IT202000011950A1 - Metodo e dispositivo per ispezionare un oggetto - Google Patents

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Fabrizio Pucci
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Sacmi
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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
METODO E DISPOSITIVO PER ISPEZIONARE UN OGGETTO.
La presente invenzione ha per oggetto un metodo e un dispositivo per ispezionare un oggetto realizzato in materiale plastico e includente almeno uno strato da ispezionare.
Tra le metodologie per ispezionare oggetti plastici sono noti metodi che prevedono il posizionamento dell?oggetto in una zona di ispezione, all?interno della quale l?oggetto ? irraggiato, tramite una radiazione elettromagnetica emessa da un emettitore.
Detti metodo prevedono una rilevazione, tramite un sensore, di un assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte dello strato da ispezionare. Il sensore genera un corrispondente segnale di assorbimento, il quale viene elaborato in un?unit? di controllo per generare dati di ispezione che sono rappresentativi di parametri fisici dello strato da ispezionare. In particolare, sono note soluzioni, come quella descritta nel documento EP2605004B1, in cui sono utilizzate radiazioni elettromagnetiche nello spettro degli infrarossi, emesse o assorbite dallo strato da ispezionare in funzione della temperatura al quale si trova lo strato ispezionato.
Tali tecniche sono tuttavia limitate alla determinazione di solo alcuni parametri dello strato ispezionato, ad esempio il suo spessore. Con tali tecniche non ? possibile determinare la composizione del materiale dello strato n? la sua densit?. In particolare, anche la determinazione dello spessore ? funzione della composizione del materiale che deve, pertanto, essere nota prima della rilevazione.
Scopo del presente trovato ? rendere disponibile un metodo e un dispositivo di rilevazione che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. Detto scopo ? pienamente raggiunto dal metodo e dal dispositivo oggetti del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.
Secondo un aspetto della presente descrizione, il presente trovato mette a disposizione un metodo per ispezionare un oggetto, preferibilmente realizzato in materiale plastico. Detto oggetto comprende almeno uno strato da ispezionare.
Il metodo comprende una fase di posizionamento dell?oggetto in una zona di ispezione. Il metodo comprende una fase di irraggiamento della zona di ispezione. Detto irraggiamento avviene tramite una radiazione elettromagnetica emessa da un emettitore. Il metodo comprende una fase di rilevazione, tramite un sensore, di un assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte dello strato da ispezionare.
Il metodo comprende una fase di generazione di un segnale di assorbimento, rappresentativo dell?assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte dello strato da ispezionare.
Il metodo comprende una fase di elaborazione del segnale di assorbimento in un?unit? di controllo.
Il metodo comprende una fase di generazione di dati di ispezione, sulla base dell?elaborazione del segnale di assorbimento.
In una forma di realizzazione, nella fase di irraggiamento, la radiazione elettromagnetica include raggi X.
In una forma di realizzazione, l?oggetto ? multistrato. In altre parole, l?oggetto include uno strato addizionale, oltre allo strato da ispezionare. In una forma di realizzazione, i dati di ispezione includono uno o pi? delle seguenti grandezze:
- spessore dello strato da ispezionare;
- densit? dello strato da ispezionare;
- composizione dello strato da ispezionare.
Secondo una forma di attuazione, il metodo comprende una fase di configurazione. Nella fase di configurazione, l?unit? di controllo riceve dati di riferimento, rappresentativi di un segnale di assorbimento di riferimento. Nella fase di configurazione, l?unit? di controllo salva in una memoria i dati di riferimento. I dati di ispezione sono preferibilmente generati in funzione di un confronto tra il segnale di assorbimento e i dati di riferimento (il segnale di assorbimento di riferimento).
Secondo una forma di attuazione del metodo, nella fase di rilevazione, il sensore rileva un numero di fotoni X maggiore di 20000, preferibilmente maggiore di 30000.
Secondo una forma di attuazione del metodo, nella fase di rilevazione, il sensore acquisisce dati ad una velocit? di campionamento minore di 20 Hz. Secondo una forma di attuazione del metodo, nella fase di rilevazione, il sensore acquisisce dati ad una velocit? di campionamento minore di 30 Hz. Secondo una forma di attuazione del metodo, nella fase di rilevazione, il sensore acquisisce dati ad una velocit? di campionamento compresa tra 5 e 25 Hz.
Secondo una forma di attuazione del metodo, nella fase di rilevazione, l?emettitore emette una pluralit? di raggi X. In una forma di realizzazione, detta pluralit? raggi X definisce un raggio X lineare. In una forma di realizzazione, detta pluralit? raggi X definisce un raggio X planare, ovvero una matrice di raggi X.
In una forma di attuazione del metodo, il metodo comprende una fase di rilevazione addizionale. Nella fase di rilevazione addizionale, un sensore addizionale rileva un assorbimento dei raggi X da parte dello strato da ispezionare. Il sensore addizionale genera un segnale di assorbimento addizionale, rappresentativo dell?assorbimento dei raggi da parte dello strato ispezionato. Secondo tale forma di realizzazione, l?unit? di controllo genera i dati di ispezione in risposta al segnale di assorbimento e/o al segnale di assorbimento addizionale.
In una forma di realizzazione, l?oggetto ? un prodotto singolarizzato. In alternativa, l?oggetto da ispezionare ? definito (costituito) da una porzione di un flusso continuo di materiale attraversante la zona di ispezione.
Secondo una forma di attuazione, il metodo comprende una fase di sincronizzazione. Nella fase di sincronizzazione, l?unit? di controllo sincronizza l?emettitore con una velocit? di attraversamento dell?oggetto (ovvero della zona di ispezione da parte dell?oggetto), per ispezionare zone prestabilite dell?oggetto.
Secondo un aspetto della presente descrizione, il presente trovato mette a disposizione un dispositivo per ispezionare un oggetto, preferibilmente realizzato in materiale plastico e includente almeno uno strato da ispezionare.
Il dispositivo comprende una zona di ispezione, entro la quale ? operativamente disposto l?oggetto da ispezionare. Il dispositivo comprende un emettitore, configurato per irraggiare la zona di ispezione con una radiazione elettromagnetica.
Il dispositivo comprende un sensore, configurato per generare un segnale di assorbimento, rappresentativo di un assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte dello strato da ispezionare.
Il dispositivo comprende un?unit? di controllo, configurata per ricevere il segnale di assorbimento dal sensore. L?unit? di controllo ? programmata per elaborare il segnale di assorbimento per derivare dati di ispezione. I dati di ispezione sono rappresentativi di propriet? dell?oggetto da ispezionare (dello strato da ispezionare).
In una forma di realizzazione, la radiazione elettromagnetica include raggi X.
In una forma di realizzazione, i dati di ispezione includono uno o pi? dei seguenti parametri: uno spessore dello strato ispezionato, una densit? dello strato ispezionato o una composizione dello strato ispezionato.
L?unit? di controllo ha accesso a dati di riferimento, rappresentativi di un segnale di assorbimento prestabilito (o di riferimento). L?unit? di controllo ? programmata per calcolare i dati di ispezione in risposta ad un confronto tra il segnale di assorbimento e i dati di riferimento.
In una forma di realizzazione, il sensore comprende silicio o un composto di cadmio, zinco e tellurio CZT.
In una forma di realizzazione, il dispositivo comprende un sensore addizionale. Il sensore addizionale ? configurato per rilevare un assorbimento del raggio da parte dello strato ispezionato. Il sensore addizionale ? configurato per generare un segnale di assorbimento addizionale, rappresentativo dell?assorbimento del raggio da parte dello strato ispezionato. In una forma di realizzazione, l?unit? di controllo ? configurata per derivare i dati di ispezione in risposto al segnale di assorbimento e/o al segnale di assorbimento addizionale.
L?unit? di controllo ? configurata per sincronizzare l?emettitore con una velocit? di attraversamento della zona di ispezione da parte dell?oggetto, per ispezionare zone prestabilite dell?oggetto.
Secondo una forma di realizzazione, il sensore ? configurato per rilevare un numero di fotoni X maggiore di 20000, preferibilmente maggiore di 30000. Secondo una forma di realizzazione, il sensore ? configurato per acquisire dati ad una velocit? di campionamento minore di 20 Hz.
Secondo una forma di realizzazione, l?emettitore ? configurato per emettere una pluralit? di raggi X. In una forma di realizzazione, detta pluralit? raggi X definisce un raggio X lineare. In una forma di realizzazione, detta pluralit? raggi X definisce un raggio X planare, ovvero una matrice di raggi X.
Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui: - la figura 1 illustra schematicamente un dispositivo per ispezionare un oggetto realizzato in materiale plastico;
- la figura 2 illustra schematicamente un sensore del dispositivo di figura 1; - la figura 3 illustra schematicamente una vista laterale del dispositivo di figura 1;
- la figura 4 illustra schematicamente una vista in pianta del dispositivo di figura 1.
Con riferimento alle figure allegate si ? indicato con 1 un dispositivo per ispezionare un oggetto, il quale ? preferibilmente realizzato in materiale plastico. Tuttavia, ? previsto di utilizzare il dispositivo anche per l?ispezione di materiale ceramico o di materiale organico come ad esempio il legno o la cellulosa.
Secondo una forma di realizzazione, il dispositivo 1 comprende un emettitore 2, configurato per emettere una radiazione elettromagnetica. Detta radiazione elettromagnetica comprende un raggio X. L?emettitore 2 comprende una sorgente, che emette il raggio X. In una forma di realizzazione, il raggio X ? un raggio X iper-spettrale. In una forma di realizzazione, la sorgente ? una sorgente policromatica.
L?emettitore 2 ? configurato per emettere il raggio X in un asse di emissione E. Detto raggio X emesso investo l?oggetto da ispezionare, il quale provocher? un?attenuazione del raggio X, in funzione di parametri caratteristici del materiale.
In una forma di realizzazione, l?emettitore 2 comprende un tubo di allineamento 21, allungato lungo la direzione di emissione E, per allineare il raggio X all?asse di emissione E.
Il dispositivo 1 comprende un sensore 3. Il sensore 3 ? configurato per rilevare il raggio X emesso dall?emettitore 2. Il sensore 3 ? allineato con l?emettitore 2 lungo l?asse di emissione E.
Il sensore 3 ? preferibilmente un sensore spettroscopico. Il sensore 3 ? configurato per determinare, per ciascun fotone del raggio X che lo investe, una corrispondente energia del fotone. In altre parole, il sensore 3 ? configurato per lavorare in modalit? conteggio a fotone singolo.
In una forma di realizzazione, il sensore 3 comprende uno o pi? delle seguenti caratteristiche:
- un tubo di allineamento 31, allungato lungo l?asse di emissione E;
- un collimatore 32, disposto sul fondo del tubo di allineamento per collimare i raggi X ricevuti dal sensore 3;
- un elemento sensibile 33, preferibilmente uno spettrometro CTZ, configurato per generare un segnale di assorbimento 301 sulla base dei raggi X (dei fotoni) che lo investono;
- un pre-amplificatore 34, connesso all?elemento sensibile 33 per ricevere il segnale di assorbimento 301 e per amplificarlo;
- un digitalizzatore 35, configurato per digitalizzare il segnale di assorbimento 301;
- un processore 36, configurato per elaborare il segnale di assorbimento 301. Il processore 36 ? preferibilmente un FPGA (field programmable gate array).
Preferibilmente, l?elemento sensibile 33 ? planare. L?elemento sensibile 33 ? disposto all?interno del tubo di allineamento 31, a valle del collimatore 32 lungo l?asse di emissione E nel verso di ricezione del raggio X.
In una forma di realizzazione, l?emettitore 2 e il sensore 3 sono distanziati lungo la direzione di emissione E di una distanza operativa DO, la quale ? inferiore a 50 cm. In una forma di realizzazione, la distanza operativa DO ? minore di 40 cm, preferibilmente inferiore a 30 cm.
In una forma di realizzazione, il dispositivo 1 comprende un gruppo di supporto 4. Il gruppo di supporto 4 ? configurato per mantenere l?oggetto da ispezionare durante l?emissione del raggio X.
In una forma di realizzazione, il gruppo di supporto 4 ? configurato per movimentare l?oggetto lungo un piano di movimentazione PA, perpendicolare alla direzione di emissione. In particolare, secondo una forma di realizzazione, il gruppo di supporto 4 ? configurato per movimentare l?oggetto lungo una direzione longitudinale L e lungo una direzione trasversale T, tra loro perpendicolari ed entrambe perpendicolari all?asse di emissione E.
Il gruppo di supporto 4 comprende un supporto 41, configurato per mantenere l?oggetto durante l?ispezione.
Il gruppo di supporto 4 comprende un attuatore di movimentazione 42. L?attuatore di movimentazione 42 ? configurato per movimentare il supporto 41 lungo il piano di movimentazione PA.
In particolare, secondo una forma di realizzazione, il gruppo di supporto 4 comprende una trave longitudinale 43, allungata lungo la direzione longitudinale L. Il gruppo di supporto 4 comprende una o pi? travi trasversali 44, allungate lungo la direzione trasversale T.
La trave longitudinale 43 ? mobile su dette una o pi? travi trasversali 44, per variare una sua posizione lungo la direzione trasversale T.
Il supporto 41 ? mobile lungo la trave longitudinale 43 per variare una sua posizione lungo la direzione longitudinale L. In tal modo, pur mantenendo fisso l?emettitore 2, ? possibile investire ciascuna parte dell?oggetto da ispezionare movimentandolo tramite il gruppo di supporto 4.
In una forma di realizzazione, il dispositivo 1 comprende una unit? di controllo 6. In una forma di realizzazione, il dispositivo 1 comprende una interfaccia utente 5, per consentire ad un utente di interagire con l?unit? di controllo 6 e con il dispositivo 1.
L?unit? di controllo 6 ? connessa al gruppo di supporto 4 e/o all?emettitore 2 e/o al sensore 3. L?unit? di controllo 6 ? configurata per ricevere dati di configurazione 601, rappresentativi di parametri di configurazione del dispositivo 1. Ad esempio, ma non limitatamente, i dati di configurazione 601 comprendono dati di riferimento 601?, rappresentativi di un segnale di assorbimento di riferimento, e dati operativi, rappresentativi di uno o pi? dei seguenti parametri:
- tipo di raggio X da emettere;
- energia del raggio X da emettere;
- posizione d?ispezione sull?oggetto da ispezionare.
L?unit? di controllo 6 ? configurata per generare segnali di comando 602, sulla base dei dati di configurazione 601.
In particolare, l?unit? di controllo 6 ? configurata per inviare i segnali di comando 602 al gruppo di supporto 4, per istruirlo nel posizionamento dell?oggetto da ispezionare rispetto all?asse di emissione E. In particolare, l?unit? di controllo 6 ? configurata per inviare i segnali di comando 602 all?emettitore 2 per istruirlo nell?emissione di raggi X. In particolare, l?unit? di controllo 6 ? configurata per inviare i segnali di comando 602 al sensore 3 per comandarlo nella rilevazione del raggio X.
Si osservi che l?attenuazione del raggio X da parte di un oggetto avente una massa m ? data dalla formula seguente:
Dove ??(?) ? un valore di intensit? energetica di riferimento, su cui ? calibrato il dispositivo 1, ?(?) ? il valore di intensit? energetica dei fotoni incidenti del raggio X rilevato dal sensore 3, ? la densit? dell?oggetto che viene investito dal raggio X, ? ? uno spessore dell?oggetto che viene investito dal raggio X mentre ?? ?? ? ???(?) ? la sommatoria dei prodotti tra la frazione di massa ?? di ogni elemento di cui l?oggetto ? composto e il rispettivo coefficiente di attenuazione ???(?). Il valore di intensit? energetica di riferimento ? determinabile (? associato, ? calcolabile a partire) dai dati di riferimento 601?ricevuti dall?unit? di controllo 6.
Ci? vuol dire che l?attenuazione del raggio X ? dipendente dallo spessore, dalla densit? e dalla composizione fisico-chimica dell?oggetto da ispezionare.
Ci? detto, il dispositivo 1 consente di determinare, a patto di conoscere almeno due dei parametri sopra esposti, il terzo parametro.
Pertanto, in una forma di realizzazione, il dispositivo 1 ? configurato per determinare uno spessore di uno strato di materiale dell?oggetto e/o una densit? dello strato da ispezionare e/o la sua composizione chimica. In tal caso, l?unit? di controllo 6 ? configurata per ricevere dati di materiale, rappresentativi di un valore di densit? dello strato da ispezionare e/o della composizione chimica dello strato da ispezionare (o il valore del coefficiente di attenuazione risultante) e/o dello spessore dello strato da ispezionare. In una forma di realizzazione, i dati di configurazione 601 comprendono anche un?indicazione su una configurazione operativa con la quale operare il dispositivo 1. In particolare, a titolo puramente esemplificativo, l?interfaccia utente 5 consente di inserire detta indicazione, la quale ? variabile tra: - una configurazione spessore, in cui l?unit? di controllo ? configurata per determinare uno spessore dello strato da ispezionare a partire dal valore di densit? e dal valore del coefficiente di attenuazione risultante dello strato da ispezionare;
- una configurazione densit? assoluta, in cui l?unit? di controllo ? configurata per determinare una densit? assoluta dello strato da ispezionare a partire dal valore di spessore e dal valore del coefficiente di attenuazione risultante dello strato da ispezionare;
- una configurazione composizione, in cui l?unit? di controllo ? configurata per determinare una composizione chimico-fisico dello strato da ispezionare a partire dal valore di densit? e dal valore di spessore dello strato da ispezionare.
In una forma di realizzazione, ? possibile determinare sia la densit? assoluta che la percentuale in massa di ciascun elemento dello strato da ispezionare, conoscendo gli altri parametri della formula.
In una forma di realizzazione, i dati di configurazione 601 possono includere uno o pi? dei seguenti parametri:
- flusso incidente di raggi X;
- spettro di acquisizione;
- velocit? d campionamento e di acquisizione dei fotoni sul sensore 3; - intervallo di energia del flusso di raggi X;
- valore di apertura del collimatore;
- distanze tra sensore 3, emettitore 2 e gruppo di supporto 4;
Inoltre, in una forma di realizzazione, la posizione relativa lungo l?asse di emissione E tra sensore 3, emettitore 2 e gruppo di supporto ? regolabile. Secondo un aspetto della presente descrizione, il presente trovato mette a disposizione un metodo per l?ispezione di un oggetto che pu? essere realizzato in materiale plastico ma anche in materiale ceramico e/o organico (legno).
Il metodo ? preferibilmente un metodo per la determinazione di uno spessore di uno strato in un oggetto il quale, preferibilmente, ? un oggetto multistrato, il quale include, oltre allo strato da ispezionare, uno strato addizionale. Tale metodo ? eseguito tramite un dispositivo 1 per l?ispezione di un oggetto secondo il presente trovato.
Il metodo prevede di posizionare l?oggetto da ispezionare in una zona di ispezione Z del dispositivo 1, nella quale ? raggiungibile da una radiazione elettromagnetica.
Il metodo comprende una fase di irraggiamento (emissione), in cui un emettitore 2 emette una radiazione elettromagnetica che comprende preferibilmente un raggio X. Preferibilmente, nella fase di irraggiamento una sorgente policromatica dell?emettitore 2 emette un raggio X, preferibilmente un raggio X iper-spettrale.
L?emettitore 2 emette il raggio X lungo un asse di emissione E. Detto raggio X viene attenuato dalla presenza dell?oggetto, il quale ha un coefficiente di attenuazione risultante, derivante dal coefficiente di attenuazione dei singoli elementi di cui ? composto. Si fa presente che contribuisce all?attenuazione quella parte di materiale che viene effettivamente attraversata dal raggio X. In una forma di attuazione, la fase di irraggiamento comprende una pluralit? di emissioni, ciascuna associata ad un rispettivo punto di ispezione sull?oggetto.
Nella fase di posizionamento, l?oggetto viene posizionato in moda da avere lo strato ispezionato posto perpendicolarmente al raggio X, per calcolare no spessore dello strato ispezionato in una direzione parallela all?asse di emissione E.
In una forma di realizzazione, la fase di irraggiamento comprende una fase di allineamento, in cui un tubo di allineamento 21 dell?emettitore 2 allinea il raggio X all?asse di emissione E.
Il metodo comprende una fase di rilevazione, in cui un sensore 3, preferibilmente di tipo spettroscopico, rileva il raggio X emesso dall?emettitore 2 e attenuato dall?oggetto da ispezionare. Il sensore 3 ? allineato con l?emettitore 2 lungo l?asse di emissione E. Il sensore 3 determina, per ciascun fotone del raggio X che lo investe, una corrispondente energia del fotone. In altre parole, il sensore 3 lavora in modalit? ?conteggio a fotone singolo?.
In una forma di realizzazione, la fase di rilevazione comprende una o pi? delle seguenti fasi:
- allineamento 31 del raggio X lungo l?asse di emissione E;
- collimazione tramite un collimatore 32, dei raggi X ricevuti dal sensore 3; - rilevamento tramite un elemento sensibile 33, preferibilmente uno spettrometro CTZ, e generazione di un segnale di assorbimento 301 sulla base dei raggi X (dei fotoni) che lo investono;
- amplificazione, tramite un pre-amplificatore 34, connesso all?elemento sensibile 33 per ricevere il segnale di assorbimento 301;
- digitalizzazione, tramite un digitalizzatore 35, del segnale di assorbimento 301;
- elaborazioni del segnale di assorbimento 301, tramite un processore 36, preferibilmente un FPGA (field programmable gate array).
In una forma di attuazione, il metodo comprende una fase di sostegno (supporto). Nella fase di sostegno, un gruppo di supporto 4 mantiene l?oggetto da ispezionare durante l?emissione del raggio X.
In una forma di attuazione, il gruppo di supporto 4 movimenta (sposta) l?oggetto lungo un piano di movimentazione PA, perpendicolare alla direzione di emissione. In particolare, secondo una forma di realizzazione, il gruppo di supporto 4 movimenta (sposta) l?oggetto lungo una direzione longitudinale L e lungo una direzione trasversale T, tra loro perpendicolari ed entrambe perpendicolari all?asse di emissione E.
Il gruppo di supporto 4 comprende un supporto 41, che mantiene l?oggetto durante l?ispezione, durante l?emissione dei raggi X.
La fase di sostegno comprende, in una forma di attuazione, una fase di movimentazione, un attuatore di movimentazione 42 sposta il supporto 41 lungo il piano di movimentazione PA.
Nella fase di movimentazione, una trave longitudinale 43 del gruppo di supporto 4 si sposta lungo una o pi? travi trasversali 44. Nella fase di movimentazione, il supporto 41 si sposta lungo la trave longitudinale 43. In una forma di realizzazione, il metodo comprende una fase di controllo, in cui una unit? di controllo 6 controlla l?emettitore 2, il sensore 3 e il gruppo di supporto 4. In una forma di attuazione, il metodo comprende una fase di configurazione, in cui l?unit? di controllo riceve dati di configurazione 601, rappresentativi di parametri di configurazione del dispositivo 1, tramite un?interfaccia utente 5.
Ad esempio, ma non limitatamente, i dati di configurazione 601 comprendono dati di riferimento 601?, rappresentativi di un segnale di assorbimento di riferimento, e dati operativi, rappresentativi di uno o pi? dei seguenti parametri:
- tipo di raggio X da emettere;
- energia del raggio X da emettere;
- posizione d?ispezione sull?oggetto da ispezionare.
L?unit? di controllo 6 genera segnali di comando 602, sulla base dei dati di configurazione 601.
In particolare, l?unit? di controllo 6 invia i segnali di comando 602 al gruppo di supporto 4, per istruirlo nel posizionamento dell?oggetto da ispezionare rispetto all?asse di emissione E. In particolare, l?unit? di controllo 6 invia i segnali di comando 602 all?emettitore 2 per istruirlo nell?emissione di raggi X. In particolare, l?unit? di controllo 6 invia i segnali di comando 602 al sensore 3 per comandarlo nella rilevazione del raggio X.
L?unit? di controllo 6 calcola, sulla base del segnale di assorbimento, uno spessore dello strato da ispezionare, una densit? dello strato da ispezionare e una percentuale in masse dei vari elementi che compongono lo strato da ispezionare. Tale calcolo si basa sulla seguente formula:
Dove ??(?) ? un valore di intensit? energetica di riferimento, su cui ? calibrato il dispositivo 1, ?(?) ? il valore di intensit? energetica dei fotoni incidenti del raggio X rilevato dal sensore 3, ? la densit? dell?oggetto che viene investito dal raggio X, ? ? uno spessore dell?oggetto che viene investito dal raggio X mentre ? la sommatoria dei prodotti tra la frazione di massa ?? di ogni elemento di cui l?oggetto ? composto e il rispettivo coefficiente di attenuazione
L?unit? di controllo determina il valore di intensit? energetica di riferimento a partire dai dati di riferimento 601?ricevuti dall?unit? di controllo 6.
Ci? detto, il dispositivo 1 consente di determinare, a patto di conoscere almeno due dei parametri sopra esposti, il terzo parametro.
Pertanto, in una forma di realizzazione, il dispositivo 1 determina uno spessore di uno strato di materiale dell?oggetto e/o una densit? dello strato da ispezionare e/o la sua composizione chimica. In tal caso, l?unit? di controllo 6 riceve dati di materiale, rappresentativi di un valore di densit? dello strato da ispezionare e/o della composizione chimica dello strato da ispezionare (o il valore del coefficiente di attenuazione risultante) e/o dello spessore dello strato da ispezionare.
In una forma di attuazione, il metodo comprende una fase di riconfigurazione del dispositivo 1, in cui l?unit? di controllo 6 riceve un?indicazione su una configurazione operativa con la quale operare il dispositivo 1.
Il metodo prevede pertanto la possibilit? di implementare una delle seguenti configurazioni:
- una configurazione spessore, in cui l?unit? di controllo determina uno spessore dello strato da ispezionare a partire dal valore di densit? e dal valore del coefficiente di attenuazione risultante dello strato da ispezionare; - una configurazione densit? assoluta, in cui l?unit? di controllo determina una densit? assoluta dello strato da ispezionare a partire dal valore di spessore e dal valore del coefficiente di attenuazione risultante dello strato da ispezionare;
- una configurazione composizione, in cui l?unit? di controllo determina una composizione chimico-fisico dello strato da ispezionare a partire dal valore di densit? e dal valore di spessore dello strato da ispezionare. Tale ultimo aspetto ? possibile in quanto, conoscendo gli elementi che sono inclusi nello strato da ispezionare e conoscendo il coefficiente di attenuazione degli specifici elementi, ? possibile determinare la percentuale in massa di ciascun elemento, ad esempio utilizzando il metodo ?least-square best-fit?. In una forma di realizzazione, ? possibile determinare sia la densit? assoluta che la percentuale in massa di ciascun elemento dello strato da ispezionare, conoscendo gli altri parametri della formula.
In una forma di realizzazione, nella fase di configurazione, l?unit? di controllo riceve uno o pi? dei seguenti parametri:
- flusso incidente di raggi X;
- spettro di acquisizione;
- velocit? d campionamento e di acquisizione dei fotoni sul sensore 3; - intervallo di energia del flusso di raggi X;
- valore di apertura del collimatore;
- distanze tra sensore 3, emettitore 2 e gruppo di supporto 4;
In una forma di attuazione, il metodo comprende una fase di regolazione della posiziona reciproca tra sensore 3, emettitore 2 e gruppo di supporto 4. In detta fase di regolazione, un attuatore di regolazione sposta il sensore 3 rispetto all?emettitore 2. Inoltre, in una forma di realizzazione, l?attuatore di movimentazione 42 ? configurato per spostare il supporto 41 lungo l?asse di emissione E. In particolare, il gruppo di supporto pu? comprendere anche una trave di regolazione, parallela all?asse di emissione E, sulla quale ? mobile il supporto 41 per avvicinarsi o allontanarsi all?emettitore 2.
Si osservi che in una forma di attuazione, in cui il dispositivo 1 comprende una pluralit? di emettitori e una corrispondente pluralit? di sensori, il metodo prevede una pluralit? di fasi di emissione e una corrispondente pluralit? di fasi di rilevazione, ciascuna associata ad un rispettivo raggio X, che investe uno specifico punto dell?oggetto da ispezionare. Pertanto, l?ispezione completa dello strato pu? essere eseguita sia variando la posizione reciproca tra l?oggetto e il gruppo emettitore 2/sensore 3 lungo il piano di movimentazione PA oppure moltiplicando il numero dei gruppi emettitore 2/ sensore 3.
Attraverso la pluralit? di fasi di emissione, il raggio X pu? avere una forma lineare o planare. Ci? diminuisce l?influenza di una disomogeneit? del parametro sotto rilevazione lungo la direzione longitudinale L o la direzione trasversale T. Tale disomogeneit? non sarebbe pertanto rilevata qualora fosse ispezionato un unico punto del materiale.
In una forma di attuazione del metodo, l?oggetto ? un prodotto singolarizzato. In una forma di attuazione, l?oggetto ? costituito da una porzione di un flusso continuo di materiale attraversante la zona di ispezione. In questa ultima forma di attuazione, il metodo comprende una fase di sincronizzazione, in cui la fase di emissione ? sincronizzata con il flusso del materiale nella zona di ispezione, in modo da cadenzare correttamente l?emissione del raggio e ispezionare una posizione prestabilita dell?oggetto.

Claims (14)

RIVENDICAZIONI
1. Metodo per ispezionare un oggetto, l?oggetto essendo realizzato in materiale plastico e includendo almeno uno strato da ispezionare, il metodo comprendendo le seguenti fasi:
- posizionamento dell?oggetto in una zona di ispezione (Z);
- irraggiamento della zona di ispezione (Z), tramite una radiazione elettromagnetica emessa da un emettitore (2);
- rilevazione, tramite un sensore (3), di un assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte dello strato da ispezionare e conseguente generazione di un segnale di assorbimento (301), rappresentativo dell?assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte dello strato da ispezionare;
- elaborazione del segnale di assorbimento (301) in un?unit? di controllo (6) e conseguente generazione di dati di ispezione,
caratterizzato dal fatto che la radiazione elettromagnetica include raggi X.
2. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui l?oggetto ? multistrato e include uno strato addizionale, oltre allo strato da ispezionare.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o la 2, in cui i dati di ispezione includono uno o pi? delle seguenti grandezze:
- spessore dello strato da ispezionare;
- densit? dello strato da ispezionare;
- composizione dello strato da ispezionare.
4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una fase di configurazione, in cui l?unit? di controllo (6) riceve e salva in una memoria dati di riferimento (601?), rappresentativi di un segnale di assorbimento di riferimento, e in cui i dati di ispezione sono generati in funzione di un confronto tra il segnale di assorbimento (301) e i dati di riferimento (601?).
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, nella fase di irraggiamento, l?emettitore (2) emette una pluralit? di raggi X, a formare un raggio X lineare o un raggio X planare.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una fase di rilevazione addizionale, in cui un sensore addizionale rileva un assorbimento dei raggi X da parte dello strato da ispezionare e genera un segnale di assorbimento addizionale, rappresentativo dell?assorbimento dei raggi da parte dello strato ispezionato, e in cui l?unit? di controllo (6) genera i dati di ispezione in risposta al segnale di assorbimento (301) e al segnale di assorbimento addizionale.
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?oggetto ? un prodotto singolarizzato, oppure ? costituito da una porzione di un flusso continuo di materiale attraversante la zona di ispezione (Z).
8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una fase di sincronizzazione, in cui l?unit? di controllo (6) sincronizza l?emettitore (2) con una velocit? di attraversamento della zona di ispezione (Z) da parte dell?oggetto, per ispezionare zone prestabilite dell?oggetto.
9. Dispositivo (1) per ispezionare un oggetto realizzato in materiale plastico e includente almeno uno strato da ispezionare, il dispositivo comprendendo: - una zona di ispezione (Z), entro la quale ? operativamente disposto l?oggetto da ispezionare;
- un emettitore (2), configurato per irraggiare la zona di ispezione (Z) con una radiazione elettromagnetica;
- un sensore (3), configurato per generare un segnale di assorbimento (301), rappresentativo di un assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte dello strato da ispezionare;
- un?unit? di controllo (6), configurata per ricevere il segnale di assorbimento (301) dal sensore (3) e programmata per elaborare il segnale di assorbimento (301) per derivare dati di ispezione,
caratterizzato dal fatto che la radiazione elettromagnetica include raggi X.
10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 9, in cui i dati di ispezione includono uno o pi? dei seguenti parametri: uno spessore dello strato ispezionato, una densit? dello strato ispezionato o una composizione dello strato ispezionato.
11. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 9 o la 10, in cui l?unit? di controllo (6) ha accesso a dati di riferimento (601?), rappresentativi di un segnale di assorbimento prestabilito, ed ? programmata per calcolare i dati di ispezione in risposta ad un confronto tra il segnale di assorbimento (301) e i dati di riferimento (601?).
12. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 9 alla 11, in cui il sensore (3) comprende silicio o un composto di cadmio, zinco e tellurio CZT.
13. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 9 alla 12, comprendente un sensore addizionale, configurato per rilevare un assorbimento del raggio da parte dello strato ispezionato e per generare un segnale di assorbimento addizionale, rappresentativo dell?assorbimento del raggio da parte dello strato ispezionato, e in cui l?unit? di controllo (6) ? configurata per derivare i dati di ispezione in risposto al segnale di assorbimento (301) e al segnale di assorbimento addizionale.
14. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 9 alla 13, in cui l?unit? di controllo (6) ? configurata per sincronizzare l?emettitore (2) con una velocit? di attraversamento della zona di ispezione da parte dell?oggetto, per ispezionare zone prestabilite dell?oggetto.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2947871A (en) * 1955-08-01 1960-08-02 Friedman Herbert Apparatus for determining the composition and thickness of thin layers
EP1055115A1 (en) * 1998-02-09 2000-11-29 Tomra Systems ASA Method and device for identification of a type of material in an object and utilization therefor
EP1801536A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-27 Uponor Innovation Ab Method of manufacturing a pipe and a pipe
US20070179662A1 (en) * 2004-03-19 2007-08-02 Vidar Erlingsson Apparatus for inspecting food items
DE102018204793A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-02 Krones Ag Vorrichtung zur Inspektion von leeren oder mit einem Produkt befüllten Verpackungsbehältern

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6201850B1 (en) * 1999-01-26 2001-03-13 Agilent Technologies, Inc. Enhanced thickness calibration and shading correction for automatic X-ray inspection
US7082182B2 (en) * 2000-10-06 2006-07-25 The University Of North Carolina At Chapel Hill Computed tomography system for imaging of human and small animal
JP2013156172A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 X-Ray Precision Inc Ｘ線検査装置
US10725188B2 (en) * 2015-10-20 2020-07-28 Koninklijke Philips N.V. Polarization correction for direct conversion x-ray detectors
PL234550B1 (pl) * 2016-06-03 2020-03-31 Int Tobacco Machinery Poland Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Urządzenie do identyfikacji parametrów fizycznych artykułów prętopodobnych przemysłu tytoniowego
US11029441B2 (en) * 2019-05-24 2021-06-08 Analogic Corporation Scanning systems with dynamically adjustable shielding systems and related methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2947871A (en) * 1955-08-01 1960-08-02 Friedman Herbert Apparatus for determining the composition and thickness of thin layers
EP1055115A1 (en) * 1998-02-09 2000-11-29 Tomra Systems ASA Method and device for identification of a type of material in an object and utilization therefor
US20070179662A1 (en) * 2004-03-19 2007-08-02 Vidar Erlingsson Apparatus for inspecting food items
EP1801536A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-27 Uponor Innovation Ab Method of manufacturing a pipe and a pipe
DE102018204793A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-02 Krones Ag Vorrichtung zur Inspektion von leeren oder mit einem Produkt befüllten Verpackungsbehältern

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