ES2929129T3 - Procedimiento y dispositivo para inspeccionar la superficie de una banda en movimiento - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para inspeccionar al menos una superficie de una tira (B) que se mueve en una dirección de recorrido de la tira (v) por un inspector (I), estando la superficie de la tira (B) provista de al menos una primera luz fuente de luz (1, 1') y una segunda fuente de luz (2, 2') y donde la primera fuente de luz (1, 1') emite luz bajo un primer ángulo de incidencia (Δα1) sobre una primera área superficial (H) y la segunda fuente de luz (2, 2') emite luz bajo un segundo rango de ángulo de incidencia (Δα2) sobre una segunda superficie (D) de la superficie de la tira (B) y la primera fuente de luz (1, 1') y la segunda fuente de luz (2, 2') se pulsan alternativamente con una frecuencia de pulso predeterminada (f). de modo que la superficie de la tira (B) es irradiada alternativamente con la frecuencia de pulso (f) en la primera superficie (H) y la segunda superficie (D) y la primera superficie es irradiada por la primera fuente de luz (1, 1'). (H) por el inspector (I) a través de un espejo (4, 4') en campo claro y la segunda superficie (D) irradiada por la segunda fuente de luz (2, 2') por el inspector (I) a través del espejo (4, 4') se puede observar en campo oscuro. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo para inspeccionar la superficie de una banda en movimiento
La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo para inspeccionar la superficie de una banda que se mueve en una dirección de desplazamiento de la banda por parte de un inspector.
En la fabricación de bandas de acero recubiertas o sin recubrir, por ejemplo para la construcción de automóviles y para aplicaciones de envasado, la superficie de la banda, que puede ser una superficie recubierta o sin recubrir de una banda de acero, se examina utilizando sistemas de inspección de superficie para detectar defectos en la superficie con fines de control de calidad. En este sentido, la superficie de una banda que proviene de un proceso de producción o refinamiento y que se mueve a la velocidad de la banda se ilumina con fuentes de luz y se monitorea con cámaras para registrar una imagen de la superficie de la banda. Tal control de superficie de los flejes de acero (recubiertos o sin recubrir) se lleva a cabo con regularidad inmediatamente después del final de un procedimiento de producción, refinamiento o recubrimiento, antes de que la banda se enrolle formando un rollo (bobina).
Por el estado de la técnica se conocen numerosos sistemas automáticos de inspección de superficies basados en cámaras, con los que se pueden detectar, documentar y clasificar defectos superficiales de forma automatizada.
En los sistemas de inspección de superficies conocidos, la superficie de una banda que va a examinarse se ilumina con fuentes de luz y la superficie iluminada se registra mediante una o más cámaras de campo claro y/o de campo oscuro. Para observar la superficie de la banda en el campo oscuro, las cámaras están dispuestas a este respecto en relación con la superficie iluminada de la banda de tal manera que la radiación dirigida por las fuentes de luz hacia la superficie de la banda y reflejada desde allí se desvía fuera del campo de observación de la cámara, en donde la radiación reflejada en los defectos superficiales o dispersa se desvía en la dirección de la cámara hacia su campo de visión. Esto hace que los defectos superficiales en la imagen de la cámara, que de otro modo sería oscura, sean reconocibles como puntos claros (observación en campo oscuro). Al observar la superficie de la banda en campo claro, la radiación dirigida desde las fuentes de luz sobre la superficie de la banda y reflejada desde allí se dirige hacia la cámara. Una superficie impecable produce a este respecto una imagen clara en la cámara. Si aparece un defecto en la superficie, una parte de la radiación se desvía y se dispersa de forma difusa y, por lo tanto, no aparece en la imagen de la cámara. Un defecto superficial se manifiesta en este caso como un punto oscuro en la imagen de la cámara, que de otro modo sería claro (observación en campo claro).
Por el estado de la técnica, por ejemplo el documento DE 197 20 308 A se conocen dispositivos, en los que una superficie que va a inspeccionarse se observa tanto en una observación de campo claro como en un campo oscuro. Para ello, están previstas cámaras independientes para la observación del campo claro y del campo oscuro, que están dispuestas en relación con la radiación reflejada desde la superficie en el ángulo de reflexión o fuera del ángulo de reflexión de los rayos de luz. Las imágenes tomadas por las cámaras en el campo claro y campo oscuro se pueden combinar para crear una imagen de inspección. Esto hace posible detectar casi todos los tipos de posibles defectos superficiales
La patente estadounidense 5.087.822 A da a conocer un dispositivo para inspeccionar una fleje de acero en movimiento, en el que los dispositivos de iluminación iluminan la superficie que va a inspeccionarse desde diferentes ángulos, en donde la luz reflejada por la superficie que va a inspeccionarse se conduce a una cámara a través de un dispositivo de espejo.
Por la patente estadounidense 6.327.374 B1 se conoce un dispositivo para inspeccionar un objeto en forma de banda que se mueve continuamente, en el que la superficie que va a inspeccionarse se ilumina mediante varios dispositivos de iluminación en distintos ángulos, y en cada caso se realiza una captura de imagen por separado para cada dispositivo de iluminación y las capturas de imagen se compensan entre sí para examinar la superficie que va a examinarse.
Por la patente estadounidense 4.629.319 se conoce un dispositivo para la inspección automática o manual de flejes de acero bajo iluminación de campo claro.
Sin embargo, a pesar de la detección de defectos automática de defectos superficiales con los sistemas de inspección de superficies conocidos basados en cámaras, por regla general es necesario que un inspector controle los defectos detectados por el sistema de inspección de superficies para evaluar si el defecto detectado está realmente presente o puede tolerarse o si es necesario cortar la zona de la banda con el defecto para eliminar el defecto. Esto se debe en particular al hecho de que no todos los defectos pueden detectarse de forma fiable incluso con sistemas de inspección de superficies automatizados que observan la superficie de una banda tanto en campo claro como en campo oscuro. Por esta razón, un inspector suele realizar un examen de seguimiento. Para ello, por el estado de la técnica se conocen equipos de iluminación con los cuales la superficie de una banda que va a examinarse por un inspector se ilumina de la manera más uniforme posible, de modo que un inspector pueda inspeccionar la superficie de banda con el ojo humano y examinarla en busca de defectos, en particular durante el desplazamiento de la banda.
Sin embargo, los sistemas de iluminación conocidos por el estado de la técnica, que se utilizan para una inspección (suplementaria) de una banda por parte de un inspector, a menudo presentan una iluminación desigual de la superficie de la banda, por lo que el inspector no puede detectar defectos presentes en las áreas insuficientemente iluminadas de la superficie de la banda. Además, los sistemas de iluminación conocidos por el estado de la técnica a menudo deslumbran al inspector. El deslumbramiento del inspector presenta como consecuencia que el inspector puede pasar por alto los defectos superficiales, en particular en zonas de la superficie de banda que están excesivamente iluminadas. Además, un deslumbramiento del inspector conduce a una fatiga rápida. Otras desventajas de los sistemas de iluminación conocidos para la inspección de las superficies de las bandas por parte de un inspector son que los sistemas de iluminación conocidos están dispuestos solo en una cara de la banda que va a inspeccionarse y, por lo tanto, el inspector solo puede observar una cara de la banda.
Partiendo de todo esto, la invención se basa en el objetivo de demostrar un procedimiento y un dispositivo para inspeccionar la superficie de una banda en movimiento por un inspector, con los que sea posible una observación sin deslumbramiento a ser posible de ambas caras de la banda, en donde la superficie de la banda debe iluminarse de la manera más uniforme posible y por todo el ancho de la banda de modo que el inspector pueda detectar cualquier defecto en la superficie de la banda.
Este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1 o con un dispositivo con las características de la reivindicación 8. Las formas de realización preferidas del procedimiento y del dispositivo pueden desprenderse de las reivindicaciones dependientes.
En el procedimiento de acuerdo con la invención para inspeccionar la superficie de una banda que se mueve en una dirección de desplazamiento de banda por un inspector, la superficie de la banda se irradia con al menos una primera y una segunda fuente de luz, en donde la primera fuente de luz irradia un haz de luz en un primer rango de ángulos de irradiación sobre una primera zona de superficie, y la segunda fuente de luz irradia luz en un segundo rango de ángulos de irradiación sobre una segunda zona de superficie de la superficie de banda, en donde la primera y la segunda fuente de luz se hacen funcionar alternativamente mediante impulsos con una frecuencia de impulsos especificada, de modo que la superficie de la banda se irradia alternativamente con la frecuencia de impulsos en la primera zona de superficie y la segunda zona de superficie. A este respecto, el inspector observa la primera zona de superficie irradiada por la primera fuente de luz a través de un espejo en campo claro y el inspector observa la segunda zona de superficie irradiada por la segunda fuente de luz a través del espejo en campo oscuro.
En el dispositivo de acuerdo con la invención, está prevista una primera y al menos una segunda fuente de luz, en donde la primera fuente de luz está preparada para iluminar la superficie de la banda en una primer
El rango de ángulos de irradiación en una primera zona de superficie y la segunda fuente de luz están preparados para irradiar la superficie de la banda en un segundo rango de ángulos de irradiación en una segunda zona de superficie, la primera y la segunda fuente de luz están preparadas para hacerse funcionar alternativamente mediante impulsos con una frecuencia de impulsos especificada, de modo que la superficie de la banda se irradie alternativamente con la frecuencia de impulsos en la primera y la segunda zona de superficie. Para la observación de la primera y la segunda zona de superficie por parte de un inspector, en el dispositivo de acuerdo con la invención está previsto al menos un espejo, que está dispuesto a una distancia especificada de la superficie de la banda y a través del cual el inspector puede observar la primera zona de superficie irradiada por la primera fuente de luz en campo claro y la segunda zona de superficie irradiada por la segunda fuente de luz en el campo oscuro.
Con el dispositivo de acuerdo con la invención y en el procedimiento de acuerdo con la invención, el inspector puede observar tanto el campo claro como el campo oscuro de la superficie de banda irradiada por las dos fuentes de luz. Para ello, la primera y la segunda fuente de luz funcionan en modo estroboscópico con la frecuencia de impulsos especificada, de modo que la superficie de banda se irradia alternativamente con la frecuencia de impulsos desde la perspectiva del inspector en campo claro y en campo oscuro. Desde la perspectiva del inspector, la primera zona de superficie de la superficie de banda irradiada por la primera fuente de luz representa a este respecto el campo claro y la segunda zona de superficie irradiada por la segunda fuente de luz representa el campo oscuro, es decir, la radiación reflejada por la primera fuente de luz en la superficie de banda se dirige hacia el inspector, y la radiación reflejada por la segunda fuente de luz en la superficie de la banda se dirige en dirección opuesta al inspector. La luz irradiada sobre la superficie de banda por la primera y la segunda fuente de luz se dirige preferentemente a este respecto de forma oblicua sobre la superficie de banda y presenta convenientemente una dirección de radiación con una componente transversal (perpendicular) a la dirección de desplazamiento de banda. A este respecto, el primer rango de ángulos de irradiación (Aa-i) se encuentra preferentemente entre 10° y 50°, y el segundo rango de ángulos de irradiación (Aa2) se encuentra preferentemente entre 60° y 90°.
El inspector observa a este respecto tanto el campo claro como el campo oscuro de la superficie de banda a través de un espejo, en donde la dirección de visión del inspector preferentemente está dirigida transversalmente a la dirección de desplazamiento de banda. Esto hace posible una observación sin deslumbramiento y permite al inspector efectuar una inspección de la superficie de banda a una distancia de seguridad suficiente de la banda en desplazamiento. Esto es ventajoso por razones de seguridad y protección contra el ruido. Además, la observación del campo claro y del campo oscuro por parte del inspector mediante un espejo permite una observación simultánea de
ambas caras de la banda. Para ello, en una realización preferida del dispositivo de acuerdo con la invención y en un ejemplo de realización preferido del procedimiento de acuerdo con la invención, está previsto que un dispositivo similar esté dispuesto de acuerdo con la invención tanto en la cara inferior de banda como en la cara superior de banda.
En otro ejemplo de realización preferido del procedimiento de acuerdo con la invención y del dispositivo de acuerdo con la invención está previsto que la primera zona de superficie (campo claro) se solape al menos parcialmente con la segunda zona de superficie (campo oscuro). Esto permite que el inspector, al menos en el área de solapamiento, detecte tanto los defectos superficiales que solo son visibles en el campo claro como los efectos superficiales que solo son visibles en el campo oscuro. Esto permite al inspector detectar de forma fiable todo tipo de defectos superficiales.
En un ejemplo de realización especialmente preferido de la invención, está prevista una tercera y, dado el caso, una cuarta fuente de luz, que irradia luz en la superficie de la banda en un tercer o cuarto rango de ángulos de irradiación. A este respecto, el inspector observa la tercera o cuarta zona de superficie de superficie de banda irradiada por la tercera, y dado el caso, cuarta fuente de luz a través del espejo en el campo oscuro. El haz de luz dirigido a la superficie de la banda por la tercera, y dado el caso, cuarta fuente de luz se dirige a este respecto oblicuamente a la superficie de banda y presenta una componente de la dirección de radiación en la dirección de desplazamiento de banda o en la dirección contraria a esta. El inspector observa la zona de la superficie de la banda iluminada por la tercera, y dado el caso, cuarta fuente de luz a través del espejo en el campo oscuro, en donde la dirección de visión del inspector está dirigida transversalmente a la dirección de desplazamiento de banda. Por lo tanto, el inspector ve la zona de superficie de la banda irradiada por la tercera y, dado el caso, cuarta fuente de luz en "luz frontal". Esto hace posible que el inspector detecte tanto los defectos de campo claro como de campo oscuro, como los defectos de luz frontal en la superficie de banda. La tercera o cuarta zona de superficie, que se irradian sobre la superficie de banda por la tercera o cuarta fuente de luz en luz frontal (es decir, en la dirección de la dirección de desplazamiento de banda), se solapan preferentemente al menos parcialmente con la primera zona de superficie (campo claro) y/o la segunda zona de superficie (campo oscuro), que es irradiada por la primera o la segunda fuente de luz.
A este respecto, la tercera fuente de luz, al igual que la primera y la segunda fuente de luz, se hacen funcionar en modo estroboscópico, es decir, por impulsos, con una frecuencia de impulsos especificada. A este respecto, se prefiere especialmente hacer funcionar la primera, segunda y tercera fuente de luz sucesivamente en modo estroboscópico con la frecuencia de impulsos especificada, de modo que la primera, la segunda y la tercera zona de superficie de la banda se irradie alternativamente con luz. Si se utiliza una cuarta fuente de luz, que al igual que la tercera fuente de luz está dispuesta en la "luz central" (es decir, con una componente de la dirección de radiación en la dirección de desplazamiento de banda o en la dirección contraria a esta), se hace funcionar preferentemente en sincronismo con la tercera fuente de luz.
Las frecuencias de pulso a las que funcionan las fuentes de luz se encuentran convenientemente a este respecto en el intervalo de 70 Hz a 400 Hz. Este intervalo de frecuencia de impulsos permite al inspector trabajar sin cansarse. Una observación de la superficie de la banda por parte de un inspector es muy agotadora, en particular en frecuencias inferiores a 70 Hz. El límite superior preferido de 400 Hz para la frecuencia de impulsos está condicionado por los equipos principalmente, ya que el procesamiento de la señal con aparatos convencionales se hace más difícil a frecuencias más altas. La duración de impulsos de los impulsos de luz emitidos por las fuentes de luz en modo estroboscópico se encuentra a este respecto preferentemente en el intervalo de 30ps a 100ps.
El espejo, a través del cual el inspector observa las zonas superficiales de la banda iluminadas por las fuentes de luz, está dispuesto convenientemente por encima y/o por debajo de la banda a una distancia especificada de la superficie de banda, en donde una superficie de reflexión del espejo (en particular, la superficie del espejo) con la superficie de la banda comprende preferentemente un ángulo en el rango de 30°C a 60°C y en particular un ángulo de 45°C. Esta disposición del espejo o espejos por encima o por debajo de la banda asegura que el inspector pueda observar fácilmente la superficie de la banda. A este respecto, e inspector puede observar mientras está de pie o sentado, discurriendo la banda convenientemente en un plano horizontal o en un plano vertical.
Cada una de las fuentes de luz, es decir, la primera y la segunda fuente de luz, así como la tercera fuente de luz presente opcionalmente o cualquier otra fuente de luz, comprende convenientemente una multitud de molduras luminosas led con varios diodos emisores de luz (led) dispuestos a distancia unos de otros. A este respecto, cada una de las fuentes de luz puede comprender varias molduras luminosas led que están dispuestas unas al lado de otras o unas detrás de otras a una pequeña distancia entre sí. Mediante esta disposición preferida de varias molduras luminosas led se genera en cada caso una fuente de luz plana. A este respecto, las fuentes de luz compuestas de esta manera de una multitud de molduras luminosas led discurren preferentemente paralelas a la superficie de la banda, es decir, la primera, la segunda y la tercera fuente de luz opcionalmente presente, así como cualquier fuente de luz adicional están dispuestas en relación con la superficie de la banda de modo que las molduras luminosas del led se encuentran en un plano que discurre paralelo a la superficie de banda.
Esta configuración y disposición de las fuentes de luz permite una iluminación homogénea de la superficie de banda. Además, la iluminancia (intensidad de luz) requerida para una iluminación opcional de la superficie de banda puede adaptarse preferentemente mediante la capacidad de regulación de las molduras luminosas led individuales de las distintas fuentes de luz. Encendiendo o apagando molduras luminosas led individuales de las distintas fuentes de luz,
la zona iluminada también puede adaptarse al ancho de la banda. Debido al hecho de que las molduras luminosas led individuales pueden atenuarse y se enciendan o apaguen, puede evitarse de nuevo un efecto cegador innecesario causado por una iluminancia o potencia de luz excesivas de las fuentes de luz utilizadas.
Un deslumbramiento del inspector por las fuentes de luz también puede evitarse en un ejemplo de realización preferida de la invención al estar equipada cada moldura luminosa led de cada fuente de luz con un obturador (shutter) con el cual se cubre el campo de visión del inspector de hacia los ledes de la moldura luminosa de led. La longitud del obturador se adapta convenientemente a este respecto al campo de visión, que depende de la posición de observación del inspector. Esto permite al inspector observar la superficie de la banda sin deslumbramiento desde varias posiciones de observación.
Estas y otras ventajas y características de la invención resultan del ejemplo de realización descrito con más detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. A este respecto, el ejemplo de realización sirve únicamente para explicar la invención y no debe considerarse como limitativo del alcance de protección de la invención definido en las reivindicaciones. Los dibujos muestran:
Fig. 1: representación esquemática de un dispositivo para inspeccionar la superficie de una banda que se mueve en una dirección de desplazamiento de banda en una vista en la dirección de desplazamiento de banda;
Fig. 2: representación del campo luminoso generado por una primera fuente de luz del dispositivo de la figura 1 en la cara superior e inferior de la banda;
Fig.3: representación del campo oscuro generado por una segunda fuente de luz y una fuente de luz adicional del dispositivo de la figura 1 en la cara superior e inferior de la banda;
Fig. 4: representación esquemática del dispositivo de la figura 1 en una vista perpendicular a la dirección de desplazamiento de banda;
Fig. 5: representación en detalle de la segunda fuente de luz del dispositivo de la figura 1;
Fig. 6: representación en detalle de la primera fuente de luz del dispositivo de la figura 1;
Fig. 7: representación esquemática de una moldura luminosa led utilizada en el dispositivo de la figura 1 para configurar las fuentes de luz.
El dispositivo de acuerdo con la invención y el procedimiento de acuerdo con la invención pueden utilizarse por un inspector para inspeccionar la superficie de una banda que se mueve en una dirección de desplazamiento de banda a una velocidad de banda especificada. La banda puede ser, por ejemplo, un fleje de acero sin recubrir (fleje de chapa negra) o un fleje de acero recubierto, tal como un fleje de acero galvanizado o estañado (fleje de hojalata). La banda también puede presentar un recubrimiento orgánico, por ejemplo, una capa de laca o un recubrimiento de polímero, en su superficie. El dispositivo de acuerdo con la invención permite al inspector detectar defectos superficiales en las superficies de la banda en el procedimiento de acuerdo con la invención. Si el inspector detecta un defecto, la banda en movimiento puede detenerse y la zona dañada, donde se encuentra el defecto superficial detectado, puede cortarse de la banda. Convenientemente, a este respecto el dispositivo de acuerdo con la invención está dispuesto al final de una instalación para la fabricación o el refinamiento de la banda y delante de un dispositivo arrollador para enrollar la banda formando un rollo (bobina).
El dispositivo de acuerdo con la invención y el procedimiento de acuerdo con la invención también pueden utilizarse a este respecto en combinación con un aparato de inspección de superficies completamente automático, en donde el dispositivo de acuerdo con la invención está dispuesto aguas abajo del aparato de inspección de superficies completamente automático en la dirección de desplazamiento de banda. El dispositivo de acuerdo con la invención y el procedimiento de acuerdo con la invención se utilizan a este respecto para una inspección complementaria de las superficies de banda, adicionalmente a la inspección completamente automática mediante el aparato de inspección de superficies. Ciertos defectos superficiales no pueden detectarse completamente o con suficiente precisión con los dispositivos de inspección de superficie automáticos conocidos en los que se usan cámaras para la exploración con imágenes de la superficie de banda. El dispositivo de acuerdo con la invención y el procedimiento de acuerdo con la invención permiten a un inspector, en particular, someter los defectos detectados por un aparato de inspección de superficies completamente automático a un examen adicional y, en particular, más preciso para decidir si el defecto superficial detectado obliga a recortar la zona de la banda afectada por el defecto.
El dispositivo mostrado en las figuras 1 a 4 para inspeccionar la superficie de una banda B que se mueve en una dirección de desplazamiento de banda v a una velocidad de banda especificada comprende en cada caso un dispositivo 10, 10' dispuesto en la cara superior de banda o y uno en la cara inferior de banda u. Las velocidades de banda típicas de banda se encuentran a este respecto en el intervalo de 100 a 700 m/min. La velocidad de banda depende a este respecto de la velocidad a la que la banda se mueve procedente de un proceso de fabricación o refinamiento, como p.ej. una instalación de recubrimiento de banda.
Los dispositivos 10, 10' mostrados en la figura 1 en una vista en la dirección de desplazamiento de banda v, que están dispuestos en la cara superior de banda o y en la cara inferior de banda u de la banda B, comprenden en cada caso una primera fuente de luz 1, 1', una segunda fuente de luz 2, 2' y una fuente de luz 5, 5' adicional, así como un espejo 4, 4'. A este respecto, la primera fuente de luz 1, 1' de cada dispositivo 10, 10' está dispuesta lateralmente desplazada al lado y por encima o por debajo de la banda B. La segunda fuente de luz 2, 2' está dispuesta por encima de la banda o por debajo de la banda B a una distancia de la superficie de banda respectiva en la cara superior de banda o en la cara inferior u de banda. La fuente de luz adicional 5, 5' está a su vez desplazada lateralmente y dispuesta por encima o por debajo de la banda B. El espejo 4 del dispositivo 10 dispuesto por encima de la banda B presenta una superficie de espejo que está dispuesta en un ángulo especificado con respecto a la superficie de la banda B. La superficie de espejo del espejo 4 comprende un ángulo en el intervalo de preferentemente 30 a 60° y en particular de 45° con el plano de la banda B (es decir, con la superficie de banda). El espejo 4' dispuesto por debajo de la banda B del dispositivo 10' dispuesto en la cara inferior de banda u está orientado de manera correspondiente a la superficie de la banda, de modo que la superficie de espejo 4' comprende un ángulo en el intervalo de 40° a 60° y en particular de 45° incluye con la superficie de banda.
Las fuentes de luz 1, 1', 2, 2' y 5, 5' emiten luz en cada caso con un rango de ángulos de irradiación especificado sobre una superficie de la banda B, en donde las fuentes de luz 1, 2 y 5 del dispositivo dispuesto por encima de la banda B irradian luz sobre la cara superior de banda o y las fuentes de luz 1', 2' y 5' del dispositivo 10' dispuesto por debajo de la banda B irradian luz sobre la cara inferior de banda u. La banda B iluminada por las fuentes de luz 1, 1', 2, 2' y 5, 5' es observada por el inspector I a través de los espejos 4, 4', en donde el espejo 4 del dispositivo superior 10 permite la observación de la cara superior de banda o y el espejo 4' del dispositivo inferior 10' permite la observación de la cara inferior de banda u.
La luz irradiada sobre las superficies de banda por la primera fuente de luz del dispositivo superior o inferior 10, 10' es observada por el inspector I en campo claro. La luz emitida por la primera fuente de luz 1, 1' y reflejada en la superficie de banda respectiva se dirige a través del espejo 4, 4' al campo de visión S del inspector I, por lo que el inspector I percibe en campo claro la zona de la superficie de banda irradiada por la primera fuente de luz 1, 1'.
La iluminación de las superficies de banda por la primera fuente de luz 1, 1' en el campo claro H se muestra en la figura 2. Como puede verse en la figura 2, la primera fuente de luz 1, 1' irradia un haz de luz con un cono de luz especificado por la fuente de luz utilizada en las superficies de banda con un primer ángulo de irradiación a1 especificado. En el ejemplo que se muestra en el dibujo, el ángulo de irradiación a1 es a1 = 37°. Un primer rango de ángulos de irradiación Aa1 = a1 ± A se define mediante el ángulo de irradiación a1 y el rango de ángulos de emisión A del cono de luz de la primera fuente de luz. El rango de ángulos de emisión A de la fuente de luz utilizada se encuentra a este respecto convenientemente entre 10° y 20° y en particular en A = 15°.
La figura 3 muestra el campo oscuro generado en las superficies de banda por la segunda fuente de luz 2, 2' y la fuente de luz 5, 5' adicional. El rayo de luz dirigido desde la segunda fuente de luz 2, 2' y la fuente de luz 5, 5' adicional hacia las superficies de banda se refleja desde la superficie de banda y el espejo 4, 4' respectivo en la dirección contraria del campo de visión S del inspector I, por lo que el inspector I ve las áreas superficiales de la banda B irradiadas por la segunda fuente de luz 2, 2 'y la fuente de luz 5, 5' adicional en el campo oscuro D. La iluminación de las superficies de banda con la segunda fuente de luz 2, 2' y la fuente de luz 5, 5' adicional permite al inspector I observar las superficies de la banda B en la cara superior o y la cara inferior u de la banda en el campo oscuro.
Como puede verse en la figura 3, la segunda fuente de luz 2, 2' irradia un haz de luz con un cono de luz especificado por la fuente de luz utilizada sobre las superficies de banda en un segundo ángulo de irradiación a2 especificado. En el ejemplo que se muestra en el dibujo, el ángulo de irradiación a2 asciende a a2 = 90° -11° = 79°. Un segundo rango de ángulos de irradiación Aa2 =a2 ± A está definido por el ángulo de irradiación a2 y el rango de ángulos de emisión A del cono de luz de la segunda fuente de luz 2, 2'. De manera correspondiente, la fuente de luz 5, 5' adicional irradia un rayo de luz con un cono de luz especificado por la fuente de luz utilizada sobre las superficies de banda con un ángulo de irradiación especificado a5. En el ejemplo que se muestra en el dibujo, el ángulo de irradiación a5 es a5 = 26°. Un rango de ángulos de irradiación Aa5 = a5 ± A está definido por el ángulo de irradiación a5 y el rango de ángulos de emisión A. Al igual que con la primera fuente de luz, el rango de ángulos de emisión A de las fuentes de luz 2, 2' y 5, 5' se encuentra a este respecto convenientemente entre 10° y 20° y en particular en A = 15°.
Los ángulos de irradiación a1, a2 y a5 de la primera fuente de luz 1, 1', la segunda fuente de luz 2, 2' y la fuente de luz 5, 5' adicional se encuentran preferentemente en los siguientes rangos:
• 30° < a1 <45°
• 60° < a2 < 90°
• 10° < a5<40°
La primera fuente de luz 1, 1', la segunda fuente de luz 2, 2' y la fuente de luz 5, 5' adicional se hacen funcionar a este
respecto alternativamente en modo estroboscópico con una frecuencia de impulsos f especificada, de modo que la superficie de la banda B se irradia con la frecuencia de impulsos f de la primera fuente de luz 1, 1' en el campo claro (H) y la segunda fuente de luz 2, 2' y la fuente de luz 5, 5' adicional en el campo oscuro (D) alternativamente. El inspector I puede observar así tanto el campo claro H como el campo oscuro D de las superficies de banda (sucesivamente) con la frecuencia de impulsos f de las fuentes de luz. A este respecto, la frecuencia de impulsos f se encuentra convenientemente en el intervalo de 70 Hz a 400 Hz y preferentemente entre 100 Hz y 300 Hz. Los impulsos de luz emitidos por las fuentes de luz 1, 1', 2, 2' y 5, 5' presentan convenientemente una duración de impulsos t especificada en el intervalo de 30 ps a 100 ps y preferentemente entre 50 ps y 80 ps. Debido a la alta frecuencia de impulsos f y a las cortas duraciones de impulsos t, el inspector I puede llevar a cabo casi simultáneamente tanto una observación de campo claro como de campo oscuro en el desplazamiento de la banda B. Esto permite que el inspector I detecte diferentes defectos superficiales que solo pueden observarse en campo claro o solo en campo oscuro.
Para ello es conveniente que la zona de superficie irradiada por la primera fuente de luz 1, 1' (campo oscuro D) y la zona de superficie irradiada por la segunda fuente de luz 2, 2' y (opcionalmente) la fuente de luz 5, 5' adicional (campo oscuro D) se solapen al menos parcialmente en la superficie de banda respectiva.
Cada una de las fuentes de luz 1, 1', 2, 2' y 5, 5' que se muestran en la figura 1 irradian luz en cada caso en un rango de ángulos de irradiación especificado y una dirección de radiación especificada en la superficie de la banda B, en donde la dirección de radiación de las fuentes de luz presenta a este respecto una componente transversal a la dirección de desplazamiento de banda v (es decir, perpendicular a la dirección de desplazamiento de banda v) y una componente dirigida perpendicularmente a la superficie de banda.
Además de las fuentes de luz 1, 1', 2, 2' y 5, 5' representadas en la figura 1, en el dispositivo de acuerdo con la invención pueden estar previstas preferentemente otras fuentes de luz para iluminar las superficies de banda de la mejor manera posible y uniformemente. En particular, como puede verse en la figura 4, una tercera fuente de luz 3, 3' y una cuarta fuente de luz 6, 6' pueden estar dispuestas por encima o por debajo de la banda B, en donde la tercera fuente de luz 3, 3' irradia luz en un rango de ángulos de irradiación especificado y una dirección de radiación especificada en contra de la dirección de desplazamiento de banda v en las superficies de banda. El ángulo de irradiación a3 de la tercera fuente de luz 3, 3' y la cuarta fuente de luz 6, 6' opcional asciende a a3 = 26° en el ejemplo ilustrado en el dibujo y se encuentra preferentemente en el rango de 10° a 40°. En un rango de ángulos de emisión A del cono de luz de la tercera fuente de luz 3, 3' o la cuarta fuente de luz 6, 6', se define un tercer rango de ángulos de irradiación Aa3 = a3 ± A.
La tercera fuente de luz 3, 3' irradia luz sobre las superficies de banda en una dirección de radiación dirigida en la dirección de desplazamiento de banda v, en el rango de ángulos de irradiación Aa3 especificado. En cambio, la cuarta fuente de luz 6, 6', irradia luz sobre las superficies de banda en el mismo rango de ángulos de irradiación Aa3 y en una dirección de radiación dirigida en contra de la dirección de desplazamiento de banda v. Las direcciones de radiación de la tercera fuente de luz 3, 3' y la cuarta fuente de luz 6, 6' contienen, por lo tanto, una componente dirigida en la dirección de desplazamiento de banda v o en la dirección contraria a esta (así como una componente de la dirección de radiación dirigida perpendicularmente a la superficie de banda). La tercera fuente de luz 3, 3' y la cuarta fuente de luz 6, 6' permiten al inspector I observar las superficies en la cara superior de banda o y la cara inferior de banda u con luz directa (es decir, con una dirección de radiación con una componente en la dirección de desplazamiento de banda v o en la dirección contraria a esta). Como resultado, pueden observarse otros defectos superficiales que no se pueden observar o solo de manera insuficiente en el campo claro H o en el campo oscuro D.
Como la primera, la segunda y la fuente de luz adicional 1, 1'; 2, 2'; 5, 5', convenientemente la tercera fuente de luz 3, 3' y la cuarta fuente de luz 6, 6' también se hacen funcionar alternativamente a la primera y la segunda fuente de luz en modo estroboscópico con una frecuencia de impulsos y una duración de impulsos especificadas, de modo que el Inspector I puede observar las áreas iluminadas por las fuentes de luz alternativamente en la frecuencia de impulsos. A este respecto, la tercera fuente de luz 3, 3' y la cuarta fuente de luz 6, 6' se hacen funcionan por impulsos de manera sincronizada, es decir, la tercera fuente de luz 3, 3' y la cuarta fuente de luz 6, 6' se encienden o apagan al mismo tiempo.
Las fuentes de luz utilizadas en el dispositivo de acuerdo con la invención están formadas preferentemente por varias molduras luminosas led 7 dispuestas a una distancia unas junto a las otras o unas detrás de las otras. En las figuras 5 y 6, la segunda fuente de luz 2 dispuesta a modo de ejemplo por encima de la cara superior de banda o y la primera fuente de luz 1' dispuesta por debajo de la cara inferior de banda u se muestran en detalle en una vista lateral. En el ejemplo de realización mostrado en el dibujo, la segunda fuente de luz 2 mostrada en la figura 5 comprende cinco molduras luminosas led 7 dispuestas unas detrás de otras y que discurren paralelas entre sí. Cada una de estas cinco molduras luminosas led 7 contiene a este respecto una pluralidad de diodos emisores de luz (led) 8 dispuestos a distancia en la dirección longitudinal de la moldura luminosa led 7. Una moldura luminosa led de este tipo con un total de doce ledes 8 se muestra como ejemplo en la figura 7.
Para evitar un deslumbramiento del inspector I, cada moldura luminosa led 7 presenta preferentemente un obturador 9, que está dispuesto en el campo de visión S del inspector, de modo que el inspector I no puede mirar ni directa ni indirectamente a través de uno de los espejos 4, 4 'hacia el cono de luz emitido por los ledes 8. Esto se indica en la
Figura 6, donde se muestran los bordes del campo de visión S del inspector I. Como puede verse en la figura 6, los obturadores 9 de las molduras luminosas led 7 cubren el campo de visión S del inspector I e impiden un deslumbramiento del inspector I. Por ello se permite al inspector I un trabajo sin deslumbramiento ni fatiga.
De la Figura 1 puede verse que la configuración de las fuentes de luz en forma de varias molduras luminosas led 7 dispuestas unas detrás de otras o unas junto a otras proporciona fuentes de luz configuradas planas en cada caso. A este respecto, convenientemente, las molduras luminosas led 7 de las fuentes de luz discurren paralelas a la superficie de banda. Se aplica lo correspondiente a la tercera fuente de luz 3, 3' y a la cuarta fuente de luz 6, 6'. Debido la configuración plana de las fuentes de luz, es posible una iluminación de gran superficie de las superficies de banda en el campo de visión S del inspector I.
Encendiendo o apagando las molduras luminosas led 7 individuales de las fuentes de luz individuales, las zonas de la superficie de banda a este respecto pueden cambiarse para que sean claras u oscuras. Además, es posible adaptar el área irradiada de las superficies de banda al ancho de la banda B encendiendo o apagando molduras luminosas led 7 individuales de las fuentes de luz.
La invención no se limita al ejemplo de realización mostrado en el dibujo. Por ejemplo, no es necesario conservar el número y la disposición de las fuentes de luz seleccionados en el ejemplo de realización mostrado. En el sentido de la invención, es suficiente irradiar la superficie de la banda B únicamente con una primera y una segunda fuente de luz, en donde la primera fuente de luz irradia una superficie de la banda en un campo claro, y la otra fuente de luz irradia la misma superficie de la banda en un campo oscuro, en donde ambas fuentes de luz se hacen funcionar alternativamente por impulsos con una frecuencia de impulsos especificada, de modo que la superficie de la banda se irradia alternativamente con la frecuencia de impulsos en la primera zona de superficie en el campo claro y en la segunda zona de superficie en el campo oscuro del inspector observador I.
Además, en el sentido de la invención no es necesario disponer un dispositivo de acuerdo con la invención tanto en la cara superior de banda o como en la cara inferior u de banda. Si el inspector I únicamente desea observar una superficie de la banda B, es decir, por ejemplo la cara superior de banda o, basta con que un dispositivo de acuerdo con la invención esté dispuesto únicamente en la cara superior de banda o. Sin embargo, debido a la observación de la superficie de banda por parte del inspector I a través de (al menos) un espejo 4, 4', la invención permite una observación simultánea tanto de la superficie en la cara superior o como de la cara inferior de banda u.
Claims (14)
1. Procedimiento para inspeccionar al menos una superficie de una banda (B) que se mueve en una dirección de desplazamiento de banda (v) por parte de un inspector (I), en donde la superficie de la banda (B) es irradiada con al menos una primera fuente de luz (1, 1 ') y una segunda fuente de luz (2, 2'), y en donde la primera fuente de luz (1, 1') emite luz en un primer rango de ángulos de irradiación (Aa-i) sobre una primera zona de superficie (H), y la segunda fuente de luz (2, 2') emite luz en un segundo rango de ángulos de irradiación (Aa2) sobre una segunda zona de superficie (D) de la superficie de la banda (B), y la primera fuente de luz (1, 1') y la segunda fuente de luz (2, 2') se hacen funcionar mediante impulsos alternativamente a una frecuencia de impulsos (f) especificada, de manera que la superficie de la banda (B) es irradiada alternativamente con la frecuencia de impulsos (f) en la primera zona de superficie (H) y la segunda zona de superficie (D), y la primera zona de superficie (H) irradiada por la primera fuente de luz (1, 1') puede ser observada por el inspector (l) a través de un espejo (4, 4') en campo claro y la segunda zona de superficie (D) irradiada por la segunda fuente de luz (2, 2') puede ser observada por el inspector (I) a través del espejo (4, 4') en campo oscuro, en donde la observación de la primera zona de superficie (H) y de la segunda zona de superficie (D) se realiza a través del ojo humano del inspector (I ) y sin la ayuda de una cámara.
2. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el inspector (I) observa tanto la cara inferior como la cara superior de la banda (B), para lo cual tanto en la cara inferior como en la cara superior de la banda (B) están dispuestas en cada una de ellas al menos una primera fuente de luz (1, 1') y una segunda fuente de luz (2, 2') así como un espejo (4, 4').
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la primera zona de superficie (H) se solapa al menos parcialmente con la segunda zona de superficie (D).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que mediante una tercera fuente de luz (3, 3') en un tercer rango de ángulos de irradiación (Aa3) se irradia una tercera zona de superficie (M) de la superficie de la banda (B) y es observada por el inspector (I) a través del espejo (4, 4') en el campo oscuro, en donde el tercer rango de ángulos de irradiación ( Aa3) se encuentra preferentemente entre 5° y 45°.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la luz irradiada por la tercera fuente de luz (3, 3'; 3a, 3a') es pulsada y presenta una dirección de radiación dirigida oblicuamente a una superficie de la banda (B) y la dirección de radiación tiene una componente en la dirección de desplazamiento de la banda (v) o en la dirección contraria a esta.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que la tercera zona de superficie (M) se solapa al menos parcialmente con la primera zona de superficie (H) y/o con la segunda zona de superficie (D).
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la banda (B) se mueve a una velocidad de banda especificada, en donde la frecuencia de impulsos puede adaptarse a la velocidad de la banda y se encuentra preferentemente en el intervalo de 70 Hz a 400 Hz.
8. Dispositivo (10, 10') para inspeccionar al menos una superficie de una banda (B) que se mueve en una dirección de desplazamiento de banda (v), en particular un fleje de acero, con al menos una primera fuente de luz (1, 1') y una segunda fuente de luz (2, 2'), en donde la primera fuente de luz (1, 1') está preparada para irradiar la superficie de la banda (B) en un primer rango de ángulos de irradiación (Aa-i) en una primera zona de superficie (H) y la segunda fuente de luz (2, 2') está preparada para iluminar la superficie de la banda (B) en un segundo rango de ángulos de irradiación (Aa2) en una segunda zona de superficie (D), y la primera fuente de luz (1, 1 ') y la segunda fuente de luz (2, 2') están preparadas para que se las haga funcionar alternativamente mediante impulsos con una frecuencia de impulsos (f) especificada, en donde la frecuencia de impulsos se encuentra preferentemente en el intervalo de 70 Hz a 400 Hz, y de manera especialmente preferente en el intervalo de 100 Hz a 300 Hz, de modo que la superficie de la banda (B) es irradiada alternativamente con la frecuencia de impulsos (f) en la primera zona de superficie (H) y la segunda zona de superficie (D), y un espejo (4, 4') está dispuesto oblicuamente y a una distancia de la superficie de la banda (B), a través del cual la primera zona de superficie (H) irradiada por la primera fuente de luz (1, 1') en campo claro y la segunda zona de superficie (D) irradiada por la segunda fuente de luz (2, 2') en campo oscuro pueden ser observadas por el ojo humano de un inspector (I) sin la ayuda de una cámara.
9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado por que una superficie de reflexión del espejo (4, 4') con la superficie de la banda (B) comprende un ángulo en el intervalo de 30° a 60° y en particular de 45° y/o por que el primer rango de ángulos de irradiación (Aa-i) se encuentra entre 10° y 50° y/o el segundo rango de ángulos de irradiación (Aa2) se encuentra entre 60° y 90°.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que una tercera fuente de luz (3, 3') está preparada para irradiar luz pulsada en un tercer rango de ángulos de irradiación (Aa3) sobre una tercera zona de superficie (M) de la superficie de la banda (B), en donde la luz irradiada desde la tercera fuente de luz (3, 3'; 3a, 3a') presenta una dirección de radiación dirigida oblicuamente hacia una superficie de la banda (B), y la dirección de radiación tiene una componente en la dirección de desplazamiento de banda (v) o en la dirección contraria a esta.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que el dispositivo (10, 10') está dispuesto tanto en la cara superior de la banda (B) como en la cara inferior de la banda.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 11, en donde la primera fuente de luz (1, 1') y la segunda fuente de luz (2, 2') y la tercera fuente de luz (3, 3') opcionalmente presente están preparadas para que se las haga funcionar alternativamente en un modo estroboscópico mediante impulsos con una duración de impulso (t) especificada en el intervalo de 30 ps a 100 ps.
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado por que la primera fuente de luz (1, 1') y la segunda fuente de luz (2, 2'), así como opcionalmente una tercera fuente de luz (3, 3') o cada fuente de luz (3a, 3a') adicional comprenden una multitud de molduras luminosas de led (7) con varios ledes (8) dispuestos distanciados unos de otros, y cada una de las molduras luminosas led (7) discurren paralelas y a una distancia especificada de la superficie de la banda (B), en donde las molduras luminosas de led (7) de la primera y de la segunda fuente de luz (1, 1'; 2, 2') están dispuestas cada una de ellas unas detrás de otras en una dirección que discurre transversalmente a la dirección de desplazamiento de banda (v) de la banda (B), y el haz de luz emitido por la primera y la segunda fuente de luz (1, 1'; 2, 2') comprende una componente de dirección que discurre transversalmente a la dirección de desplazamiento de banda (v) de la banda (B) de la banda y/o por que las molduras luminosas de led (7) de la tercera fuente de luz (3, 3') están dispuestas unas detrás de otras en la dirección de desplazamiento de banda (v) de la banda (B), en donde el haz de luz emitida por la tercera fuente de luz (3, 3') comprende una componente de dirección que discurre en la dirección de desplazamiento de banda (v) o en la dirección contraria a esta.
14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por que cada moldura luminosa de led (7) presenta un obturador (9) que cubre un campo de visión del inspector (I) hacia los ledes (8) de la moldura luminosa (5) y por ello evita un deslumbramiento del inspector (I).
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