ES2670333T3 - Procedimiento para detectar las superficies de borde frontales de fibras huecas y procedimiento para detectar los espacios interiores de fibras huecas, no obstruidas, de un haz de fibras huecas - Google Patents

Abstract

Procedimiento para detectar los espacios interiores (H) de fibras huecas (F) no obstruidas que forman parte de un haz (B1, B2) de fibras huecas (F), - presentando el haz (B1, B2) una superficie frontal (SF1, SF2) y una superficie posterior (HF1, HF2), - estando fabricadas las fibras huecas (F) de un primer material, en particular plástico, por ejemplo, polisulfona u otro polímero, y extendiéndose las mismas desde la superficie frontal (SF1, SF2) hasta al menos la superficie posterior (HF1, HF2) del haz (B1, B2), y - estando formada conjuntamente la superficie frontal (SF1, SF2) por las superficies de borde frontales (SR) de las fibras huecas (F) y la superficie frontal de una masa aglutinante (BM) que - es parte asimismo del haz (B1, B2) y está fabricada de un segundo material, en particular plástico, por ejemplo, resina de poliuretano o poliuretano, y - se encuentra en la zona situada entre la superficie frontal (SF1, SF2) y la superficie posterior (HF1, HF2) entre las fibras huecas (F) y en la que - las fibras huecas (F) están embebidas al menos en esta zona, y - siendo la superficie frontal de la masa aglutinante (BM) tan lisa que la masa aglutinante (BM) refleja la luz de prueba irradiada hacia la superficie frontal (SF1, SF2) al menos parcialmente de manera especular y como máximo parcialmente de manera difusa, caracterizado por las etapas siguientes: d) la superficie frontal (SF1, SF2) se ilumina con una fuente de luz de prueba (PQ1, PQ2), compuesta de una única o una pluralidad de fuentes de luz de prueba individuales que irradian su luz de manera no direccional hacia un semiespacio situado por debajo de la fuente de luz de prueba (PQ1), utilizándose como fuente de luz de prueba (PQ1, PQ2) una fuente de luz (PQ1, PQ2) extendida de manera plana que, visto desde cada punto de la superficie frontal (SF1, SF2), forma en su totalidad una envolvente que aparece con un ángulo de apertura (alfa) de al menos 60º o de al menos 35º y genera luz de prueba (PL1, PL2, PL3), e) mediante una cámara de prueba (PK) se registra la luz de prueba (PL1, PL2, PL3) después de su reflexión especular en la superficie frontal de la masa aglutinante (BM) y de este modo se genera mediante la cámara de prueba (PK) una imagen de luz especular (GLB1, GLB2) de la superficie frontal (SF1, SF2), en la que los espacios interiores (H) de fibras (F) no obstruidas aparecen más oscuros que la superficie frontal de la masa aglutinante (BM), así como en particular más oscuros que los espacios interiores de tales fibras huecas (F) que están obstruidas en la zona de superficie frontal (SF1, SF2) con masa aglutinante (BM), y f) las imágenes (H') de los espacios interiores (H) de fibras huecas (F) no obstruidas se detectan o se detectan y se cuentan automáticamente por medio de este oscurecimiento en la imagen de luz especular (GLB1, GLB2) con ayuda del procesamiento de imagen.

Description

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parcialmente diferente (sección transversal circular, diámetro de producto diferente) y, por consiguiente, también la rugosidad y la definición de la microestructura.

3. Imágenes:

5 Los requisitos de los 2 objetivos de prueba (“Localización y conteo de las fibras” y “Clasificación de las fibras”) no se pueden unificar en un procedimiento de contraste. Por esta razón, se toman 2 imágenes con iluminaciones diferentes. Con el fin de que los resultados de la primera evaluación se puedan utilizar directamente como información a priori para el segundo objetivo de prueba, se trabaja con una cámara de superficie de alta resolución, dispuesta en sentido ortogonal a la superficie de corte.

3.1. Procedimiento de contraste para la localización y el conteo de las fibras (iluminación UV inclinada):

-Requisitos: Todas las fibras (abiertas y cerradas) se deberán reproducir con el mayor contraste posible, de modo

15 que se puedan identificar fácilmente mediante el procedimiento de procesamiento de imagen digital. El término identificar significa la separación respecto a la masa de sellado (fondo), así como respecto a fibras contiguas y el conteo de las fibras. Es posible también determinar la posición.

-Si la superficie de corte se ilumina en el intervalo visible, la luz penetra profundamente en la masa de sellado (PU), se dispersa en las fibras y aclara las fibras desde abajo e ilumina las paredes de las fibras inclinadas. Resultado: La imagen aparece lechosa y con poco contraste y, por consiguiente, no resulta adecuada para la evaluación. Si la superficie de corte se ilumina en el intervalo UV-A (por ejemplo, 365 nm), la luz se refleja bien en las fibras (clara), pero se absorbe rápidamente en la masa de sellado (oscuro). Por tanto, se sigue iluminando sólo la capa superior por debajo de la superficie de corte. Resultado: Los extremos de las fibras aparecen

25 definidos y con mucho contraste como anillos claros respecto a la masa de sellado oscura.

-Efecto perturbador y su eliminación: Debido a la fluorescencia de las fibras de polisulfona se produce un aclaramiento, reductor de contraste, de la zona de sellado. La emisión de fluorescencia (siempre de energía más baja y, por tanto, de onda más larga que la excitación) está situada en el verde azulado visible con el máximo a 460 nm y puede penetrar, por tanto, profundamente en la masa de sellado. Resulta una dificultad el hecho de que la cámara sea más sensible para estas longitudes de onda que para la longitud de onda de iluminación de 365 nm. Un filtro paso banda UV, ajustado a la longitud de onda de iluminación y situado por delante del objetivo de la cámara, filtra esta emisión de fluorescencia perturbadora.

35 -Mediante la iluminación inclinada de la superficie de corte con un ángulo de 20º respecto a la superficie con ayuda de una lámpara anular se sigue mejorando el contraste. Los extremos de las fibras se iluminan bien, la luz penetra menos en la masa de sellado y se evitan reflejos en irregularidades de la superficie de corte.

-Con este procedimiento de iluminación, los extremos de las fibras aparecen definidos y con mucho contraste como anillos claros respecto a la masa de sellado oscura. Sin embargo, las fibras abiertas y cerradas no se pueden diferenciar, porque los dos núcleos aparecen oscuros.

3.2. Procedimiento de contraste para la clasificación de las fibras (iluminación con luz incidente UV):

45 -Requisitos: Las fibras abiertas se deben diferenciar con el mayor contraste posible de las fibras cerradas de modo que se puedan clasificar fácilmente mediante el procedimiento de procesamiento de imagen digital. Las posiciones de las fibras son conocidas de la primera evaluación, por lo que se trata esencialmente del contraste entre fibras abiertas y cerradas.

-Como principio básico del contraste se aplica la reflexión especular de la superficie de corte con una iluminación desde la dirección de la cámara. Las superficies de corte de la masa de sellado y de las paredes de las fibras reflejan la iluminación y aparecen claras respecto a las cavidades capilares oscuras (orificios). Si una fibra/capilar está cerrado con masa de sellado, refleja y aparece clara.

55 -Efecto perturbador 1: Debido al desgaste de la cuchilla, la superficie se vuelve rugosa y la microestructura en forma de diente de sierra cambia el ángulo de reflexión. Esto reduce la reflexión especular y, por tanto, el contraste entre fibras abiertas y cerradas.

-Efecto perturbador 2: Si la superficie de corte se ilumina en el intervalo visible, la luz penetra profundamente en la masa de sellado transparente (PU), se dispersa en las paredes de las fibras y aclara las fibras y sus orificios capilares desde abajo. El contraste de las fibras abiertas se reduce respecto a la superficie de corte de sellado y respecto a las fibras abiertas. Los dos efectos perturbadores dificultan la diferenciación entre la masa de sellado y las paredes de las fibras.

65 -Eliminación del efecto perturbador 2: Si la superficie de corte se ilumina en el intervalo UV-A (por ejemplo, 365 nm), la reflexión especular permanece invariable en la superficie de corte (la reflexión especular es un efecto de

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superficie límite y, por tanto, apenas depende de la longitud de onda), pero en la masa de sellado (PU) se absorbe rápidamente la luz y deja de producirse la dispersión y, por tanto, el aclaramiento mutuo de las fibras. Resultado: Los orificios capilares aparecen siempre oscuros.

Para ambos procedimientos de contraste es decisivo impedir la entrada de la radiación de iluminación en la masa de sellado transparente. Esto se consigue mediante la selección de una longitud de onda, en la que la masa de sellado absorbe claramente, o sea, en gran medida, y es impermeable a la luz. En el caso de la primera evaluación, esto impide el aclaramiento del fondo o del entorno de la fibra. En el caso de la segunda evaluación se impide entonces el aclaramiento de los orificios capilares.

4. Componentes del aparato de toma de imágenes:

-Los componentes ópticos deben representar la imagen mediante iluminación UV-A a 365 nm. El objetivo debe tener aún una transmisión suficiente. La cámara debe tener aún una sensibilidad suficiente.

-La iluminación inclinada UV se implementa mediante LEDs UV, dispuestos de forma anular alrededor de la superficie de corte, de modo que el ángulo de incidencia respecto a la superficie de corte es aproximadamente de 20º.

-La iluminación incidente UV se implementa con LEDs UV, dispuestos de forma anular alrededor del objetivo de la cámara de tal modo que la ley de la reflexión entre la dirección de iluminación y la trayectoria de rayos de reproducción se cumple aproximadamente para todos los puntos de la superficie de corte.

-El filtro paso banda óptico UV impide que se represente la emisión de fluorescencia de las fibras de polisulfona.

Breve descripción del dibujo, en los que por medio de ejemplos, las figuras siguientes muestran esquemáticamente y no a escala:

Figura 1 una pieza en bruto de un filtro de diálisis, fabricado a partir de fibras huecas y masa aglutinante, para explicar el estado de la técnica; Figura 2 un haz de fibras huecas, previsto para el análisis mediante un procedimiento según la invención, para

explicar también el estado de la técnica; Figura 3 una disposición para generar según la invención una imagen de luz difusa; Figura 4 una disposición para generar según la invención una imagen de luz especular; Figura 5 otra disposición para generar según la invención una imagen de luz especular; Figura 6 una imagen de una sección de la superficie frontal de un haz de fibras huecas, tomada con un

microscopio electrónico de barrido, para explicar también el estado de la técnica; Figura 7 una imagen de una sección de la superficie frontal de otro haz de fibras huecas, tomada con un

microscopio electrónico de barrido, para explicar también el estado de la técnica; Figura 8 una fotografía de una imagen de luz difusa; Figura 9 una fotografía de una imagen de luz especular; Figura 10 una fotografía de una sección a escala ampliada de una imagen de luz difusa; Figura 11 una fotografía de una sección a escala ampliada de una imagen de luz especular; Figura 12 una vista en planta de una forma de realización particularmente ventajosa de una fuente de luz de

prueba; y Figura 13 una representación en corte transversal de la fuente de luz de prueba según la figura 12.

La figura 1 muestra de manera esquemática una pieza en bruto FR de un filtro de diálisis, correspondiente al estado de la técnica, directamente después de su fabricación. La pieza en bruto de filtro FR está compuesta de numerosas fibras huecas de tipo tubular o capilar, por ejemplo, de polisulfona, que se extienden esencialmente en paralelo entre sí. La cantidad de fibras huecas F es usualmente de 10.000 a 16.000, aunque en la figura 1 están representadas sólo seis fibras huecas F para una mejor comprensión. El diámetro de las fibras huecas F, representadas en las figuras 1 a 5, se muestra de manera excesivamente grande para una mejor comprensión. Las figuras 1 a 5, 12 y 13 no están representadas a escala.

Las fibras huecas F están rodeadas en cada uno de sus dos zonas extremas por una masa aglutinante BM, situada entre las fibras huecas F. La masa aglutinante BM forma en cada zona extrema de las fibras huecas F un bloque cilíndrico E, E’, en el que las fibras huecas F están embebidas en el lado extremo. La masa aglutinante BM fija las fibras huecas F entre sí en sus zonas extremas y es una masa de sellado solidificada, por ejemplo, de resina de poliuretano. Las fibras huecas G sin masa aglutinante se extienden entre los dos bloques E, E’.

Después del sellado con masa aglutinante BM, los extremos de las fibras huecas F o al menos algunos de las mismas, quedan cubiertos con masa aglutinante y las zonas extremas de muchas o todas las fibras huecas F quedan obstruidas con masa aglutinante BM, porque durante el sellado, la masa aglutinante penetra en los extremos abiertos de las fibras huecas F.

Por tanto, el bloque E, representado a la izquierda en la figura 1, se corta con una cuchilla de corte después de solidificarse la masa aglutinante BM a lo largo de una línea de corte SL cerrada de forma circular que discurre en su periferia o su superficie de revestimiento. Asimismo, el bloque E’, representado a la derecha en la figura 1, se corta

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después de solidificarse la masa aglutinante BM a lo largo de una línea de corte SL’ cerrada de forma circular que discurre en su periferia.

De cada bloque E, E’ se corta de esta manera su capa de recubrimiento extrema exterior D o D’, siendo usualmente el grosor de la capa de recubrimiento D, D’, cortada en forma de disco, de algunos centímetros, es decir, con este corte se reduce el grosor, pero no el diámetro de los bloques E, E’.

El bloque de masa aglutinante representado a la izquierda de la figura 1, que queda después del corte, con las fibras huecas F embebidas en el mismo se identifica a continuación como “haz” B1 o “haz de fibras huecas” B1 y está representado por separado y a escala ampliada en la figura 2. El bloque de masa aglutinante representado a la derecha de la figura 1, que queda después del corte, con las secciones de fibras huecas embebidas en el mismo forma de manera correspondiente un haz de fibras huecas B1’.

Durante el corte mencionado se cortan también forzosamente los extremos de las fibras huecas F embebidas, de modo que en la zona extrema de cada fibra hueca F, afectada por el corte, queda expuesta una nueva superficie de las respectivas fibras huecas F. Esta nueva superficie es anular, usualmente anular circular, y su forma corresponde a la sección transversal de la fibra hueca F. Estas nuevas superficies representan los extremos de sección transversal, generados por el corte, de las fibras huecas F y se identifican a continuación como superficies de borde frontales de las fibras huecas F y no se pueden observar en la figura 1, porque la figura 1 muestra el estado antes del corte, o sea, las superficies de borde frontales mencionadas de las fibras huecas F no están expuestas aún aquí. En las figuras 2 a 5, estas superficies de borde frontales, generadas por el corte, se han identificado con el signo de referencia SR.

Mediante el corte, la superficie de la masa aglutinante BM, definida por la línea de corte SL, se convierte junto con las superficies de borde frontales SR en la nueva superficie exterior extrema del haz B1 representado a la izquierda en la figura 1. Esta nueva superficie exterior del haz B1 se identifica a continuación como “superficie frontal” que tampoco se puede observar en la figura 1, porque la figura 1 muestra el estado antes del corte, o sea, la superficie frontal no está expuesta aún aquí. En las figuras 2 a 5, a la superficie frontal expuesta por el corte se ha asignado el signo de referencia SF1 o SF2.

La superficie frontal está compuesta de la nueva superficie exterior frontal o superficie de la masa aglutinante BM, expuesta por el corte, y de las superficies de borde frontales SR, expuestas asimismo por el corte, de las fibras huecas F. Los espacios exteriores H de las fibras huecas F no obstruidas finalizan en la superficie frontal. Por tanto, la misma está cubierta de numerosos orificios.

Asimismo mediante el corte, la superficie circular, definida por la línea de corte SL’, se convierte en la nueva superficie exterior extrema del haz B1’ representado a la derecha en la figura 1. Esta nueva superficie exterior se identifica a continuación como “superficie trasera”.

Como ya se mencionó, la masa aglutinante BM penetra en las zonas extremas de los espacios interiores de las fibras huecas F durante la fabricación de la pieza en bruto de filtro FR, específicamente durante el sellado, y después de solidificarse forma aquí tapones que obstruyen las fibras huecas F. Con el corte mencionado, la mayor parte de las zonas extremas afectadas de las fibras huecas se cortan con los tapones, de modo que la mayoría de las fibras huecas quedan libres, es decir, no obstruidas, después del corte y finalizan con sus extremos, abiertos ahora, en la superficie frontal expuesta mediante el corte.

Sin embargo, en algunos de los espacios interiores de las fibras huecas, la masa aglutinante ha penetrado tan profundamente durante el sellado que los tapones en cuestión no se eliminan completamente con el corte, sino que se recortan, de modo que los extremos de estas fibras huecas siguen estando obstruidos con tapones residuales de masa aglutinante BM después del corte. Las fibras huecas obstruidas afectan la eficacia del filtro de diálisis.

El filtro de diálisis se coloca usualmente después del corte en una carcasa G, cilíndrica y abierta en los extremos, que se ha representado en la figura 1 con puntos y de manera transparente.

La figura 2 muestra la situación después del corte. El haz de fibras huecas cilíndrico B1 de la figura 1 está representado en la figura 2 esquemáticamente y a escala ampliada en comparación con la figura 1.

La superficie frontal SF1 está formada conjuntamente por las superficies de borde frontales SR de las fibras huecas F y la superficie frontal de la masa aglutinante BM. Las superficies de borde frontales SR de las fibras huecas F están formadas por aquellas superficies de las fibras huecas F que quedaron expuestas debido al corte de la pieza en bruto de filtro FR de la figura 1, es decir, debido a la eliminación de la capa de recubrimiento D del bloque E, mediante cuchillas de corte. Las superficies de borde frontales SR están situadas en un plano con la superficie frontal de la masa aglutinante BM y con la superficie frontal SF1.

La superficie frontal de la masa aglutinante BM es aquella superficie de la masa aglutinante BM que quedó expuesta mediante el corte.

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Las fibras huecas F están fabricadas de un primer material, específicamente de polisulfona en el presente ejemplo, y se extienden de la superficie frontal SF2 a la superficie posterior HF2 del haz. En el lado de la superficie posterior HF2, opuesto a la superficie frontal DF2, las fibras huecas F se prolongan hasta otro haz de fibras huecas (de manera similar a las fibras huecas del haz B1 de la figura 1, hasta el haz B1’), lo que no se muestra en la figura 3.

La superficie frontal SF2 está formada conjuntamente por las superficies de borde frontales SR de las fibras huecas F y la superficie frontal de la masa aglutinante BM del haz B2 que quedaron expuestas debido al corte durante la fabricación del haz B2.

La masa aglutinante BM está fabricada de un segundo material, específicamente de resina de poliuretano o de poliuretano en el presente ejemplo, forma parte asimismo del haz B2 y se encuentra en una zona contigua a la superficie frontal SF2, específicamente la zona situada entre la superficie frontal S2” y la superficie posterior HF2, entre las fibras huecas F. En esta zona, las fibras huecas F están embebidas en la masa aglutinante BM y son sujetadas por la misma.

La mayoría de las fibras huecas F presenta espacios interiores H o cavidades H continuas, no obstruidas. No obstante, algunas de las fibras huecas F están obstruidas con tapones P de masa aglutinante BM que se mantienen como tapones residuales P en las fibras huecas afectadas F después del corte.

Según la invención, para la generación de la imagen de luz difusa DLB se genera en una etapa de procedimiento a) una luz de ensayo TL con una longitud de onda de ensayo  mediante la fuente de luz de ensayo TQ y se irradia preferentemente con un ángulo de incidencia plano, o sea, preferentemente un pequeño ángulo de elevación, hacia la superficie frontal SF2, es decir, ésta se ilumina con la luz de ensayo TL.

Como ejemplo, en la figura 3 se ha representado un rayo de luz de ensayo TLS que se genera mediante la fuente de luz de ensayo TQ, incide con un ángulo de elevación  en la superficie frontal SF2, se refleja aquí de manera difusa y llega a la cámara de ensayo TK.

La longitud de onda de ensayo  está situada preferentemente en el intervalo UV-A, en particular preferentemente a 365 nm.

Las fibras huecas F reflejan de manera difusa la luz de ensayo TL, incidente en sus superficies de borde frontales SR, con un primer albedo A1. La masa aglutinante BM o su superficie frontal, expuesta mediante el corte, refleja en gran parte de manera especular la luz de ensayo TL, irradiada hacia la superficie frontal SF2, con una longitud de onda de ensayo  (es decir, de acuerdo con la ley ángulo de incidencia = ángulo de reflexión), pero también de manera difusa en un porcentaje determinado. Este porcentaje se refleja de manera difusa en la superficie frontal de la masa aglutinante con un segundo albedo A2 que es menor que el primer albedo A1, de modo que A1A2.

En una etapa de procedimiento b) se registra la luz de ensayo TL después de su reflexión difusa en las superficies de borde frontales SR de las fibras huecas F mediante la cámara de ensayo TK, que presenta un objetivo OT y es sensible a la longitud de onda de ensayo , y de esta manera se genera la imagen de luz difusa DLB de la superficie frontal SF2, en la que las superficies de borde frontales SR de las fibras huecas F aparecen más claras que la masa aglutinante BM, porque A1A2.

La cámara de ensayo TK está unida mediante una conexión V1 al sistema de procesamiento de imagen BV que está unido a su vez mediante una conexión V2 al monitor M, en el que aparece la imagen de luz difusa DLB suministrada por la cámara de ensayo TK y no modificada mediante el sistema de procesamiento de imagen BV.

En la imagen de luz difusa DLB están representadas entonces todas las superficies de borde frontales SR de las fibras huecas F de manera clara como las imágenes SR” y, por tanto, se pueden diferenciar bien de la masa aglutinante BM, que aparece más oscura en la imagen de luz difusa DLB, mediante el sistema de procesamiento de imagen BV. Por consiguiente, la imagen de luz difusa DLB es muy adecuada para la detección automática de las superficies de borde frontales SR de todas las fibras huecas F a fin de determinar si están obstruidas o no.

En una etapa de procedimiento c), las imágenes SR” de las superficies de borde frontales SR de las fibras huecas F se detectan y se cuentan sobre la base de este aclaramiento de las superficies de borde frontales SR respecto a la masa aglutinante BM en la imagen de luz difusa DLB mediante el procesamiento de imagen ejecutado automáticamente por el sistema de procesamiento de imagen BV.

La cantidad de fibras huecas F determinada en la imagen de luz difusa DLB se puede almacenar. En vez del conteo de esta cantidad es posible también determinar, por ejemplo, la superficie total de todas las fibras huecas, es decir, las superficies de borde frontales SR.

Los lugares en la imagen de luz difusa DLB, en que se localizaron imágenes SR” de superficies de borde frontales SR de fibras huecas F, se pueden almacenar también, aunque esto no es indispensable.

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A fin de aumentar el contraste en la imagen de luz difusa DLB se selecciona preferentemente como longitud de onda de ensayo  una longitud, en la que el albedo A1 del material de fibra hueca (por ejemplo, polisulfona) es mayor en al menos un factor 2 que el albedo A2 del material de masa aglutinante (por ejemplo, resina de poliuretano).

La longitud de onda de ensayo  se selecciona también preferentemente de tal modo que el coeficiente de extinción de la masa aglutinante BM para la luz de ensayo TL es superior a 2/cm para evitar que la luz de ensayo TL, que penetra profundamente en la masa aglutinante BM y se dispersa en las fibras huecas F, afecte el contraste de la imagen de luz difusa DLB.

Estas dos últimas condiciones mencionadas se cumplen, por ejemplo, al mismo tiempo si las fibras huecas F están fabricadas de polisulfona y la masa aglutinante, de resina de poliuretano y la longitud de onda de ensayo se selecciona con =365 nm.

Según una variante, la fuente de luz de ensayo TQ está dispuesta de modo que en cada punto de la imagen de luz difusa DLB, como máximo r % de la radiación, que contribuye a la imagen de luz difusa DLB, se refleja de manera especular en el lado frontal S, siendo r un número entre 10 y 40.

La fuente de luz de ensayo TQ y la cámara de ensayo TK se disponen preferentemente de modo que ninguna luz, reflejada en la superficie frontal de la masa aglutinante BM (es decir, de manera especular) y procedente de la fuente de luz de ensayo TQ, llega a la cámara de ensayo TK o ninguna luz, reflejada en el lado frontal SF2 de manera brillante (es decir, especular) y procedente de la fuente de luz de ensayo TQ, llega a la cámara de ensayo TK.

Dado que la superficie frontal de la masa aglutinante BM refleja la luz de ensayo TL de manera más especular que difusa y A2A1, la masa aglutinante aparece relativamente oscura en la imagen de luz difusa DLB. Lo mismo se aplica para los tapones P, porque están hechos también de masa aglutinante BM. Los espacios interiores H de fibras huecas F no obstruidas aparecen también oscuros en la imagen de luz difusa DLB, porque absorben en gran parte la luz de ensayo incidente en los mismos. Por tanto, las fibras huecas F obstruidas o no obstruidas se pueden diferenciar mal entre sí o no se pueden diferenciar con seguridad en la imagen de luz difusa DLB mediante el sistema de procesamiento de imagen BV. Sin embargo, esta diferenciación es posible de una manera muy segura mediante las variantes de procedimiento según la invención que se explican a continuación con referencia a las figuras 4 y 5.

La figura 4 muestra una disposición para generar según la invención una imagen de luz especular GLB1. La disposición de la figura 4 comprende el haz B2, el soporte transversal T1, la fuente de luz de prueba PQ1, que está extendida de forma plana y emite luz de prueba PL1, el sistema de procesamiento de imagen BV, el monitor M y las líneas de conexión V1, V2 de la figura 3. La cámara de ensayo TK de la figura 3 se ha sustituido en la disposición de la figura 4 por una cámara de prueba PK con un objetivo OP, que es sensible a la luz con una longitud de onda de prueba . Dado que la fuente de luz de ensayo TK de la figura 3 no se necesita para generar la imagen de luz especular GLB1, ésta y los soportes T3, T4 se han suprimido en la disposición de la figura 4.

La disposición de la figura 4 sirve para detectar según la invención fibras huecas F no obstruidas en el haz B2 de la figura 3 con ayuda de la imagen de luz especular GLB1.

En la imagen de luz especular GLB1, que aparece en el monitor M de la figura 4, la imagen del haz B2 está identificada con el signo de referencia B2’, la imagen de la masa aglutinante BM está identificada con el signo de referencia BM’ y las imágenes de espacios interiores de fibras huecas no obstruidas están identificadas con el signo de referencia H’.

Después de ejecutarse las etapas de procedimiento a) hasta c), explicadas arriba, se ejecutan adicionalmente con la disposición de la figura 4 según una variante particularmente ventajosa del procedimiento según la invención las etapas de procedimiento siguientes d), e) y f):

Etapa de procedimiento d): Mediante la fuente de luz de prueba PQ1 se genera (con la fuente de luz de ensayo TQ desconectada) una luz UV-A PL1 con la longitud de onda de prueba  como luz de prueba PL1 para iluminar la superficie frontal SF2 del haz B2. Con la luz de prueba PL1 se ilumina la superficie frontal S. La superficie luminosa de la fuente de luz de prueba PQ1 es preferentemente mayor que la superficie frontal SF2 del haz B2. La fuente de luz de prueba PQ1 está dispuesta en el soporte T1 por encima de la superficie frontal SF2. La luz de prueba PL1 es preferentemente difusa, es decir, se emite con preferencia de una manera completamente no direccional hacia el semiespacio situado por debajo de la fuente de luz de prueba PQ1, lo que se indica en la figura 4 por medio de varios grupos de flechas PL1 discontinuas divergentes que parten de la fuente de luz de prueba PQ1.

La cámara de prueba PK está dispuesta por encima de la superficie frontal SF2 y mira hacia la misma mediante el objetivo OP.

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espacios interiores de tales fibras huecas F que están obstruidas en la zona de la superficie frontal SF2 con tapones P de masa aglutinante BM.

En la imagen de luz especular GLB1, todos los espacios interiores H de las fibras huecas F no obstruidas se pueden identificar como imágenes H’ oscuras y, por tanto, se pueden diferenciar bien de la masa aglutinante BM, que aparece más clara en la imagen de luz especular GLB1, mediante el sistema de procesamiento de imagen BV. Por consiguiente, la imagen de luz especular resulta muy adecuada para la detección y el conteo automáticos de fibras huecas no obstruidas F.

Etapa de procedimiento f): Las imágenes H’ de los espacios interiores H de fibras huecas F no obstruidas se detectan y se cuentan automáticamente mediante el procesamiento de imagen sobre la base de este oscurecimiento en la imagen de luz especular GLB1.

La cantidad determinada de fibras huecas con espacios interiores no obstruidos se puede almacenar. En vez del conteo de esta cantidad es posible también determinar, por ejemplo, la superficie total de todas las fibras no obstruidas.

Los lugares en la imagen de luz especular GLB1, en los que se localizaron imágenes H’ de espacios interiores H de fibras huecas F no obstruidas, se pueden almacenar también.

Si la masa aglutinante BM es altamente transparente para la luz de prueba, la luz de prueba penetra en capas más profundas, muy separadas de la superficie frontal, de la masa aglutinante BM y aclara aquí los espacios interiores de las fibras huecas F a partir de la masa aglutinante BM, de modo que se aclaran las imágenes H’ de las cavidades H no obstruidas en la imagen de luz especular. Es decir, se produce un deterioro del contraste. Para impedirlo, se selecciona preferentemente una longitud de onda de prueba , en la que el coeficiente de extinción de la masa aglutinante BM es superior a 2/cm, es decir, una longitud de onda de prueba que es absorbida en gran medida por la masa aglutinante BM.

Esta condición se cumple, por ejemplo, en caso de una masa aglutinante BM de resina de poliuretano, si la longitud de onda de prueba seleccionada es de =365 nm.

Según otra variante explicada con referencia a la figura 5, una imagen de luz especular GLB2 se genera y se evalúa mediante el procesamiento de imagen en principio de la misma manera o de manera análoga a la imagen de luz especular GLB1 de la figura 4.

Las etapas d), e) y f) se pueden ejecutar antes o después de las etapas a), b) y c) o simultáneamente con las mismas o de manera solapada en tiempo con las mismas.

La figura 5 muestra una disposición alternativa para generar una imagen de luz especular que se diferencia de la disposición de la figura 4 por el hecho de que

-en vez de la fuente de luz de prueba PQ1 se utiliza una fuente de luz de prueba PQ2 que está dispuesta en el

soporte transversal T1 mediante un soporte T2, emite luz de prueba PL2 con la longitud de onda de prueba  y

se encuentra por encima de la superficie frontal SF2, y -la cámara de prueba PK está dispuesta y orientada de manera diferente a la figura 4.

En la superficie frontal lisa de la masa aglutinante BM se refleja de manera brillante (especular) al menos una parte de la luz de prueba PL2, emitida por la fuente de luz de prueba PQ2, y se registra mediante la cámara de prueba PK y de este modo se genera una imagen de luz especular GLB2 de la superficie frontal SF2, que se representa en el monitor M como imagen de luz especular GLB2 sin verse influenciada por el sistema de procesamiento de imagen BV. En la figura 5, la imagen del haz B2 está identificada con el signo de referencia B2’’’ y la imagen de la superficie frontal SF2, con el signo de referencia SF2’’’, las imágenes de los espacios interiores H de fibras huecas no obstruidas están identificadas con el signo de referencia H’’’ y la imagen de la superficie frontal de la masa aglutinante BM está identificada con el signo de referencia BM’’’.

La disposición u orientación mutua de la fuente de luz de prueba PQ2, de la cámara de prueba PK, así como de la superficie frontal SF2 se ha seleccionado a su vez de modo que la luz de prueba PL2, que llega a la cámara PK, incide para cada lugar de la superficie frontal SF2 con un ángulo de elevación de al menos 60º sobre la superficie frontal SF2, lo que se indica en la figura 2 con el ejemplo de dos rayos de luz de prueba PLS3, PLS4 que inciden con un ángulo de elevación 260º o 360º sobre la superficie frontal S y abandonan la misma después de la reflexión especular con el mismo ángulo de elevación 2, 3.

La disposición u orientación mutua de la fuente de luz de prueba PQ2, de la cámara de prueba PK, así como de la superficie frontal SF2 se ha seleccionado también de modo que toda la superficie frontal de la masa aglutinante BM aporta luz de prueba de reflexión especular a la imagen de luz especular GLB2 y toda la superficie frontal de la masa

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aglutinante BM está registrada en la imagen de luz especular GLB2.

Con esta disposición de la figura 5 se ejecutan convenientemente las etapas d), e) y f) de acuerdo con una variante del procedimiento, según la invención, que representa una alternativa de la variante explicada arriba con referencia a la figura 4.

La longitud de onda de prueba  y la longitud de onda de ensayo  se seleccionan preferentemente idénticas. Esta longitud de onda común es preferentemente de 365 nm. Además, como cámara de prueba PK y como cámara de ensayo TK se utiliza preferentemente la misma cámara.

Si se usa la polisulfona como material de fibra hueca, por delante de la cámara se conecta preferentemente un filtro de banda estrecha que presenta una transmisión máxima para la luz con la longitud de onda de 365 nm y casi se bloquea en caso de una longitud de onda de 460 nm (no mostrado en las figuras). De esta manera, la luz fluorescente, que se excita en el material de fibra hueca (polisulfona) mediante la luz UV-A irradiada con una longitud de onda de 365 nm, no puede contribuir a la imagen de luz especular GLB1 ni a la imagen de luz difusa DLB, lo que mejora una vez más el contraste de estas imágenes GLB1 o GLB2 y DLB.

Las etapas de procedimiento a) hasta c) dan como resultado preferentemente la cantidad total de fibras huecas F (obstruidas y no obstruidas) detectadas en la imagen de luz difusa DLB. La cantidad determinada de esta manera se identificaría aquí con G. Las etapas de procedimiento d) a f), ejecutadas a continuación, dan como resultado preferentemente la cantidad de fibras huecas F no obstruidas, que se han detectado en la imagen de luz especular GLB1 o GLB2. La cantidad determinada de esta manera se identificaría aquí con U.

Estas dos cantidades se combinan preferentemente entre sí. Por ejemplo, la diferencia G-U proporciona la cantidad de fibras obstruidas que se identificaría aquí con V. El cociente U/G proporciona el porcentaje de fibras huecas no obstruidas en su cantidad total. El cociente V/G proporciona el porcentaje de fibras huecas obstruidas en su cantidad total.

Los resultados obtenidos a partir de la combinación de las cantidades G y U se pueden utilizar muy ventajosamente como criterios cuantitativos de calidad para el estado de obstrucción y, por consiguiente, para la calidad del haz B2.

Con el sistema de procesamiento de imagen BV se puede realizar en la etapa c) también una localización automática de todas las fibras huecas F detectadas en la imagen de luz difusa DLB, pudiéndose almacenar la posición de todas las fibras huecas F detectadas en la imagen de luz difusa DLB. Asimismo, en la etapa f) se puede realizar una localización automática de todos los espacios interiores de fibra hueca H no obstruidos, detectados en la imagen de luz especular GLB1, GLB2, pudiéndose almacenar asimismo la posición en la imagen de luz especular GLB1, GLB2. Mediante la comparación de las posiciones de todas las fibras huecas detectadas F con las posiciones de los espacios interiores de fibra hueca H no obstruidos se puede obtener una información sobre la posición de todas las fibras huecas obstruidas.

Después de analizarse según la invención el haz B1 o B2 de fibras huecas F en relación con la obstrucción del mismo en la zona de la superficie frontal SF1 o SF2, el haz B1 o B2 se puede girar naturalmente en 180º alrededor uno de sus ejes transversales y a continuación se puede analizar el haz B1 o B2 de fibras huecas F en relación con la obstrucción de las mismas en la zona de superficie trasera al ejecutarse nuevamente el procedimiento según la invención. Es decir, por ejemplo, el haz B1’ de la figura 1 se puede someter también al procedimiento según la invención.

Las figuras 6 y 7 muestran en cada caso una imagen de una sección de la superficie frontal de un haz de fibras huecas, tomada con un microscopio electrónico de barrido, para explicar también el estado de la técnica, pudiéndose identificar claramente las superficies de borde frontales y los espacios interiores de las fibras huecas.

La figura 8 muestra una fotografía de una imagen de luz difusa de un haz de fibras huecas. La fotografía de la figura 8 se obtuvo mediante la realización de las etapas de procedimiento a) y b) explicadas arriba o mediante el procedimiento, según la invención, explicado con referencia a la figura 3. Las superficies de borde frontales de las fibras huecas se representan de manera marcada como anillos claros.

La figura 9 muestra una fotografía de una imagen de luz especular de un haz de fibras huecas. La fotografía de la figura 9 se obtuvo mediante la realización de las etapas de procedimiento d) y e) explicadas arriba. Los espacios interiores de fibras huecas no obstruidas se representan claramente como puntos o círculos oscuros.

La figura 10 muestra una fotografía de una sección a escala ampliada de una imagen de luz difusa que se obtuvo mediante la realización de las etapas a) y b). Las superficies de borde frontales de fibras huecas se pueden identificar aquí de una manera muy evidente y contrastante como anillos claros.

La figura 11 muestra una foto de una sección a escala ampliada de una imagen de luz especular que se obtuvo mediante la realización de las etapas a) y b). Los espacios interiores de fibras huecas no obstruidas se pueden

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identificar aquí también de una manera muy contrastante como superficies oscuras, esencialmente circulares.

Imágenes del tipo mostrado en las figuras 8 a 11 a modo de ejemplo o por secciones (figuras 10 y 11) son muy adecuadas para una evaluación automática mediante procesamiento de imagen informatizado, en particular para el conteo automático de las superficies de borde frontales o de los espacios interiores de fibras huecas no obstruidas de acuerdo con las etapas c) o f).

La figura 12 muestra una vista en planta de una forma de realización particularmente ventajosa de una fuente de luz de prueba PQ3 para iluminar la superficie frontal con luz de prueba UV a fin de generar una imagen de luz especular. La figura 13 muestra una representación en corte transversal de la fuente de luz de prueba PQ3 de la figura 12, estando dispuesta la fuente de luz de prueba PQ3 en la figura 3 frente a la superficie frontal SF2 del haz B2 de las figuras 3, 4 y 5 e iluminando la superficie frontal SF2 con luz UV con una longitud de onda de 365 nm. En la figura 13 no están representadas fibras del haz B2.

La representación de la figura 12 muestra la fuente de luz de prueba PQ3 desde la superficie frontal. La fuente de luz de prueba PQ3 presenta una pluralidad de fuentes de luz individuales ELQ, estando formada cada fuente de luz individual ELQ por un diodo luminoso UV (LED UV) que irradia luz UV con una longitud de onda de 365 nm hacia la superficie frontal.

Todos los LEDs UV ELQ están dispuestos sobre una placa de soporte TP y forman aquí tres anillos concéntricos R1, R2, R3, estando formado cada anillo R1, R2, R3 por una parte respectivamente de los LEDs UV. Por ejemplo, el anillo exterior R1 puede presentar un diámetro de 150 mm y estar formado por 70 LEDs UV ELQ, el anillo central R2 puede presentar un diámetro de 120 mm y estar formado por 50 LEDs UV ELQ y el anillo interior R3 puede presentar un diámetro de 90 mm y estar formado por 40 LEDs UV ELQ.

La fuente de luz de prueba PQ3 de las figuras 12 y 13 es una fuente de luz que presenta una pluralidad de fuentes de luz individuales ELQ que definen en su totalidad una envolvente que, visto desde cada punto de la superficie frontal SF2, aparece con un ángulo de apertura  de al menos 60º. En la figura 12, la envolvente es la zona anular situada entre las líneas límites G1 y G2 definidas por los LEDs UV ELQ. Según otra definición, la envolvente está definida sólo por la línea límite exterior G1 y, por tanto, no tiene forma anular.

La fuente de luz de prueba se dispone preferentemente frente a la superficie frontal SF2 (figura 13) de tal modo que la distancia angular  entre dos fuentes de luz individuales cualquiera ELQ, contiguas entre sí, aparece más grande que, por ejemplo, 5º, visto desde ningún punto de la superficie frontal SF2, y dentro de la envolvente no existe, exceptuando la entalladura A, ninguna zona no luminosa que aparezca más grande que 5º, visto desde un punto cualquiera de la superficie frontal SF1, SF2.

Es decir, la envolvente es compacta y está ocupada con LEDs UV ELQ, sin grandes espacios vacíos. De este modo, la fuente de luz de prueba PQ3 actúa casi como si la envolvente irradiara luz de prueba de manera plana y no puntual. En la práctica no se origina ventajosamente ninguna diferencia entre una fuente de luz de prueba plana y una fuente de luz de prueba PQ3, formada por LEDs UV según la figura 12, para el análisis del haz de fibras B2.

La fuente de luz de prueba PQ3 actúa ventajosamente casi como una fuente de luz de extensión infinita que ilumina de manera uniforme (homogénea) durante la iluminación de la superficie frontal SF2.

La fuente de luz de prueba PQ3 presenta en su centro una zona o entalladura A no luminosa que está libre de fuentes de luz individuales ELQ que, visto desde cada punto de la superficie frontal SF2, aparece con un ángulo de apertura  de 25º como máximo, habiéndose dispuesto la cámara de prueba PK de modo que el objetivo OP de la cámara de prueba PK mira hacia la superficie frontal SF2 a través de la zona o entalladura libre A, estando situado el eje óptico OA del objetivo OP preferentemente en perpendicular al centro de la superficie frontal SF2. La entalladura A puede presentar, por ejemplo, un diámetro de 90 a 100 mm.

La fuente de luz de prueba PQ3, que se extiende en forma de anillo circular alrededor de la entalladura A, puede presentar un diámetro exterior de 150 a 160 mm. La distancia de las fuentes de luz individuales ELQ respecto al punto central de la superficie frontal SF2 puede ser, por ejemplo, de 240 a 250 mm.

El ángulo de apertura  puede ser, por ejemplo, de 36º aproximadamente. Según una forma de realización de la invención, este ángulo es de 35º a 70º. El ángulo de apertura  puede ser, por ejemplo, de 36º aproximadamente.

Las fuentes de luz de ensayo TQ están desconectadas, por lo general, durante el funcionamiento de la fuente de luz de prueba PQ3.

La realización de la fuente de luz de prueba PQ3, mostrada en las figuras 12 y 13, tiene también la ventaja de que la superficie frontal SF2 se puede iluminar con este tipo de fuente de luz de prueba PQ3 sin sombras, sin puntos de luz y de una manera altamente uniforme.

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Después de generarse la imagen de luz especular y ejecutarse el procedimiento de la reivindicación 2, es decir, el procedimiento 2, en una primera pasada, el haz B2 se puede girar en un ángulo determinado alrededor de su eje longitudinal y a continuación se puede volver a ejecutar el procedimiento 2 en una segunda pasada. Esta segunda pasada del procedimiento dará con una probabilidad muy alta el mismo resultado que la primera pasada al iluminarse la superficie frontal SF2 con la fuente de luz de prueba PQ3 de las figuras 12 y 13, es decir, el resultado del procedimiento 2 se puede obtener con esta fuente de luz de prueba prácticamente de manera invariante respecto a un giro del haz B2 alrededor de su eje longitudinal. Esto significa que pruebas redundantes realizadas en el haz B2 proporcionan, por lo general, resultados idénticos, lo que mejora drásticamente la fiabilidad del análisis.

Lista de signos de referencia

A Entalladura en PQ3 B1, B1’, B2 Haz de fibras huecas B2’, B2”’ Imagen de B2 en la imagen de luz especular GLB1, GLB2 B2” Imagen de B den la imagen de luz difusa BM Masa aglutinante BM’, BM’’’ Imagen de BM en la imagen de luz especular GLB1, GLB2 BM” Imagen de BM en la imagen de luz difusa BV Sistema de procesamiento de imagen D, D’ Capas de recubrimiento DLB Imagen de luz difusa E, E’ Bloques ELQ Fuente de luz individual, LED UV F Fibra hueca FR Pieza en bruto de filtro G Carcasa GLB1, GLB2 Imágenes de luz especular G1, G2 Primera, segunda línea límite H Espacio interior de F H’, H’’’ Imagen de H en la imagen de luz especular GLB1, GLB2 H” Imagen de H en la imagen de luz difusa HF1, HF1 Superficie posterior de B1, B2 L1 Eje longitudinal de B1 M Monitor MF1, MF2 Superficie de revestimiento de B1, B2 OA Eje óptico OP Objetivo de PK OT Objetivo de PK P Tapón P” Imagen de P en la imagen de luz difusa PL1, PL2 Luz de prueba UV PLS1, PLS3, PLS4 Rayos de luz de prueba UV PK Cámara de prueba PQ1, PQ2, PQ3 Fuentes de luz de prueba R Superficie trasera R1, R2, R3 Primer, segundo, tercer anillo SF1, SF2 Superficie frontal de B1, B2 SF2’, SF2’’’ Imagen de SF2 en la imagen de luz especular GLB1, GLB2 SF2” Imagen de SF” en la imagen de luz difusa SR Superficie de borde frontal de F SR” Imagen de SR en la imagen de luz difusa SL, SL’ Líneas de corte TK Cámara de ensayo TL Luz de ensayo UV TLS Rayo de luz de ensayo TQ Fuente de luz de ensayo TP Placa de soporte T1 Soporte transversal T2, T3, T4 Soporte V1, V2 Cable de conexión , ,  Ángulo de apertura  Ángulo de elevación de luz de ensayo 1, 2, 3 Ángulo de elevación de luz de prueba  Ángulo de corte

Claims (1)

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