FR2509858A1 - Procede et dispositif de controle de la presence de traces de matiere fluorescente sur une plaque de verre - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA DETECTION D'UNE MATIERE FLUORESCENTE A L'ETAT DE TRACES. POUR DETECTER LA PRESENCE DE TRACES D'OXYDES METALLIQUES FLUORESCENTS SUR LA FACE INFERIEURE D'UNE PLAQUE DE VERRE 11, ON ECLAIRE CETTE FACE AU MOYEN DE LAMPES AU MERCURE 21, 22 QUI EMETTENT DE LA LUMIERE ULTRAVIOLETTE MODULEE A BASSE FREQUENCE. UNE CELLULE PHOTOELECTRIQUE 24 DETECTE LA LUMIERE DE FLUORESCENCE QUI EST EMISE PAR LES OXYDES METALLIQUES. LE SIGNAL DE SORTIE DE LA CELLULE EST TRAITE PAR UN RESEAU ELECTRONIQUE 27 QUI ETEINT LES LAMPES DES QUE LA PRESENCE D'OXYDES METALLIQUES A ETE DETECTEE. APPLICATION A LA FABRICATION DE PRODUITS EN VERRE PLAT.

Description

La présente invention concerne de façon générale le domaine du contrôle et elle porte plus particulièrement sur un procédé et un dispositif de contrôle d'une surface de verre dans le but de déterminer la présence ou l'absence de traces de métal ou d'oxydes métalliques sur la surface du verre.

On sait que le verre plat est fabriqué couramment par le procédé dit "float", comme il est décrit et représenté dans le brevet des Eltl.A. n0374349-.Comme Itexplique ce brevet, la fabrication de verre plat par le procédé "float" consiste à faire couler du verre en fusion à une vitesse définie sur un bain relativement étendu d'un métal en fusion (habituellement de l'étain) et à faire avancer le verre à la surface du bain dans des conditions thermiques et physiques qui (1) assurent l'établissement d'une couche de verre en fusion sur le bain, (2) font que le verre de la couche peut couler latéralement pour produire à la surface du bain de métal un corps flottant de verre en fusion d'épaisseur stable, et (3) font que le corps flottant, sous forme d'un ruban, avance continuellement le long du bain et est suffisamment refroidi pendant qu'il avance pour qu'un convoyeur mécanique puisse l'extraire du bain sans le détériorer.

Dans ce procédé, des traces de métal ou d'oxydes métalliques se forment à la surface inférieure du ruban de verre lorsqu'il est extrait du bain en fusion. Cependant, ces oxydes sont pratiquement invisibles à l'oeil nu et ne présentent aucun effet nuisible pour l'utilisation finale du verre. D'autre part, l'un des avantages du verre obtenu par ce procédé consiste en ce qu'il est produit avec la finition de surface désirée et ne nécessite donc pas de doucissage et de polissage. Cependant, bien que ce verre puisse avoir une excellente qualité optique, on a constaté que la surface inférieure du ruban de verre, c'est-à-dire la surface en contact avec le bain métallique pendant la formation et portant les oxydes métalliques, présente un degré de planéité supérieur à celui de la surface supérieure du ruban de verre.

Comme on le sait, dans la fabrication de produits en verre feuilleté, il est souhaitable que les surfaces ayant la meilleure planéité constituent les surfaces extérieures du produit final. Dans de tels produits, les surfaces de verre accolées à la couche intermédiaire de matière plastique, ainsi que les irrégularités qu'elles présentent, sont en fait éliminées, et la qualité optique du produit fini est déterminée par les surfaces situées à l'extérieur.

Ainsi, dans une chaîne de fabrication, il est souhaitable de faire en sorte que les surfaces de haute qualité des plaques de verre soient dirigées dans une direction connue.

Compte tenu de ce qui précède, on peut contrôler en permanence les surfaces des plaques de verre pour détecter la présence ou l'absence d'oxydes métalliques sur ces surfaces afin de déterminer la surface de meilleure qualité des plaques de verre. Par conséquent, pendant le traitement des plaques de verre, une action correctrice peut être entreprise immédiatement et/ou automatiquement dans la channe de fabrication pour faire en sorte que les surfaces de meilleure qualité des plaques de verre soient dirigées dans une certaine direction.

On a constaté que la lumière ultraviolette modu lée à approximativement 22 Hz, utilisée en association avec des filtres optiques qui arretent la majeure partie des longueurs d'onde de la lumière visible et des cellules photoélectriques combinées avec un amplificateur accordé sur la même fréquence, de façon à être sensible à la lumière ultraviolette, permet de détecter la fluorescence d'un métal ou d'oxydes métalliques sur les surfaces de substrats.

Ainsi, conformément à l'invention, on dirige de la lumière ultraviolette modulée à la fréquence voulue vers les surfaces de plaques de verre afin de donner lieu à une fluorescence des oxydes métalliques situés sur ces surfaces, et un réseau électronique traite les signaux produits sous l'effet de la fluorescence pour indiquer la présence d'oxydes métalliques. Le réseau électronique est également conçu de façon à produire une alarme en cas d'absence de traces d'oxydes métalliques sur les surfaces du verre et/ou si la lumière ambiante a une intensité suffisante pour perturber la détection de la fluorescence.

Le procédé de l'invention destiné à la détection d'oxydes métalliques sur des surfaces de verre comprend de façon générale les opérations suivantes : (1) on détecte la présence d'une plaque de verre de façon à mettre en fonction une source de lumière ultraviolette, (2) on filtre la lumière ultraviolette pour arrêter la lumière visible qu'elle contient, (3) on dirige la lumière ultraviolette vers la surface de la plaque de verre pour donner lieu à une fluorescence des oxydes métalliques éventuellement présents sur cette surface, (4) on détecte toute fluorescence pour produire un signal, (5) on traite le signal pour éteindre la lumière ultraviolette lorsque des oxydes métalliques sont présents sur la surface, et (6) on déclenche une alarme lorsqu'il n'y a pas d'oxydes métalliques sur la surface de verre et/ou lorsque la lumière ambiante a une intensité suffisante pour perturber la détection de la fluorescence.

Le dispositif employé pour mettre en oeuvre l'invention comprend de façon générale une source de lumière ultraviolette destinée à éclairer les surfaces de la plaque de verre, un capteur destiné à détecter la présence d'une plaque de verre et à mettre en fonction la source de lumière ultraviolette, des filtres optiques destinés à arrêter la lumière visible présente dans la lumière ultraviolette, un dispositif de détection de lumière destiné à détecter une fluorescence, et un réseau électronique destiné à éteindre la lumière ultraviolette en présence d'une fluorescence et à déclencher une alarme en l'absence de fluorescence et/ou en présence d'une lumière ambiante excessive.

L'invention a donc pour but de réaliser un dispositif d'identification automatique de surface d'un type nouveau et perfectionné.

L'invention a également pour but de réaliser un dispositif d'identification de surface qui soit très fiable, d'une grande souplesse d'utilisation et de structure relativement simple.

L'invention a également pour but d'offrir un procédé et un dispositif de détection de traces de métal ou d'oxydes métalliques sur des surfaces de plaques, ces oxydes étant pratiquement indétectables à l'oeil nu.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels
la figure i est une représentation en perspective montrant une manière d'employer le dispositif d'identification de-surface comprenant un détecteur qui correspond à l'invention;
la figure 2 est une coupe agrandie du détecteur représenté sur la figure 1 ; et
la figure 3 est un schéma synoptique du réseau électronique qui est employé dans le mode de réalisation préféré de l'invention.

L'invention offre un procédé permettant de faire en sorte que des articles sous forme de plaque ayant une surface sur laquelle des traces de matière fluorescente sont déposées au cours de leur fabrication soient orientés avec cette surface dans une direction voulue, et ce procédé est caractérisé en ce qu'on éclaire la surface de la plaque avec de la lumière ultraviolette, on détecte la lumière de fluorescence provenant de la matière fluorescente, on éteint la lumière ultraviolette lorsqu'on a détecté la fluorescence de cette matière, et on déclenche une alarme lorsqu'on ne détecte pas la fluorescence.

L'invention offre également undispositif de con trôle de la surface d'un article en plaque, dans le but de déterminer la présence de traces de matière fluorescente sur cette surface, et ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à éclairer la surface de l'article en plaque avec une source de lumière ultraviolette, produisant ainsi une fluorescence de toute matière fluorescente, un capteur d'article destiné à actionner les moyens d'éclairage, un dispositif de détection de lumière destiné à détecter la fluorescence provenant de toute matière fluorescente, et un réseau logique qui est connecté au capteur d'article et au dispositif de détection de lumière de façon à éteindre la source de lumière ultraviolette lorsque la fluorescence est détectée et à déclencher une alarme lorsque la fluorescence n'est pas détectée.

Par commodité et conformément à la figure 1, on décrira le dispositif d'identification de surface de l'invention en considérant le contrôle de surfaces inférieures 10 de plaques de verre de grande taille, 11, dans le but de déterminer la présence ou l'absence de traces d'oxydes métalliques sur ces surfaces, pendant que les plaques 11 se déplacent sur un convoyeur à rouleaux 12 en passant sur un détecteur qui est désigné globalement par la référence 13 et qui fait partie du dispositif de contrôle. Dans ce cas, le détecteur 13 est monté entre une paire de rouleaux adjacents 14 du convoyeur 12. On notera cependant que le détecteur 13 peut être monté de façon à observer les surfaces supérieures des plaques de verre et qu'on peut également l'employer avec d'autres types de matériels de manutention.

En considérant toujours la figure 1, on voit que lorsque l'une des plaques 11, dont on doit observer la surface inférieure, se déplace sur le convoyeur 12 jusqu'à une position située au-dessus du détecteur 13, son bord avant 15 rencontre un faisceau lumineux 16 qui est émis par une source lumineuse 17, de façon à produire un faisceau lumineux réfléchi 18. Le faisceau lumineux réfléchi 18 tombe sur une cellule photoélectrique 19 et cette dernière permet au dispositif de contrôle de commencer un cycle de fonctionnement, comme on le décrira par la suite.Lorsque le bord arrière (non représenté) de la plaque de verre il se dégage du faisceau lumineux 18, le signal de sortie de la cellule photoélectrique 19 disparaît pour arrêter le cycle de fonctionnement du dispositif de contrôle, la source lumineuse 17 et la cellule photoélectrique 19 constituant ainsi un capteur 20 destiné à détecter la présence de la plaque de verre 11.

En considérant maintenant les figures 1 et 2, on voit que le détecteur 13 comprend, outre le capteur 20, une source de lumière ultraviolette qui est formée par une paire de lampes fluorescentes au mercure 21 et 22, par un filtre optique 23 pour chaque lampe et par une cellule photoélectrique au silicium 24. Une enceinte opaque 25 contenant les éléments précités entoure les lampes 21 et 22 pour empêcher que la lumière ambiante perturbe leur fonction qui consiste à éclairer avec de la lumière ultraviolette la surface inférieure 10 de la plaque de verre 11. La lumière ultraviolette n'est évidemment pas transmise par la plaque de verre, si bien que la surface supérieure n'est pas éclairée.

Plus précisément, et comme le montre plus partie culièrement la figure 2, chaque lampe 21 et 22 est montée dans l'enceinte 25 au-dessus d'un réflecteur 26 de façon que la lumière émise traverse les filtres optiques 23.- Les filtres 23 arrêtent les longueurs d'onde de lumière visible et ils transmettent l'énergie lumineuse ultraviolette modulée à environ 22 Hz. Les filtres 23 sont conçus de façon à transmettre la lumière vers la surface inférieure 10 de la plaque de verre 11 et la lumière que la surface 10 émet par fluorescence est réfléchie vers le bas en direction de la cellule photoélectrique 24.La perturbation apportée par la lumière ambiante environnante est réduite au minimum en plaçant le détecteur 13 à une faible distance de la surface inférieure 10 de la plaque de verre 11, cette distance étant de préférence d'environ 12,7 mm.

Lorsque la surface inférieure de la plaque de verre 11 porte des traces de métal ou d'oxydes métalliques, l'énergie ultraviolette modulée donne lieu à une fluorescence des oxydes métalliques et la lumière visible résultante est détectée par la cellule photoélectrique 24 pour produire un signal qui est transmis vers un réseau électronique 27 qui constitue la partie restante du dispositif de contrôle.

Lorsque la surface de la plaque de verre 11 ne porte pas de traces d'oxydes métalliques, c'est-à-dire lorsque les oxydes métalliques apparaissent sur la surface supérieure de la plaque 11, il n'y a que peu ou pas d'énergie ultraviolette transmise à travers la plaque, et il n'y a donc pas de fluorescence. Ainsi, la cellule photoélectrique 24 ne détec te pas de lumière de fluorescence et la cellule photoélectrique n'émet aucun -signal vers le réseau électronique 27.

De façon générale, le réseau électronique 27, qui est constitué par une combinaison originale de dispositifs du commerce, peut etre considéré commodément comme étant constitué par trois circuits, à savoir un circuit de cycle 28 destiné à faire démarrer et à arreter un cycle de con tôle, un circuit de vérification 29 destiné à surveiller la lumière ambiante et un circuit de reconnaissance de signal 30 destiné à examiner les signaux provenant de la cellule photoélectrique 24.

En considérant maintenant la figure 3, on note que le circuit de cycle 28 comprend un circuit de détection de verre 31 qui est excité et désexcité par le capteur 20, un dispositif de commande de lampe 32 destiné à commander le fonctionnement d'un ou plusieurs relais de commande de lampe 33, un- diviseur 34 et un oscillateur 35, ces deux derniers éléments définissant les conditions temporelles du fonctionnement du dispositif de commande de lampe 32.

Par conséquent, lorsque le circuit de détection de verre 31 est actionné par la cellule photoélectrique 19, il émet une tension de signal vers le dispositif de commande de lampe 32 et le diviseur 34, grâce à quoi le signal qui est émis par le dispositif de commande de lampe place les lampes 21 et 22 dans un mode de démarrage qui dure pendant environ une seconde, avant que les lampes soient éclairées.

Le circuit de vérification 29 comprend un. dispositif de seuil de lumière ambiante 36 destiné à détecter la présence de tout signal provenant de la cellule photoélectrique 24 et déclenché par la lumière ambiante, et un dispositif d'alarme de lumière ambiante élevée, 37, tel qu'un bruiteur ou un dispositif lumineux qui est actionné lorsque l'intensité de la lumière ambiante est supérieure à un niveau de seuil prédéterminé.

Le circuit de reconnaissance de signal 30 comprend un amplificateur 38 accordé sur 22 Hz qui amplifie les signaux émis par la cellule photoélectrique 24, un redresseur 39 qui convertit les signaux reçus en un niveau continu et un dispositif de seuil de détection d'oxydes métalliques, 40, qui transmet un signal au dispositif de commande de lampe 32 pour éteindre les lampes 21 et 22 lorsque des oxydes métalliques sont détectés.

La modulation des lampes 21 et 22 et l'accord de l'amplificateur 36 sur une fréquence de 22 Hz ont pour but de réduire au minimum les perturbations produites par la lumière ambiante, susceptibles de masquer la fluorescence de l'oxyde métallique présent à la surface du verre.

Il existe une alimentation continue 41 qui est destinée à alimenter en tension continue les composants du circuit de cycle 28, du circuit de surveillance 29 et du circuit de reconnaissance de signal 30.

Un transformateur à tension constante 42 régule la tension du secteur alternatif à 110 V pour donner une tension stable et il transmet cette tension par des relais 33 afin de mettre sous tension et hors tension les lampes 21 et 22. Les lampes 21 et 22 sont mises sous tension et hors tension pour chaque cycle de contrôle, c'est-à-dire pour le contrôle individuel de chaque plaque de verre 11, afin de prolonger la durée de vie des filtres optiques 23, du fait que ces filtres se détériorent lentement sous l'effet de l'exposition à la lumière ultraviolette.

Le fonctionnement est le suivant. Lorsqu'une plaque de verre 11 portant des traces d'oxydes métalliques sur la surface adjacente au détecteur 13 passe au niveau de ce détecteur, la cellule photoélectrique 19 déclenche un cycle de contrôle en émettant un signal vers le circuit de détection de verre 31 qui émet à son tour un signal vers le dispositif de commande de lampe 32 et le diviseur 34, pour placer les lampes 21 et 22 dans leur mode de démarrage qui dure pendant environ une seconde. Près de la fin de cette durée, l'état de la cellule photoélectrique 24 est contrôlé pour déterminer si la lumière ambiante iait que cette cellule émet un signal vers le dispositif de seuil de lumière ambiante 36, par l'amplificateur 38.

Si le'signal qui provient de l'amplificateur 38 dépasse le niveau de seuil prédéterminé du dispositif de seuil de lumière ambiante 36, le dispositif d'alarme de lumière ambiante 37 est actionné et le dispositif de seuil 36 émet vers le dispositif de commande de lampe 32 un signal qui déclenche un dispositif d'alarme d'impossibilité de détection d'oxydes métalliques, 43, par l'intermédiaire du dispositif de seuil de détection d'oxydes métalliques, 40. Cet ensemble de conditions interdit au dispositif de contrôle de rechercher la présence d'oxydes métalliques, c'est-à-dire que la lumière ambiante est à un niveau qui dépasse le niveau lumineux de fonctionnement du système et qui masque la lumière émise par fluorescence par les oxydes métalliques.

De plus, le déclenchement du dispositif d'alarme d'impossibilité de détection d'oxydes métalliques, 43, peut constituer une indication du fait que les filtres optiques 23 ont été détériorés à un point tel qu'ils ne remplissent plus de façon satisfaisante leur fonction de filtrage.

Lorsque le signal qui provient de l'amplificateur 38 est acceptable pour le dispositif de seuil de lumière ambiante 36, le dispositif de commande de lampe 32 émet, au bout d'un retard d'environ une seconde, un signal dirigé vers le relais de commande de lampe 33, ce qui éclaire les lampes 21 et 22, et un signal vers le dispositif de seuil de détection d'oxydes métalliques, 40, ce qui autorise ce dernier à recevoir un signal à partir du redresseur 39.

Lorsque le dispositif de seuil de détection 40 reçoit un signal provenant du redresseur 39, un signal est émis vers le dispositif de commande de lampe 32, ce qui éteint les lampes 21 et 22 par l'intermédiaire du relais de commande de lampe 33, et le dispositif de contrôle n'émet aucun signal de sortie. En d'autres termes, dans le cas de la détection d'oxydes métalliques sur la surface de verre 10, le dispositif de contrôle laisse passer la plaque de verre 11. Au contraire, lorsque la présence d'oxydes métalliques n'est pas détectée une seconde après l'éclairage des lampes 21 et 22, le dispositif d'alarme 43 est actionné et la plaque de verre est rejetée.

Une fois que le bord arrière de la plaque de verre 11 est passé au niveau du capteur 20, le signal qui met en action le circuit de cycle 28 disparaît et tous les circuits sont restaurés en vue du cycle de contrôle suivant.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans so-rtir du cadre de l'invention.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Procédé destiné à faire en sorte que des articles en plaque (11) sur une surface desquels des traces de matière fluorescente sont déposées au cours de leur fabrication, soient orientés avec cette surface dans une direction voulue, caractérisé en ce qu'on éclaire la surface de la plaque avec de la lumière ultraviolette, on détecte la lumière ultraviolette provenant de la matière fluorescente, on éteint la lumière ultraviolette lorsque la fluorescence de la matière est détectée et on déclenche une alarme en cas d'absence de détection de la fluorescence.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on module la lumière ultraviolette à une fréquence d'environ 22 Hz.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on effectue un contrôle pour déterminer si le niveau de la lumière ambiante est excessif.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière fluorescente est de l'oxyde. d'étain.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on produit la lumière ultraviolette au moyen de lampes au mercure (21, 22).

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on filtre la lumière ultraviolette.

7. Dispositif de contrôle de la surface d'un article en plaque (11) pour y détecter la présence de traces de matière fluorescente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à éclairer la- surface de l'article en plaque avec une source de lumière ultraviolette (21, 22), ce qui donne lieu à une fluorescence de toute matière fluorescente, un capteur d'article (20) qui est destiné à actionner les moyens d'éclairage, un dispositif de détection de lumière (24) qui est destiné à détecter la fluorescence émise par toute matière fluorescente, et un réseau logique (27) qui est connecté au capteur d'article (20) et au dispositif de détection de lumière (24) de façon à éteindre la source de lumière ultraviolette lorsque la fluorescence est détectée et à déclencher une alarme lorsque la fluorescence n'est pas détectée.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'éclairage comprennent au moins une lampe à lumière ultraviolette (21, 22) et le dispositif de détection de lumière comprend une cellule photoélectrique (24).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la lampe à lumière ultraviolette est une lampe.

au mercure (21, 22) et la cellule photoélectrique est une cellule photoélectrique au silicium (24).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (23) destinés à filtrer la lumière de la lampe à lumière ultraviolette.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à moduler la lumière ultraviolette à une fréquence de 22 Hz.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (20, 28) destinés a commencer et à terminer un cycle de controle du réseau logique (27).

13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel l'article avance sur un convoyeur (12), caractérisé en ce que les moyens (20, 28) destinés à commencer et à terminer le cycle de contrôle comprennent un capteur (20) qui comporte une source lumineuse (17) et une cellule photoélectrique (19), de façon à produire un signal en liaison avec le bord avant et le bord arrière de l'article en plaque.

14. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel la matière fluorescente est un oxyde métallique, caractérisé en ce que le réseau logique comprend un circuit de cycle (28) qui actionne le capteur (20) de façon à commander le fonctionnement de la lampe à lumière ultraviolette (21, 22), un circuit de reconnaissance de signal (30) destiné à détecter la fluorescence et actionné par le dispositif de détection de lumière (24), et un circuit de surveillance (29) destiné à surveiller la lumière ambiante et à commander le fonctionnement du circuit de reconnaissance de signal.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le capteur (20) comprend une source lumineuse (17) qui émet un faisceau lumineux qui est réfléchi par-l'article en plaque, et une cellule photoélectrique (19) qui est destinée à recevoir le faisceau lumineux réfléchi afin de produire un signal et de mettre en action le circuit de cycle (28).

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que le circuit de cycle (28) comprend un dispositif de commande de lampe (32) et un temporisateur qui comprend un diviseur (34) et un oscillateur (35) ayant pour but de retarder le fonctionnement du dispositif de commande de lampe.

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le dispositif de détection de lumière (24) comprend une cellule photoélectrique et le circuit de reconnaissance de signal comprend un amplificateur (38), un redresseur (39) et un dispositif de seuil de détection d'oxydes métalliques (40), pour recevoir et traiter un signal de fluorescence provenant de la cellule photoélectrique.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que le circuit de surveillance (29) comprend un dispositif de seuil de lumière ambiante (36) et un dispositif d'alarme (37).