ITMO20100342A1 - Apparecchiatura per rilevare disomogeita'. - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: APPARECCHIATURA PER RILEVARE DISOMOGEITA'.
Forma oggetto della presente invenzione un'apparecchiatura per rilevare disomogeneità in pannelli o strati.
In particolare, ma non esclusivamente essa del tipo atto ad essere impiegato per il rilevamento di disomogeneità in pannelli realizzati mediante pressatura di materiali incoerenti di natura legnosa i quali si presentano in forma di trucioli o scaglie.
E' già noto effettuare un tale tipo di rilevamento di disomogeneità, come le cosiddette delaminazioni su siffatti tipi di pannelli mentre questi, dopo la formatura per pressatura, sono in transito lungo una linea di lavorazione. Le apparecchiature note comprendono una pluralità di dispositivi emettitori di ultrasuoni, operanti da un lato del pannello in transito, e una corrispondente pluralità di dispositivi ricevitori di ultrasuoni, operante dal lato opposto del medesimo pannello ad una prestabilita distanza dai dispositivi emettitori. I dispositivi emettitori sono collegati e governati ciascuno da una unità di gestione per l'attivazione degli emettitori stessi. I dispositivi ricevitori sono collegati e governati ciascuno da una unità per la elaborazione dei segnali rilevati dai dispositivi ricevitori stessi.
Secondo la tecnica nota à ̈ possibile analizzare il pannello in modo discreto cioà ̈ lungo strisce longitudinali che corrispondono essenzialmente alla posizione dei vari "canali di controllo" ciascuno dei quali à ̈ costituito da un dispositivo emettitore e dal corrispondente dispositivo ricevitore ad esso affacciato dall'altra parte del panello in transito .
Secondo la tecnica nota per lavorare in aria senza avere diretto contatto fra i trasduttori e il legno le frequenze in uso vanno da 20kHz a 50kHz. Frequenze più alte verrebbero attenuate dall'aria e internamente al materiale legnoso in modo troppo rapido per essere utili alla rilevazione di difetti di omogeneità come le delaminazioni
A queste frequenze la dimensione massima della disomogeneità (de laminazione) localizzabile à ̈ di circa 25 mm. L'ostacolo minimo "visibile" dal suono à ̈ infatti circa un quarto della lunghezza d'onda utilizzata e, di conseguenza, se si presuppone nel legno una velocità di propagazione del suono massima di 4000m/s e una frequenza di lavoro di 40kHz, la dimensione del minimo difetto rilevabile é di 25 mm.
Siccome secondo la tecnica nota, ogni ricevitore à ̈ usualmente alloggiato in un contenitore cilindrico che occupa un certo volume, la densità dei ricevitori à ̈ limitata dalla dimensione del contenitore metallico. Per motivi strutturali e costruttivi à ̈ praticamente impossibile disporre, a costi contenuti, un ricevitore ogni 25mm (limite teorico) .
Lo stato dell'arte utilizza, per il contenimento del singolo ricevitore, un tubo con pareti rivestite di fonoassorbente. Il sistema non à ̈ però immune dal disturbo di crosstalking. Ciò significa che con la tecnica nota non à ̈ possibile avvicinare troppo i ricevitori e i trasmettitori perché altrimenti si verificano interferenze fra canali di controllo attigui.
Inoltre tali dispositivi di controllo lasciano delle zone "buie", cioà ̈ non controllate, corrispondenti alle zone poste tra un "canale di controllo" e l'altro.
In particolare l'ampiezza di tali zone "buie" Ã ̈ inversamente proporzionale alla distanza tra i singoli canali.
Detto che per esaminare il legno si usano impulsi sonori e l'analisi viene fatta nel senso di percorrenza del legno generalmente ogni 20ms, il problema del crosstalking assume, nella tecnica nota, una così grande importanza nella efficacia del controllo che, per limitare il rischio di interferenza tra coppie di sensori adiacenti, à ̈ spesso attuata la pratica di attivare in modo alternato gli emettitori e i rispettivi ricevitori accettando con ciò una sensibile diminuzione (che raggiunge il 50% ) della estensione della zona realmente analizzata e controllata dalla macchina e quindi una conseguente bassa affidabilità complessiva del controllo.
Il presente ritrovato si propone di ovviare agli inconvenienti sopramenzionati secondo quanto esposto nelle rivendicazioni.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di alcune forme preferite, ma non esclusive di realizzazione dell'invenzione in oggetto, illustrate qui di seguito a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui:
- la figura 1 ne mostra porzione di una schematica vista in pianta dall'alto;
la figura 2 mostra una schematica sezione eseguita secondo il piano di traccia II-II di figura 1;
la figura 3 mostra una schematica vista in esploso della parte superiore.
- la figura 4 ne mostra un schematico spaccato.
Con riferimento alle menzionate figure con 1 si à ̈ indicato un pannello realizzato mediante pressatura di materiali incoerenti di natura legnosa quali trucioli, o scaglie di legno o simili.
Il pannello 1 à ̈ in transito lungo una linea di lavorazione dove ha da poco subito la pressatura. Per rilevare disomogeneità interne al pannello, che possono essere costituite da bolle d'aria, spaccature o fessure (in gergo a causa della presenza di difetti invisibili come le bolle d'aria 0 cavità interne nello spessore il prodotto difettoso viene denominato "scoppiato" o blister) à ̈ prevista l'apparecchiatura secondo l'invenzione, la quale comprende essenzialmente una pluralità di dispositivi emettitori 2 di onde di suono, in particolare di frequenza ultrasonica, i quali sono operanti da un lato del pannello 1 in transito, e una pluralità di dispositivi ricevitori 3 di onde di suono, in particolare di frequenza ultrasonica, che sono operanti dal lato opposto del medesimo pannello 1 ad una prestabilita distanza dal dispositivo emettitore 2.
1 dispositivi, emettitore e ricevitore, collocati ad una prestabilita distanza l'uno dall'altro, sono disposti allineati in direzione verticale e perpendicolare al pannello 1 in modo che la direzione di propagazione delle onde risulti praticamente perpendicolare alla superficie del pannello 1.
In particolare i dispositivi ricevitori 3 sono accostati consecutivamente a breve distanza l'uno dall'altro lungo almeno una striscia o fila trasversale alla direzione del moto del pannello 1 e, ovviamente, parallela ai dispositivi emettitori 2.
I dispositivi ricevitori 3 sono situati alle estremità di una pluralità di canali 30 che sono disposti allineati con i rispettivi dispositivi emettitori 2, sono affiancati a breve distanza reciproca e presentano le altre loro estremità, opposte a quelle ospitanti i dispositivi ricevitori 3, prossime ai singoli pannelli 1.
Ciascuno dei canali 30 é ricavato in un insieme di setti o strati 31 collocati sovrapposti l'uno successivamente all'altro a prestabilite distanze. Nella forma di realizzazione illustrata nelle allegate figure, tali strati sono sovrapposti a pacco.
I setti o strati 31 sono preferibilmente realizzati in materiale fonoassorbente.
Tra almeno due setti o strati 31 contigui à ̈ interposto almeno un foglio preferibilmente di policarbonato 32, nel quali sono ricavati fori 33 per la individuazione di un'area di libero passaggio delle onde emesse dai dispositivi emettitori 3. Preferibilmente l'interposizione di tali fogli di policarbonato 32 à ̈ attuata tra un setto o strato 32 e quello ad esso adiacente.
In particolare i fori 33 sono calibrati e normalmente allineati con ciascun dispositivo emettitore 2 in modo da individuare una sorta di condotto guida che adduce direttamente al relativo dispositivo ricevitore 3.
Questi ultimi sono inoltre isolati acusticamente gli uni dagli altri per tramite di lamine con funzione di separatore 34 che si allungano a creare delle camere aperte alle estremità fino ad una prestabilita distanza dal pannello 1.
La capacità dell'apparecchiatura di coprire adeguatamente la superficie da controllare può essere incrementate riducendo la distanza tra due ricevitori 3 o sensori consecutivi contigui , valutata in senso trasversale alla direzione del moto del pannelli 1 da controllare, e portata con facilità al livello di risoluzione desiderato di 25 mm, utilizzando, ad esempio, tre file parallele di ricevitori 3 o sensori disposte in modo che i ricevitori 3 o sensori delle file siano opportunamente "sfalsati" così da realizzare degli ideali corridoi di larghezza esattamente corrispondente alla distanza di 25 mm corrispondente alla dimensione del minimo difetto rilevabile con una velocità di propagazione del suono massima di 4000m/s e una frequenza di lavoro di 40kHz.
Con la disposizione su tre file parallele, in ciascuna fila o striscia la distanza tra due ricevitori 3 o sensori consecutivi à ̈ di 75 mm.
I ricevitori 3 o sensori (e i corrispondenti emettitori 2) sono distribuiti sulle tre file in modo che quelli di ogni fila siano sfalsati, cioà ̈ distanziati in direzione trasversale, di 25 min rispetto a quelli della fila contigua. Come si à ̈ già detto , con una frquenza di 40kHz la distanza in senso trasversale di 25 mm fornisce la copertura ottimale mantenendo nel contempo una distanza tra i sensori attigui favorevole alla riduzione del fenomeno del crosstalking.
I dispositivi emettitori sono collegati e governati da una sola unità di gestione per l'attivazione degli emettitori stessi. I dispositivi ricevitori sono collegati e governati da una sola unità per la elaborazione dei segnali rilevati dai dispositivi ricevitori stessi.
L'apparecchiatura descritta consente di attuare un metodo per rilevare disomogeneità in pannelli o strati, realizzati mediante pressatura di materiali incoerenti di natura legnosa . In particolare il metodo à ̈ atto ad essere impiegato per pannelli 1 in transito lungo una linea di lavorazione attraverso l'utilizzo di un'apparecchiatura comprendente dispositivi emettitori 2 di onde ultrasoniche, operanti da un lato del pannello 1 in transito, e corrispondenti dispositivi ricevitori 3 di onde ultrasoniche, operanti dal lato opposto del medesimo pannello 1 ad una prestabilita distanza dai relativi dispositivi emettitori 2.
La minimizzazione del fenomeno di interferenza ("cross talking") tra coppie di sensori adiacenti à ̈ attuata attraverso i setti che intrappolano il suono proveniente dagli emettitori che non guardano in fronte al sensore e lo trasformano in calore. ( ricevitori ed emettitori) in base alla guale i dispositivi ricevitori 3 sono situati alle estremità di una pluralità di canali 30, che sono disposti allineati con i rispettivi dispositivi emettitori 2, affiancati a breve distanza reciproca e presentano le altre loro estremità prossime ai pannelli 1.
I canali 30 sono ricavati all'interno di un'unica struttura esterna, disposti affiancati gli uni agli altri a breve distanza reciproca dove tale distanza corrisponde alla distanza tra i dispositivi emettitori 2 allineati coi rispettivi dispositivi ricevitori 3.
La struttura esterna, e pertanto anche ciascuno dei canali 30, Ã ̈ costituita da in un insieme di setti o strati 33 fonoassorbenti collocati sovrapposti l'uno successivamente all'altro a prestabilite distanze, di solito a pacco.
Tra almeno due strati adiacenti 31 o, più freguentemente tra uno strato 31 e l'altro sono inoltre interposti fogli, preferibilmente di policarbonato 32, nei quali sono ricavati fori 33, calibrati e allineati con ciascun dispositivo emettitore 2, per la individuazione di un' area di libero passaggio delle onde emesse dai dispositivi emettitori 2 medesimi.
Con il presente ritrovato i sensori possono essere posizionati a breve distanza fra loro e piazzati direttamente su un circuito stampato e di conseguenza questo permette meccanicamente di raggiungere delle densità precedentemente non immaginabili. Il problema del crosstalking à ̈ stato eliminato tramite l'uso di setti facilmente ricavabili usando strati di materiale fono isolante alternati a fogli di plexiglass. Questa struttura presenta costi di produzione assai ridotti rispetto all'uso di tanti tubi meccanicamente distinti fra loro i quali richiedono ciascuno un proprio involucro metallico rivestito di materiale fonoassorbente, un proprio cavo di alimentazione e un circuito stampato dedicato.
Diversamente dalla tecnica nota appena illustrata il dispositivo descritto permette di avvicinare notevolmente i canali di rilevamento (e integrandoli in un'unica struttura) eventualmente raggruppandoli in sottogruppo in modo da utilizzare un unico involucro dotato di setti realizzati in materiale fonoassorbente facile da sagomare e poco costoso .
Ciò implica inoltre la possibilità di utilizzare un unico cavo di alimentazione e un unico circuito stampato per ogni gruppo di emettitori/ricevitori. I setti inoltre trasformano il suono emesso in aria dai trasmettitori in calore e diminuiscono il tempo di durata dell'impulso stesso e questo permette di ridurre il tempo fra un impulso e l'altro da 20 ms a 3 ms.
L'uso dei setti e di questa struttura meccanica permette un'elevata densità di discriminazione da parte del dispositivo ricevitore 3 coallineato con il corrispondente dispositivo emettitore 2. Sicché la segnalazione dell'eventuale difetto o delaminazione à ̈ facilmente individuabile dalla posizione della coppia emettitore-ricevitore interessata .
La struttura inoltre proprio per come à ̈ costruita consente di ridurre al minimo le relative distanze (e, ovviamente guelle dei corrispondenti dispositivi emettitori) e di realizzare una ottima capacità di risoluzione in termini di distanza tra possibili difetti.
Inoltre il ritrovato permette di conseguire il vantaggio di massimizzare la probabilità di rilevamento dei difetti
Ulteriori vantaggi sono di tipo economico e risiedono nella riduzione dei tempi di istallazione e manutenzione nella riduzione del costo di realizzazione dell'impianto.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per rilevare disomogeneità in pannelli del tipo atto ad essere utilizzato per pannelli (1) in transito lungo una linea di lavorazione e comprendente una pluralità di dispositivi emettitori (2) di onde di suono, operanti da un lato del pannello (1) in transito, e una pluralità di dispositivi ricevitori (3) di onde di suono, operanti dal lato opposto del medesimo pannello (1) ad una prestabilita distanza dal dispositivo emettitore (2), caratterizzata per il fatto che i detti dispositivi ricevitori (3) sono situati alle estremità di una pluralità di canali (30), che sono disposti allineati con i rispettivi dispositivi emettitori (2), sono affiancati a breve distanza reciproca e presentano le altre loro estremità prossime ai detti pannelli (1); ciascuno dei detti canali (30) essendo ricavato in una struttura esterna costituita da un insieme di setti o strati (33) collocati sovrapposti l'uno successivamente all'altro a prestabilite distanze.
  2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata per il fatto che detti setti o strati (31) sono realizzati in materiale fonoassorbente .
  3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata per il fatto che almeno tra due detti setti o strati (31) sono interposti fogli di policarbonato (32) nei quali sono ricavati fori (33) per la individuazione dell'area di libero passaggio delle onde emesse dai detti dispositivi emettitori .
  4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata per il fatto che i detti fori (33) sono calibrati e allineati con ciascun dispositivo emettitore (2).
  5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata per il fatto che i detti ricevitori o sensori (3) sono isolati acusticamente gli uni dagli altri per tramite di lamine con funzione di separatore (34) che si allungano a creare delle camere aperte alle estremità fino ad una prestabilita distanza dal pannello (1).
  6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata per il fatto che la distanza tra due ricevitori o sensori consecutivi contigui à ̈ di circa 25 mm e che la frequenza dell'onda emessa à ̈ preferibilmente di 40kHz.
  7. 7. Metodo per rilevare disomogeneità in pannelli o strati del tipo atto ad essere utilizzato per pannelli (1) in transito lungo una linea di lavorazione attraverso l'impiego di un'apparecchiatura comprendente l'impiego di dispositivi emettitori (2) di onde ultrasoniche, operanti da un lato del pannello (1) in transito, e corrispondenti dispositivi ricevitori (3) di onde ultrasoniche, operanti dal lato opposto del medesimo pannello (1) ad una prestabilita distanza dai relativi dispositivi emettitori (2), caratterizzato per il fatto che i detti dispositivi ricevitori (3) sono situati alle estremità di una pluralità di canali (30), che sono disposti allineati con i rispettivi dispositivi emettitori (2), affiancati a breve distanza reciproca e presentano le altre loro estremità prossime ai detti pannelli (1); ciascuno dei detti canali (30) essendo ricavato in una struttura esterna costituita da un insieme di setti o strati (33) fonoassorbenti collocati sovrapposti l'uno successivamente all'altro a prestabilite distanze; tra i detti setti o strati (31) essendo interposti fogli di policarbonato (32) nei quali sono ricavati fori (33), calibrati e allineati con ciascun dispositivo emettitore (2), per la individuazione di un' area di libero passaggio delle onde emesse dai detti dispositivi emettitori 2.
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