inicialmente una zona de temperatura constante sobre la que generar un pulso de temperatura cuyos resultados serán el objeto de estudio que permitirá caracterizar al material en cuanto a sus propiedades y comportamiento frente a la temperatura. That is, initially obtain a constant temperature zone on which generate a pulse of temperature and the results will be the subject of study in order to characterize the material as to its properties and behavior versus temperature.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

En determinadas circunstancias como puede ser en aquellos casos cuando se desea determinar el comportamiento de un material frente a la temperatura, es necesario poder calentar el material o una zona del mismo hasta alcanzar un valor concreto de ésta y mantener dicho valor constante en una zona suficientemente amplia con el fin de que, una vez logrado esto, se pueda proceder a generar un pulso de temperatura de menor alcance superficial que permita estudiar la difusión del calor en el material que estaba a la temperatura de partida frente a este pulso; Under certain circumstances as it may be in cases when you want to determine the material behavior versus temperature, it is necessary to heat the material or a region thereof reaching a specific value of this and maintain said constant value in an area sufficiently wide so that, once this is achieved, it may proceed to generate a pulse of lower surface temperature range allows to study the diffusion of heat in the material that was the starting temperature against this pulse; ese comportamiento permitirá determinar las propiedades del material. such behavior will determine the properties of the material. Este calentamiento se puede realizar mediante diversos métodos pero el que aquí proponemos está basado en el uso de un subsistema láser y constituye el objeto de esta invención. This heating can be done by various methods but the proposed here is based on the use of a laser subsystem and is the subject of this invention.

Cuando una superficie se excita con un spot o círculo láser, la temperatura de la misma evoluciona generando una distribución gaussiana en la que la parte central adquiere una temperatura significativamente superior debido a que el calor no puede evacuarse de la misma forma que en las zonas internas que en la periferia. When a surface is excited by a spot or laser circle, the temperature thereof evolves generating a Gaussian distribution in which the central part acquires a significantly higher temperature because the heat can not be discharged in the same way as in the inner regions in the periphery.

Pruebas realizadas incluso con una forma de tipo "top hat" en la superficie de la muestra, generan con el tiempo una distribución gaussiana que no es la más conveniente para el estudio que se pretende. Tests even with a form of "top hat" on the surface of the sample generate over time a Gaussian distribution that is not the most convenient for the study is intended. Una manera de obtener un círculo de temperatura constante sería disponer de un láser de muy alta energía y distribución constante que instantáneamente hiciera subir dicha temperatura al valor deseado de base, previo a la excitación puntual a realizar para la caracterización del material. One way to obtain a circle of constant temperature would have a very high energy laser and constant distribution instantly make up said temperature to the desired value of base, prior to the point to be made to characterize the material excited. No obstante esta solución es demasiado costosa por la energía requerida en el láser que crea la zona de temperatura constante. However this solution is too costly for the energy required in the laser that creates the constant temperature zone.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

El sistema que se preconiza, está previsto para generar excitaciones de temperatura en la superficie de determinados materiales con el fin de poder caracterizarlos en cuanto a su comportamiento frente a dicha temperatura. The system disclosed is intended to generate excitations temperature on the surface of certain materials in order to characterize them in terms of their behavior in this temperature.

El objetivo del sistema y el procedimiento que se exponen es crear como forma preferida y no excluyente, una zona circular en cuyo interior la temperatura se va a mantener constante. The aim of the system and method set forth is to create as preferred and not exclusive, a circular area inside which the temperature is to be maintained constant.

El procedimiento comienza por generar inicialmente una corona de temperatura constante, con forma de anillo centrado en un punto arbitrario P y con un radio máximo Rmax que va a determinar el tamaño de nuestra zona de excitación. The procedure begins by initially generate a constant temperature crown, shaped centered at an arbitrary point P ring and a maximum radius Rmax with that will determine the size of our excitation zone. (Fuera de ésta se va a producir una distribución gaussiana que no será de interés para el proceso). (Outside this it is going to produce a Gaussian distribution will not be of interest to the process).

La zona inicial es generada por el sistema objeto de esta invención mediante el empleo de un subsistema láser que en una implementación preferida y sin pérdida de generalidad puede ser un láser basado en fibra óptica con una longitud de onda que en general dependerá del material a caracterizar y que en nuestro caso hemos elegido en unos 800nm, sin perjuicio de otras longitudes de onda según el caso. The initial zone is generated by the system object of this invention by using a laser subsystem in a preferred implementation without loss of generality can be based on fiber with a wavelength generally depend on the material to characterize laser and in our case we chose in a 800nm, without prejudice to other wavelengths as appropriate.

La salida de la fibra óptica es colimada en un colimador para eliminar la dispersión del haz que a continuación es enfocado en el centro de una lente cónica generadora de una radiación de luz en forma de anillo. The output of the optical fiber is collimated in a collimator to eliminate the dispersion of the beam then is focused on the center of a conical lens generating a light radiation in a ring. En esta lente también denominada normalmente axicom, debe incidir el haz colimado y concentrado, proyectándose sobre la parte cóncava de la misma de forma precisa, para generar un cono de luz que daría lugar a un anillo o superficie con forma de corona circular si se proyecta sobre una pantalla plana ortogonal al eje del mismo. In this lens usually also called AxiCom, you must influence the collimated and focused beam, projected onto the concave portion thereof accurately, to generate a cone of light that would result in a ring or surface-annulus if projected on a flat screen orthogonal axis.

Una vez obtenido el anillo el cono generado atraviesa un conjunto formado por una lente de colimación adicional y una lente de enfoque controlada eléctricamente, que permite modificar su foco, y cuya misión es cambiar el diámetro del anillo o corona circular generada en la fase anterior. Once the ring obtained cone generated through an assembly formed by a lens additional collimating and a focusing lens electrically controlled, which allows modifying its focus, and whose mission is to change the diameter of the ring or circular generated in the previous stage crown.

Hasta este momento hemos descrito el sistema que nos permite obtener una corona circular, sobre la superficie de una muestra, cuyo radio podemos variar electrónicamente. So far we have described the system that allows us to obtain a circular crown on the surface of a sample whose radius can vary electronically.

Además de los elementos ópticos descritos, el sistema se compone de un procesador o de un ordenador encargado de controlar la lente anterior de forma que así pueda controlar el diámetro de la corona circular a que nos hemos referido. In addition to the described optical elements, the system comprises a processor or computer responsible for controlling the above lens so well to control the diameter of the annulus to which we have referred. También el sistema comprende una placa digitalizadora de la imagen y un software que analizará las imágenes obtenidas por una cámara térmica enfocada a la zona radiada de la muestra que queremos caracterizar. the system also comprises a digitizer board image and software that analyze the images obtained by a thermal camera focusing on the area radiated sample that we characterize.

PROCEDIMEINTO: PROCEDIMEINTO:

Como se ha esbozado anteriormente, el procedimiento comienza por generar con el láser la corona circular Ca más grande posible en la superficie de la muestra. As outlined above, the process begins with the laser generating the largest possible annulus Ca on the surface of the sample. Dicha corona podrá ser vista por una cámara sensible al calor (térmica) que generará un número de frames o cuadros de imagen por segundo. Said ring can be seen by a camera sensitive to heat (thermal) that generate a number of frames or image frames per second. Cada imagen obtenida será digitalizada por el frame grabber anterior y enviada a un software encargado de determinar el círculo más frío de todos los que estén dentro de la corona inicial generada. Each image obtained will be digitized by the frame grabber earlier and sent to a software responsible for determining the coldest of all who are in the initial corona generated circle. Proyectada Ca el procedimiento continúa hallando mediante análisis de la imagen de la cámara, el punto de menor temperatura dentro de esa corona anterior lo que nos dará el radio de la nueva corona a proyectar. Ca projected procedure continues to find by analysis of the camera image, the lowest temperature point within the anterior crown which will give us the radius of the new crown to project. Tras hallar el radio R1 de la nueva corona se procede a controlar la lente variable con el fin de generar dicha C1 sobre la muestra centrada (con el mismo centro que) con la Ca inicial con un nuevo radio igual al hallado. After finding the radius R1 of the new crown proceeds to control the variable lens in order to generate said C1 centered on the sample (with the same center) with the initial Ca with a new radius equal to found. Probablemente el radio de C1 sea cero. Probably the radius of C1 is zero. En ese caso la corona será un spot en el centro de la corona inical. Then the crown will be a spot in the center of the inical crown. A partir de este momento el proceso se repite indefinidamente: Se procede a calcular el punto de menor temperatura dentro de la Ca inicial ya partir de él, el radio Rn de la corona Cn que posea la mínima temperatura. From this point the process is repeated indefinitely: The procedure to calculate the lowest temperature point within the initial Ca and from it, the crown radius Rn Cn possessing the minimum temperature. El resultado será una Cn que tendrá un radio mayor que cero e inferior al de C1. The result will be that will have a Cn greater than zero and less than C1 radio. De nuevo generaremos esa corona con el láser gracias al sistema de control y continuaremos así sucesivamente para obtener finalmente una sucesión de coronas centradas todas en un mismo centro y con radios correspondientes a los puntos interiores que estén con la temperatura mínima en el momento de hallarlas. Again generate the crown with the laser through the control system and will continue so on to finally get a succession of crowns centered all in the same center and radius corresponding to the interior points are the minimum temperature at the time to find them.

El software nos permitirá, entre otras funcionalidades, presentar la imagen obtenida en cada fracción de segundo para poder visualizarla en la pantalla del ordenador o para su tratamiento como se explicará a continuación. The software will allow us, among other features, present the image obtained in each fraction of a second to display it on the computer screen or for treatment as will be explained below.

El tratamiento de imagen que aquí se propone consiste en determinar el punto, interior al de la corona de diámetro máximo, que se encuentra con la menor temperatura en un instante dado. The image processing proposed here is to determine, inside the crown of maximum diameter, which is the lower temperature in a given time point.

Una calibración inicial permitirá fijar en la imagen el radio de la corona circular inicial así como la ubicación del punto que constituye el centro de la misma. An initial calibration allow the image to set the radius of the initial circular crown and the location of the point which is the center of it.

Para cada frame o imagen de cuadro obtenida por la placa digitalizadora, el sistema determina la localización del punto de menor temperatura ya partir de este y del punto correspondiente al centro de la corona, el radio o distancia a dicho punto que servirá para determinar Cn. For each frame or image frame obtained by the digitizer board, the system determines the location of the lowest temperature point and from this and corresponding to the crown center point, the radius or distance to that point which will identify Cn.

El procesador donde tiene lugar todo ese cálculo estará conectado a la lente de foco variable para poder controlar su enfoque y así fijar el radio de cualquier nueva corona circular que se pretenda generar. The processor which takes place all this calculation will be connected to the variable focus lens to control their focus and thus set the radius of any new annulus which is intended to generate. En este sentido otra calibración debe realizarse precisamente para ajustar el control de la lente de foco variable al tamaño que se determine en el proceso de cálculo del radio mencionado anteriormente. In this respect another calibration must be done precisely to adjust the control variable focus lens the size determined in the process of calculating the radius mentioned above. Esta calibración debe ser tal que fijado un punto se pueda generar una nueva corona de forma que la misma esté sobre dicho punto. This calibration must be such that set point can generate a new crown so that it is on that point.

En la muestra que se pretende caracterizar, irán proyectándose una serie de coronas sucesivas desde la máxima inicial, que generarán una serie de anillos todos concéntricos cuyas diferencias de temperatura irán decreciendo conforme el proceso tiene lugar. In the sample to be characterized, iran projecting a series of successive crowns from the initial maximum that will generate a series of concentric rings which all temperature differences will decrease as the process takes place.

Como se ha comentado, el procedimiento continúa indefinidamente buscando el punto de mínima temperatura interior al anillo máximo y generando un nuevo anillo de excitación con un radio igual a la distancia de ese punto al centro de los anillos. As mentioned, the procedure continues indefinitely seeking the point of minimum interior temperature to maximum ring and generating a new excitation ring with a radius equal to the distance of that point to the center of the rings.

Al cabo de un tiempo, la cámara mostrará un circulo en cuyo interior la temperatura es muy constante (fuera del círculo la temperatura decrecerá paulatinamente) con un error que dependerá de varios factores tales como grosor de la corona circular generada, velocidad de conmutación del sistema para generar una nueva corona o anillo, etc. After a time, the camera will show a circle inside which the temperature is very constant (outside the circle temperature gradually decrease) with an error that depends on several factors such as thickness of the annulus generated, switching speed of the system to generate a new crown or ring, etc. Estos a su vez dependerán de otros factores como la calidad de la lente cónica empleada, tipo de lente automática, etc. These in turn depend on other factors such as the quality of the conical lens used, automatic lens type, etc. Controlando adecuadamente estos factores se puede conseguir una precisión o uniformidad cada vez mayor en la constancia de temperatura pretendida. By suitably controlling these factors can achieve accuracy or uniformity in increasing desired temperature constancy.

El control del radio de anillo de excitación viene determinado por una lente con distancia focal variable como la referida en la patente WO 2013126042 A2. The radio control ring excitation is determined by a lens varifocal as referred to in WO 2013126042 A2 patent.

Es importante señalar que tenemos control de la distancia focal de la lente de enfoque del anillo, de la intensidad de la salida del láser y del tiempo de exposición de cada anillo. It is important to note that we control the focal length of the lens focus ring, the intensity of the laser output and exposure time of each ring. Igualmente tenemos información de la cámara termográfica que puede darnos la imagen de la cara fría y de la cara caliente de la muestra o probeta empleada. We also have information from the thermographic camera which can give us the image of the cold face and the hot face of the sample or specimen used. De esta forma la caracterización de un material se simplifica drásticamente, abaratando así el proceso y el tiempo del mismo. Thus characterizing a material is drastically simplified, thus lowering the process and time thereof.

Finalmente, decir que en el procedimiento, el algoritmo de generación de una zona de temperatura constante consiste en irradiar con el anillo de radio máximo sobre la zona de interés denominado "círculo inicial", de acuerdo con las siguientes fases: Finally, to say that in the method, the algorithm of generating a constant temperature zone is irradiated with the ring maximum radius about the area of ​​interest called "initial circle", according to the following phases:

a. to. Detectar el punto de menor temperatura dentro de la zona interior al círculo Detecting the point of lowest temperature within the interior to the circle

inicial generado. Initial generated.

b. b.
Determinar el radio del anillo sobre el que se encontraría el punto detectado en el punto anterior. Determining the radius of the ring on the detected point would be in the previous point.

c. c.
Crear un anillo de irradiación con el radio determinado en el punto anterior. Creating a ring of irradiation with the radius determined in the previous point.

d. d.
Irradiar durante un tiempo T=constante. Irradiating over a time T = constant.

e. and.
Volver al punto a). Back to the point a).

Con la particularidad de que el algoritmo de generación incluye intervalos t de irradiación que son directamente proporcionales al gradiente o diferencia de temperatura con los anillos adyacentes, dependiendo dichos intervalos t de radiación de la distancia al centro del anillo irradiador. With the particularity that generation algorithm includes irradiation intervals t are directly proportional to the gradient or temperature difference to adjacent rings, said intervals depending t radiation irradiator center distance ring.

DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is going to be made and to assist a better understanding of the invention's characteristics, according to a preferred practical embodiment thereof, accompanying as an integral part of said description, a set of drawings where illustration and not limitation, is shown as follows:

La figura 1.-Muestra un esquema correspondiente al diagrama de bloques en que se materializa el sistema de la invención. Figure 1. Shows a block diagram corresponding to the system of the invention is embodied scheme.

La figura 2.-Muestra una representación esquemática de perfil y frontal de la temperatura que se produce en base al patrón generado según el sistema de la invención. Figure 2 shows a schematic frontal and profile of temperature produced based on the pattern generated by the system of the invention.

REALIZACiÓN PREFERENTE DE LA INVENCiÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Como se puede ver en las figuras referidas, el sistema de la invención se constituye a partir de un subsistema láser (1), con un elemento de control de potencia (2) que genera luz a través de una fibra óptica (3) que alcanza un colimador (4) previsto en el interior de una caja (13), de manera que el rayo saliente de la fibra óptica (3) alcanza el colimador (4), para evitar así la dispersión de la luz generada, es decir concentrando el rayo para ser dirigido hacia un lente cónica (5), generadora de un patrón en forma de anillo (6), siendo la salida obstaculizada por un diafragma (7) que forma parte de lo que es un colimador adicional, pudiendo ser manual o automático y cuya finalidad es proteger al sistemas de salidas indeseables al formar parte del mismo el colimador adicional. As seen in the figures, the system of the invention is constituted from a laser subsystem (1), with a control power (2) which it generates light through an optical fiber (3) reaching a collimator (4) provided inside a box (13), so that the outgoing beam of the optical fiber (3) reaches the collimator (4), in order to avoid light scatter generated, ie concentrating beam to be directed towards a conical lens (5), generating a pattern in a ring (6), the output hampered by a diaphragm (7) forming part of what a further collimator, may be manual or automatic and whose purpose is to protect the systems undesirable outputs being part thereof additional collimator.

El rayo, tras el paso por ese diafragma (7) y colimador adicional alcanza una lente de enfoque variable (8), efectuándose la variación electrónicamente mediante el sistema de control (11) para dirigir dicho anillo directamente a la muestra o pobreta (9) que se pretende estudiar, todo ello de manera tal que una o varias cámaras térmicas (10) de visión infrarroja, permiten obtener información de la distribución de la temperatura de cada elemento de superficie de la muestra (9), efectuándose el análisis mediante un procesador u ordenador (11), que permite adoptar el algoritmo mas adecuado para obtener una distribución constante de la temperatura. The beam, after passing through the diaphragm (7) and further collimator reaches a variable focus lens (8), carrying out the variation electronically by the control system (11) for directing said ring directly to the sample or pobreta (9) to be studied, all such that one or more thermal cameras (10) of infrared vision, can obtain information of temperature distribution of each element surface of the sample (9), carrying out analysis by a processor or computer (11) which allows to take the most appropriate algorithm to obtain a constant temperature distribution.

El sistema se complementa además con una tarjeta digitalizadora de imágenes The system is complemented by a digitizing card images

(12) que facilita el análisis de las mismas y la determinación de los radios de las sucesivas coronar a generar. (12) which facilitates analysis of the same and determining the radii of the successive crown generate.

Mediante el control del tiempo de exposición, de la potencia o energía entregada por el sistema láser (1) y el diámetro del anillo generado, junto con el procedimiento explicado en esta invención, se puede generar una zona circular de temperatura constante que servirá para tener una zona representativa de la muestra de material a dicha temperatura homogénea, y que permitirá la caracterización del material frente a la temperatura. By controlling the exposure time, power or energy delivered by the laser system (1) and the diameter of the generated ring together with the procedure explained in this invention can generate circular constant temperature that will serve an area to be a representative area of ​​the sample material to said homogeneous temperature and allowing characterization material versus temperature.

Por último decir que en cuanto al sistema, el mismo se complementa con un software asociado al ordenador o procesador (11) para el análisis de las imágenes termográficas obtenidas por las cámaras térmicas (10), pudiendo disponerse además de un telémetro adicional para medir la distancia a la muestra (9). Finally say about the system, it is complemented by a software associated with the computer or processor (11) for analyzing the thermographic images obtained by thermal cameras (10), permits arranged an additional range finder to measure distance the sample (9).

En la figura 2, se muestra concretamente la representación esquemática de In figure 2, specifically showing the schematic representation

perfil y frontal de la excitación mostrada por el patrón generado mediante el sistema anteriormente descrito. and front profile of the excitation pattern generated by shown by the above described system.

En tal figura 2 puede observarse como la excitación inicial en forma de anillo se In this Figure 2 it can be seen as the initial excitation shaped ring

5 representa en la gráfica D para pasar después a la E y después a la G obteniéndose finalmente la F. La figura A representa el perfil la excitación inicial en forma de corona generando una circunferencia de perfil gaussiano de la que la figura A es el corte. 5 represents in graph D and then move to the E and then finally obtaining the G F. Figure A represents the initial excitation profile shaped corona generating circumference Gaussian profile of the Figure A is cut . La siguiente figura representa el pulso en el instante siguiente con una gaussiana central. The figure below shows the pulse in the next instant a central Gaussian. Tras todo el proceso After the whole process

10 explicado en este documento la temperatura alcanzará un perfil del tipo indicado en la figura e, donde puede verse como la meseta de la curva representada es prácticamente plana dentro del radio designado. 10 explained herein reach a temperature profile of the type shown in the figure and where it can be seen as the plateau of the curve shown is substantially flat within the designated radius.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES What is claimed
    1a ._ Sistema para la generación de una zona de temperatura constante en una The 1st ._ system for generating a constant temperature zone in a
    superficie de un material, se caracteriza porque comprende: surface of a material, characterized by comprising:
    - -
    Un subsistema de generación láser (1); A laser generation subsystem (1);
    - -
    Un colimador (4); A collimator (4);
    - -
    Una lente cónica (5) generadora de un anillo (6); A conical lens (5) generating a ring (6);
    - -
    Una lente de foco variable eléctricamente (8) An electrically variable focus lens (8)
    - -
    Una o más cámaras térmicas (10); One or more thermal cameras (10); -Un subsistema electrónico compuesto por un ordenador o procesador (11), una tarjeta de digitalizadora de imágenes (12) y software de análisis de imágenes y de control de la lente variable (8). -A electronic subsystem comprises a computer or processor (11), an image digitizing card (12) and image analysis software and control the variable lens (8).
    2a ._ Sistema para la generación de una zona de temperatura constante en una superficie, según reivindicación 1a, caracterizado porque se incluye un diafragma (7) con colimador adicional, que colabora en focalizar el rayo láser generado sobre la lente de foco variable (8). The 2nd ._ system for generating a constant temperature zone on a surface, according to claim 1, characterized in that a diaphragm (7) with additional collimator, which contributes to focus the laser beam generated on the variable focus lens is included (8 ).
    3a.-Sistema para la generación de una zona de temperatura constante en una superficie, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el colimador (4), lente cónica (5), diafragma con colimador adicional (7) y lente de foco variable (8), van montadas en el interior de una caja (13). 3a.-system for generating a constant temperature zone on a surface, according to previous claims, characterized in that the collimator (4), conical lens (5), with additional diaphragm collimator (7) and variable focus lens (8) they are mounted inside a box (13).
    4a ._ Sistema para la generación de una zona de temperatura constante en una superficie, según reivindicación 1a, caracterizado porque el subsistema láser va montado en el interior de una caja (13). The 4th ._ system for generating a constant temperature zone on a surface, according to claim 1, wherein the laser subsystem is mounted inside a box (13).
    5a ._ Sistema para la generación de una zona de temperatura constante en una superficie, según reivindicación 1a, caracterizado porque el subsistema láser (1) está acoplado a una fibra óptica (3). 5a ._ system for generating a constant temperature zone on a surface, according to claim 1, wherein the laser subsystem (1) is coupled to an optical fiber (3).
    6a ._ Procedimiento para la generación de una zona de temperatura constante en una superficie, basado en un sistema de acuerdo con la reivindicación 1a, que consiste en irradiar con un anillo de radio máximo sobre la zona de interés de la muestra o "círculo inicial", de acuerdo con las siguientes fases: 6a ._ method for generating a constant temperature zone in an area, based on a system according to claim 1, which consists of irradiating with a ring of maximum radius about the area of ​​interest of the sample or "initial circle "according to the following steps:
    a. to.
    Detectar el punto de menor temperatura dentro de la zona interior al círculo Detecting the point of lowest temperature within the interior to the circle
    inicial generado. Initial generated.
    b. b.
    Determinar el radio del anillo sobre el que se encontraría el punto detectado Determining the radius of the ring on the detected point would be found
    en el punto anterior. in the last point.
    c. c.
    Crear un anillo de irradiación con el radio determinado en el punto anterior. Creating a ring of irradiation with the radius determined in the previous point.
    d. d.
    Irradiar durante un tiempo T=constante. Irradiating over a time T = constant.
    e. and.
    Volver al punto a); Back to the point a);
    7a ._ Procedimiento, según reivindicación 6a, caracterizado porque se definen intervalos t de irradiación que son directamente proporcionales al gradiente o diferencia de temperatura con los anillos adyacentes, The 7th ._ method according the 6th claim, characterized in defined intervals t irradiation which are directly proportional to the gradient or temperature difference to adjacent rings,
    8a ._ Procedimiento, según reivindicación 6a, caracterizado porque los intervalos de radiación dependen de la distancia al centro del anillo irradiado. The 8th ._ method according claim 6, wherein the radiation intervals depend on the distance to the center of the irradiated ring.
    ga._ Sistema para la generación de una zona de temperatura constante en una superficie de un material, de acuerdo con la reivindicación 1a y que siguiendo algún procedimiento de los indicados en las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque incluye además con un procesador o un ordenador junto con una electrónica digitalizadora de imágenes o frame grabber para la adquisición de imágenes y para automatizar los cálculos indicados en el procedimiento por medio de un programa dedicado. ga._ system for generating a constant temperature zone in a surface of a material according to claim 1 and following a procedure as indicated in claims 6 to 8, characterized in that it further comprises a processor or computer with a digitizing electronic images or frame grabber for image acquisition and to automate the calculations in the process through a dedicated program.
    10a .-Sistema para la generación de una zona de temperatura constante en una 1a 10a.-System for generating a constant temperature zone in the 1st
    superficie de un material, de acuerdo con la reivindicación y que siguiendo algún procedimiento de los indicados en las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque incorpora un procesador o un ordenador dotado de medios para controlar el radio del anillo o de la corona circular a que se refiere el procedimiento. surface of a material, according to claim and following a procedure as indicated in claims 6 to 8, characterized in that it incorporates a processor or computer equipped with means for controlling the radius of the ring or annulus to that refers the procedure.
    11 a .-Sistema para la generación de una zona de temperatura constante en una 11.-System for generating a constant temperature zone in a
    1a the 1st
    superficie de un material, de acuerdo con la reivindicación y que siguiendo algún procedimiento de los indicados en las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque incorpora una pantalla y un teclado exteriores a una caja que incluye todos los elementos necesarios para el muestreo análisis y cálculo de parámetros que directamente genera la información 5 del material caracterizándolo en cuanto a su comportamiento en temperatura. surface of a material, according to claim and following a procedure as indicated in claims 6 to 8, characterized in that it comprises a display and external keyboard to a box that contains all the necessary elements for sampling analysis and calculation parameters that directly generates information characterizing material 5 as to its behavior in temperature.
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