ITPR20130064A1 - Flessimetro ottico assoluto - Google Patents

Flessimetro ottico assoluto

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ITPR20130064A1
ITPR20130064A1 IT000064A ITPR20130064A ITPR20130064A1 IT PR20130064 A1 ITPR20130064 A1 IT PR20130064A1 IT 000064 A IT000064 A IT 000064A IT PR20130064 A ITPR20130064 A IT PR20130064A IT PR20130064 A1 ITPR20130064 A1 IT PR20130064A1
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optical
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Mariano Paganelli
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Expert System Solutions S R L
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    • G01B11/16Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • GPHYSICS
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    • G01N25/16Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal coefficient of expansion

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Description

DESCRIZIONE
TITOLO: FLESSIMETRO OTTICO ASSOLUTO
CAMPO DI APPLICAZIONE DELL’INVENZIONE
<5>Il presente trovato si inserisce nel campo degli strumenti di misura e precisamente riguarda un flessimetro, indicato anche talvolta come deflettometro, ossia uno strumento che serve per misurare la deflessione di un dato oggetto quando questo è soggetto a mutamenti del suo stato di equilibrio. L’oggetto può
<10>dare origine a una flessione quando è sottoposto ad una forza, oppure quanto subisce una variazione di temperatura o di umidità, oppure in seguito alla variazione di qualche parametro chimico o fisico. Una variazione nella planarità dell’oggetto si può verificare anche senza modificare alcun parametro, semplicemente perché
<15>lo stesso peso dell’oggetto provoca un lento scorrimento viscoso al suo interno, oppure a causa del rilassamento di stress residui in seguito alla formazione di microfratture. In questi casi, le variazioni di planarità avvengono semplicemente in funzione del tempo e questi fenomeni sono associati al processo di
<20>invecchiamento. Questi dispositivi sono largamente utilizzati nel campo della misura delle proprietà dei materiali.
STATO DELL’ARTE
Nei flessimetri meccanici il campione è materialmente in contatto con un tastatore collegato ad un sistema di leveraggi che
<25>amplificano le piccolissime variazioni nella forma del campione e trasmettono questi movimento ad una lancetta su di un quadrante. Il tastatore dello strumento, però, applica una piccola forza sul campione. Per questa ragione la forza applicata sul campione dal tastatore interferisce con il risultato della misura,
<5>soprattutto se il campione è molto sottile o molto flessibile.
Anche nei flessimetri elettronici il campione è in contatto con un tastatore che trasmette le variazioni dimensionali ad un dispositivo elettronico attraverso un trasformatore differenziale, oppure attraverso un encoder. Il segnale elettrico è quindi
<10>amplificato e trasformato in un grafico su di un registratore, oppure semplicemente mostrato su di uno schermo. Tuttavia, anche a questo dispositivo si applicano le considerazioni fatte nel paragrafo precedente, per quanto riguarda la pressione esercitata dal tastatore sul campione.
<15>I flessimetri ottici a riflessione misurano le variazioni di planarità grazie ad un raggio di luce che viene riflesso direttamente sulla superficie del campione. Se il campione non è sufficientemente riflettente è possibile fare uso di uno specchio, che può essere incollato sulla superficie del campione, oppure
<20>collegato ad essa tramite una serie di leveraggi. Solo nel caso che il campione sia sufficientemente riflettente da consentire la riflessione del raggio si ottiene una misura senza contatto, ovvero priva di interferenze provocate dalla presenza di un tastatore. Tuttavia, in ogni caso, quando il campione inizia ad emettere luce
<25>perché diventa incandescente, non è più possibile eseguire la misura per riflessione.
Utilizzando un raggio laser è possibile ottenere una misura molto precisa facendo interferire il raggio riflesso con il raggio trasmesso, utilizzando il metodo di Abbe. In questo modo si può
<5>raggiungere una risoluzione pari ad una frazione della lunghezza d’onda utilizzata. Ma anche in questo caso, la misura può essere eseguita solo se il campione riflette la luce e in ogni caso non si può eseguire la misura su di un campione che emette luce, ovvero quando diventa incandescente.
<10>Una recente innovazione nel campo della flessimetria è costituita dalla possibilità di misurare le variazioni di planarità senza toccare il campione, ma osservandolo con una telecamera ad alta definizione. In questo modo si possono ottenere misure di flessione su campioni molto sottili o molto flessibili, che non
<15>possono essere toccati. Tuttavia la risoluzione della misura è limitata dalla risoluzione del sensore della telecamera. Per ottenere una buone risoluzione è necessario utilizzare telecamere con un elevato numero di pixel.
Nella maggioranza dei casi, però, il campione è in contatto
<20>con il sistema di misura. Quindi è soggetto a deformazioni che influenzano l’accuratezza della misura.
In tutti i casi citati come stato dell’arte, il campione deve essere appoggiato su di un supporto e deve quindi essere in contatto con esso. Il sistema di supporto del campione, però, può
<25>essere soggetto a variazioni dimensionali durante le operazioni di misura, come nel caso in cui vengano applicati forti carichi o temperature elevate. Le variazioni dimensionali del supporto hanno quindi un effetto diretto sul risultato della misura.
Secondo lo stato dell’arte è quindi sempre indispensabile
<5>eseguire una calibrazione dello strumento prima di eseguire la misura vera e propria. Questa calibrazione viene eseguita utilizzando un campione che ha un comportamento conosciuto, in modo da poter calcolare le deviazioni nella misura provocate dalla deformazione del sistema di misurazione del campione.
<10>Nel caso di flessimetri meccanici o elettronici progettati per eseguire misure ad alta temperatura, dove il campione è collocato su di un porta campioni costituito da materiali refrattari, la situazione che si viene a creare è abbastanza complessa, in quanto tutti gli elementi del sistema di misura sono anche
<15>soggetti ad espansione termica. Il risultato di questa somma di diverse espansioni termiche può anche essere tale per cui l’espansione del sistema di misura è dello stesso ordine di grandezza della deformazione che deve essere misurata. Naturalmente l’espansione del sistema di misura deve essere
<20>sottratta dalla misura vera e propria, e questa operazione può essere eseguita manualmente oppure automaticamente. Queste operazioni di calibrazione devono essere ripetute frequentemente, in quanto i materiali sottoposti a molteplici cicli termici possono cambiare le loro caratteristiche, per cui è necessario ripetere le
<25>procedure di calibrazione ad intervalli regolari e, in ogni caso, quando vengono mutati i parametri della prova
A causa di queste interferenze, capita spesso che lo stesso materiale dia risultati diversi se viene misurato con strumenti differenti, a causa del fatto che le procedure di calibrazione sono
<5>state eseguite in modo differente.
Anche nei flessimetri ottici, dove non c’è contatto tra il campione e il sistema di misura, persiste il problema della calibrazione dello strumento, in quanto, anche se il campione non è in contatto con il sistema di misura, lo strumento deve
<10>comunque essere calibrato, in modo da eliminare l’effetto della espansione del sistema di supporto del campione.
Tutto quanto sopra esposto porta a notevoli dubbi sulla accuratezza delle misure per cui è richiesta una grande precauzione durante l’esecuzione delle misure.
<15>Un recente dispositivo ottico, descritto brevetto statunitense US6767127 e sviluppato dalla stessa richiedente, risolve il problema dell’interferenza provocata dal contatto del sistema di misura con il provino durante la misura, ma richiede comunque una attenta procedura di calibrazione che consenta di eliminare gli
<20>effetti della espansione del sistema di supporto del campione.
ESPOSIZIONE E VANTAGGI DEL TROVATO
Scopo del presente trovato è quello di risolvere i problemi e le limitazioni nello stato dell’arte.
Un vantaggio di questa invenzione consiste nel fatto che
<25>mantiene una grande accuratezza e precisione su di un ampio intervallo di misura perché la misura non è influenzata dalla espansione del sistema di misura o del sistema di supporto del campione. La misura viene automaticamente corretta dagli errori prodotti dal sistema di misura e dal porta campione. Quindi,
<5>grazie a questi accorgimenti, la misura è assoluta.
Un ulteriore vantaggio di questa invenzione sta ne fatto che è possibile eseguire la misura di deflessione sotto carico, sotto riscaldamento o raffreddamento, con trattamenti termici complessi, con variazioni di umidità o di qualsiasi parametro
<10>chimico o fisico, senza la necessità di eseguire una curva di calibrazione per ognuna delle condizioni di misura.
Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal flessimetro ottico assoluto, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni.
<15>BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno.
<20>Figura 1: illustra una visione schematica in prospettiva della realizzazione preferita ma non esclusiva.
Figura 2: illustra una sezione parziale e ingrandita di una parte della Fig.1 che mette in evidenza la parte rilevante dei percorsi ottici visti dal lato dei sistemi ottici.
<25>Figura 3 illustra una veduta frontale dei percorsi ottici e dei dispositivi ottici visti dal lato del sistema di illuminazione Figura 4: illustra una veduta dall’alto della realizzazione preferita ma non esclusiva.
Figura 5: illustra una veduta in prospettiva di una
<5>realizzazione preferita ma non esclusiva con i sistemi ottici e i percorsi ottici inclinati, in modo da mettere meglio a fuoco lo spigolo di un provino di forma di parallelepipedo.
BREVE DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
L’invenzione comprende: due supporti 1A, 1B a distanza
<10>predeterminata che sostengono il campione 2 che deve essere esaminato, almeno un primo 3, un secondo 4 e un terzo sistema ottico 5, realizzati secondo gli insegnamenti del brevetto US6767127 citato come priorità, e un sistema di illuminazione 6 disposto nella posizione diametralmente opposta rispetto ai
<15>sistemi ottici, in modo che il provino risulti illuminato in controluce.
Mentre il primo e il secondo sistema ottico definiscono due percorsi ottici 3a e 4a che inquadrano il lato inferiore del provino in prossimità dei due supporti, il terzo sistema ottico definisce un
<20>percorso ottico 5a che inquadra il lato inferiore del provino nella sua posizione centrale rispetto ai supporti.
I tre sistemi ottici mettono a fuoco l’immagine della porzione di provino su di un dispositivo di cattura delle immagini 7.
La posizione e la messa a fuoco di tutti e tre i sistemi ottici è
<25>comandata da motori 8 e 9 controllati da un sistema elettronico. I tre sistemi ottici si muovono su piani paralleli.
Un sistema di analisi della immagine viene misurata la posizione di ogni porzione di provino.
La misura della deviazione della posizione al centro del
<5>provino rispetto alla posizione iniziale, all’interno della camera di prova 10 viene automaticamente corretta tenendo conto dello spostamento della posizione delle due posizioni laterali. In questo modo la misura della deflessione è assoluta.
DESCRIZIONE DELLA REALIZZAZIONE PREFERITA
<10>In riferimento alle figure, con 1 si identifica una delle molte possibili forme del supporto del campione 2, sul quale deve essere eseguita la misura di flessione, ad esempio una misura di variazione di planarità indotta nel campione quando è sottoposto a riscaldamento oppure raffreddamento seguendo una certa
<15>legge, oppure variazioni di carico o di umidità, oppure in qualsiasi altro parametro chimico fisico, oppure semplicemente in funzione del tempo, spesso indicato come invecchiamento.
Il flessimetro ottico comprende anche due sistemi ottici 3 e 4, che identificano due percorsi ottici 3a e 4a collocati ad una
<20>distanza reciproca definita, paralleli alle astine di sostegno del campione e ortogonali all’asse longitudinale del campione. Questi sistemi ottici sono in grado di focalizzare con un ingrandimento predeterminato in due punti sulla faccia inferiore del campione vicino ad astine di supporto 1A e 1B.
<25>I sistemi ottici 3 e 4 sono disposti su piani ortogonali alla superficie inferiore del campione 2 in modo tale che il primo dei sistemi ottici 3 può mettere a fuoco un punto della faccia inferiore del campione vicino alla astina di supporto 1A, mentre il secondo dei sistemi ottici 4 è focalizzato dalla parte opposta della
<5>faccia inferiore del campione 2, vicino alla astina di supporto 1B.
Più precisamente, mentre il provino è appoggiato sulle astine di supporto 1A e 1B, i sistemi ottici 3 e 4 mettono a fuoco due punti sulla faccia inferiore del campione vicino alle astine di supporto 1A e 1B.
<10>Il sistema ottico 5 è disposto su di un piano ortogonale alla faccia inferiore del campione 2 e definisce un percorso ottico 5a parallelo alle astine di supporto 1 e ortogonale al campione. Il sistema ottico 5 può mettere a fuoco un punto al centro della faccia inferiore del campione 2.
<15>I sistemi ottici 3, 4 e 5 sono meccanicamente indipendenti gli uni dagli altri e sono in grado di muoversi uno rispetto all’altro su piani paralleli ortogonali al piano definito dalle astine di supporto. Per questo scopo i sistemi ottici sono montati su slitte micrometriche dotate di motori 8 di tipo noto, ad esempio motori
<20>passo-passo o motori piezoelettrici, per controllare il movimento reciproco tra i sistemi ottici.
I sistemi ottici 3, 4 e 5 sono in grado di mettere a fuoco in modo indipendente e sono in grado di muoversi su piani paralleli al piano definito dalla superficie di appoggio sulle astine di
<25>supporto. Per questo scopo i sistemi ottici sono montati su slitte micrometriche di alta precisione dotate di motori 9 di tipo noto, per controllare il movimento dei sistemi ottici in modo da consentire la perfetta messa a fuoco della parte inquadrata del provino sul dispositivo di cattura dell’immagine 7.
<5>Almeno un dispositivo di cattura dell’immagine 7 è associato a ciascuno dei sistemi ottici 3, 4 e 5. Il dispositivo 7 viene utilizzato come strumento di misura della posizione e deve catturare l’immagine focalizzata dai dispositivi ottici 3, 4 e 5 , che sono disposti su piani che sono paralleli gli uni con gli altri e
<10>perpendicolari rispetto alla direzione dello spostamento che deve essere misurato.
I dispositivi di cattura dell’immagine 7 sono disposti in modo tale da raccogliere l’immagine focalizzata dai sistemi ottici 3, 4 e 5. Le astine di supporto 1A e 1B sostengono il campione 2
<15>all’interno della camera di misura 10, che è strutturata in modo tale da consentire la perfetta visione del bordo inferiore del campione da parte dei sistemi ottici 3,4 e 5, e in particolare la posizione al centro della faccia inferiore del campione 2 che costituisce il punto di misura dello spostamento da misurare e le
<20>due posizioni laterali sulla faccia inferiore del provino, vicino alle astine di supporto che costituiscono gli spostamenti che devono essere misurati vicino alle astine di supporto. Le misure registrate dalle telecamere 3 e 4, prese sulla faccia inferiore del provino vicino alle astine 1A e 1B vengono utilizzate per sottrarre
<25>istantaneamente la deflessione apparente causata dallo spostamento delle astine di supporto, che viene misurato e immediatamente corretto.
Il campione 2 viene illuminato dalla sorgente di luce 6 che è collocata in posizione diametralmente opposta rispetto ai sistemi
<5>ottici 3, 4 e 5, sui percorsi ottici 3a, 4a e 5a, in modo tale che il campione 2 si trova tra la sorgente di luce 6 e i sistemi ottici 3, 4 e 5. La sorgente di luce ha il compito di illuminare il campione 2 in controluce, nelle posizioni rilevanti per la misura sulla faccia inferiore del campione 2 mentre si trova appoggiato sulle astine di
<10>supporto 1A e 1B: al centro del campione, per la misura della deflessione, nelle posizioni laterali, vicino alle astine di supporto 1A e 1B in modo da correggere immediatamente la misura sottraendo gli spostamenti provocati dalle astine di supporto dalla deflessione misurata al centro.
<15>La sorgente di luce 6 può emettere un luce a lunghezza d’onda corta. In una realizzazione preferita ma non esclusiva, la sorgente di luce è costituita da diodi ad emissione di luce (LED) con il picco di emissione a 480 nanometri. Si possono utilizzare anche diodi ad emissione di luce ultravioletta con lunghezza
<20>d’onda a 320 nanometri. Si può anche utilizzare una sorgente di luce Laser, dotata di un dispositivo di espansione tele-centrica del fascio. Con lunghezze d’onda più corte si ottiene una risoluzione più elevata, ma serve una maggiore potenza luminosa perché i sensori dei dispositivi di cattura delle immagini al di sotto dei 450
<25>nanometri diventano meno sensibili.
I sistemi ottici 3, 4 e 5 sono realizzati secondo gli insegnamenti del brevetto della stessa proponente citato come anteriorità.
Il sistema di rilevamento e di misura dell’immagine 7 può
<5>essere un dispositivo CCD (Charge Copuled Device) interlacciato o a scansione progressiva, oppure CMOS, oppure un altro sistema noto di acquisizione digitale delle immagini.
Questa invenzione può essere utilizzata per misure di variazione di planarità in senso verticale nella direzione
<10>perpendicolare alla lunghezza del campione. Le variazioni di planarità possono essere causate da variazioni di temperatura, da variazioni di forza applicata, da variazioni di umidità, oppure possono essere provocate da rilassamento di stress residui causato da una lenta crescita di microfratture, oppure da un lento
<15>scorrimento viscoso di fasi fluide ad alta viscosità, che possono avvenire solo in funzione del tempo.
Per eseguire le misure di variazione di planarità causate da variazioni di temperatura, il campione 2 è posizionato sulle astine porta campioni 1 collocate all’interno della camera di misura 10,
<20>che in questo caso non esclusivo, può essere riscaldata fino alla temperatura desiderata, ed è illuminato da tre fasci di luce del diametro equivalente ai sistemi ottici, provenienti dalle tre sorgenti di fascio di luce 6; i due sistemi ottici 3 e 4 sono focalizzati grazie a motori 9 sulla faccia inferiore del provino 2
<25>nelle posizioni vicine alle astine di sostegno ; il sistema ottico 5 è focalizzato grazie al motore 9, nella sezione centrale della faccia inferiore del provino 2, e, grazie ai dispositivi di cattura dell’immagine 7, le immagini focalizzate dai dispositivi ottici 3, 4 e 5 vengono interpretate e il movimento rispetto alla posizione
<5>iniziale viene calcolato, sottraendo la media delle misure dei sistemi ottici 3 e 4 dallo spostamento misurato dal sistema ottico 5 oppure calcolando il raggio del cerchio passante per i tre punti di misura e calcolando la freccia corrispondente.
Il campione 2 è posizionato orizzontalmente sulle astine di
<10>supporto 1 all’interno della camera di misura 10.
I due sistemi di misura 3, 4 e 5 consentono di definire i tre percorsi ottici, in modo tale che sarà più chiaro in seguito, che possono mettere a fuoco le immagini della parte inferiore del provino nelle posizioni prossime alle astine di sostegno 1A e 1B e
<15>al centro della faccia inferiore del provino. L’ingrandimento dell’immagine può essere spinto fino al limite della risoluzione ottica, inquadrando solo pochi centesimi di millimetro, nei tre punti di misura. Poiché il fattore di ingrandimento è noto con precisione, lo spostamento rispetto alla posizione iniziale del
<20>campione può essere calcolato in modo molto preciso, per esempio non esclusivo, utilizzando un fascio di luce a 480 nanometri si può arrivare ad una risoluzione pari a 500 nanometri, grazie ad algoritmi di analisi dell’immagine.
Come già menzionato prima, con questo nuovo trovato, la
<25>deflessione rispetto alla forma iniziale viene misurata calcolando il raggio della circonferenza passante per i tre punti di misura e calcolando l’altezza del segmento circolare ad una base risultante, oppure sottraendo la media delle misure sui due punti laterali della faccia inferiore del provino alla misura eseguita nella
<5>posizione centrale della faccia inferiore del provino. Lo spostamento della posizione centrale del provino può essere anche molto grande e una volta ingrandito dal sistema ottico, l’immagine della parte inferiore del provino potrebbe uscire dal campo visivo del sensore del sistema di cattura delle immagini.
<10>Infatti, se spingiamo l’ingrandimento fino ad una risoluzione di 500 nanometri per pixel, uno spostamento di solo 1 millimetro richiederebbe l’utilizzo di un sensore di immagine con almeno 2000 pixel in linea. Per superare questo limite, applicando gli insegnamenti del brevetto citato come priorità, è possibile
<15>utilizzare una slitta micrometrica dotata di motore di precisione 8, che sia in grado di muovere insieme sia il sistema ottico che il sistema di cattura delle immagini in modo da riportare l’immagine che deve essere misurata all’interno del campo visivo. Questo artificio, descritto nel brevetto dello stesso assegnatario citato
<20>come priorità, consente di estendere molte volte il campo di misura, mantenendo la massima risoluzione consentita dal sistema ottico e dalla lunghezza d’onda della luce.
I motori utilizzati consentono movimenti molto precisi dei dispositivi ottici. Tuttavia, il sistema di misura dello spostamento
<25>basato sulla analisi dell’immagine non si basa sullo spostamento dei motori per determinare lo spostamento. La misura dello spostamento viene eseguita sulla stessa immagine, perché lo spostamento del sistema ottico grazie al movimento del motore avviene quando l’immagine è ancora all’interno del campo visivo e
<5>il movimento si ferma quando l’immagine ha subito un piccolo spostamento, tale per cui l’immagine non esce mai dal campo visivo inquadrato. La posizione iniziale dell’immagine e la posizione finale dell’immagine vengono utilizzate per calcolare con grande precisione l’entità dello spostamento. Grazie a questo
<10>metodo, il flessimetro può operare con la massima risoluzione in un intervallo molto più ampio rispetto alla dimensione del sensore del dispositivo di cattura delle immagini.
Il trovato descritto in questa invenzione, diversamente da quanto avviene nel flessimetro precedente sviluppato dallo stesso
<15>assegnatario, è in grado di correggere automaticamente lo spostamento provocato dalla dilatazione delle astine di sostegno 1, grazie ai sistemi ottici laterali 3 e 4, focalizzati sulla faccia inferiore del provino 2, vicino alla astiene di sostegno 1. Lo spostamento delle astine di sostegno può essere misurato ed
<20>eliminato dalla misura della deflessione del provino grazie ai metodi matematici descritti in precedenza, eliminando così la necessità di eseguire operazioni di calibrazione specifiche per ogni condizione di prova. Se gli spostamenti della astine di supporto 1 sono di grandezza tale che l’immagine proiettata dai
<25>sistemi ottici 3 e 4 rischia di uscire dal campo visivo del sensore che cattura l’immagine, i sistemi ottici 3 e 4 possono essere spostati dai motori 8 in modo da riportare l’immagine della parte inferiore del provino nelle posizioni vicine alle astine di supporto all’interno del campo visivo.
<5>La figura 5 illustra un realizzazione preferita ma non esclusiva di questa invenzione, nella quale i sistemi ottici 3, 4 e 5 e i relativi percorsi ottici 3a, 4a e 5a sono inclinati verso il basso di un angolo α. Questa configurazione consente di ottenere una migliore messa a fuoco quando si utilizzando provini 2 a forma di
<10>parallelepipedo, nei quali la faccia inferiore è appoggiata alle astine di supporto 1. In questo caso, infatti, utilizzando percorsi ottici paralleli alla direzione delle astine di supporto, la messa a fuoco sarebbe difficoltosa, perché tutta la faccia inferiore del provino sarebbe parallela al percorso ottico. In questo caso,
<15>infatti, caso il percorso ottico interessa tutta la faccia inferiore del provino, rendendo impossibile una messa a fuoco precisa. Utilizzando percorsi ottici inclinati verso il basso, come illustrato in figura 5, invece, viene inquadrato il solo spigolo posteriore del provino per cui è possibile focalizzarlo con precisione. Il problema
<20>non sussiste se si utilizzano provini di sezione circolare, come quelli illustrati nelle Figure 1, 2, 3 e 4, perché in ogni caso il sistema ottico mette a fuoco solamente la linea corrispondente al bordo inferiore del cilindro.
Tutti questi movimenti che sono stati menzionati,
<25>avvengono mantenendo i percorsi ottici su piani paralleli, sono esattamente misurabili e calcolabili e influenzano la misura in modo lineare. Perciò possono essere eliminati dalla misura effettiva grazie a semplici algoritmi che vengono eseguiti automaticamente. Grazie a questo trovato, la nuova invenzione
<5>può essere definita come flessimetro ottico assoluto.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Flessimetro ottico assoluto per la misura di almeno un campione 2 da analizzare, detto campione 2 da analizzare posizionato su astine di supporto 1A e 1B entrambi <5>all’interno di una camera di misura 10; il flessimetro ulteriormente comprendente: a. almeno un primo 3, un secondo 4 e un terzo sistema ottico 5; detti sistemi ottici essendo calibrati per mettere a fuoco l’immagine della porzione di campione <10>2 su di b. un dispositivo 7 di cattura delle immagini, c. almeno una sorgente di luce 6 collocata in posizione diametralmente opposta rispetto ai sistemi ottici 3, 4 e 5 e sui percorsi ottici 3a, 4a e 5a, in modo tale che il <15>campione 2 da misurare viene a trovarsi tra la sorgente di luce 6 e i sistemi ottici 3, 4 e 5, caratterizzato dal fatto che il primo e il secondo sistema ottico sono reciprocamente posizionati in modo da definire due percorsi ottici 3a e 4a che inquadrano il lato <20>inferiore del campione 2 in prossimità dei due supporti 1A e 1B; il terzo sistema ottico definisce un percorso ottico 5a che inquadra il lato inferiore del provino nella sua posizione centrale rispetto ai supporti.
  2. 2. Flessimetro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal <25>fatto che un sistema di analisi della immagine misura la posizione di ogni porzione di provino e la misura della deviazione della posizione al centro del provino rispetto alla posizione iniziale, all’interno della camera di prova 10 viene automaticamente corretta tenendo conto dello spostamento <5>della posizione delle due posizioni laterali.
  3. 3. Flessimetro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la posizione e la messa a fuoco di tutti e tre i sistemi ottici è comandata da motori 8 e 9 controllati da un sistema elettronico. <10>
  4. 4. Flessimetro secondo la rivendicazione 1, 2 e 3, caratterizzato dal fatto che esegue le misure di variazione di planarità causate da variazioni di temperatura, illuminando il campione 2 con tre fasci di luce del diametro equivalente ai sistemi ottici, provenienti dalle tre sorgenti di fascio di luce <15>6; i due sistemi ottici 3 e 4 sono focalizzati grazie a motori 9 sulla faccia inferiore del provino 2 nelle posizioni vicine alle astine di sostegno ; il sistema ottico 5 è focalizzato grazie al motore 9, nella sezione centrale della faccia inferiore del provino 2, e, grazie ai dispositivi di cattura dell’immagine 7, <20>le immagini focalizzate dai dispositivi ottici 3, 4 e 5 vengono interpretate e il movimento rispetto alla posizione iniziale viene calcolato.
  5. 5. Flessimetro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i tre sistemi ottici 3, 4, 5, si muovono su piani <25>paralleli.
  6. 6. Flessimetro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i sistemi ottici 3, 4 e 5 e i relativi percorsi ottici 3a, 4a e 5a sono inclinati verso il basso di un angolo α.
  7. 7. Flessimetro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal <5>fatto che i sistemi ottici 3, 4 e 5 sono meccanicamente indipendenti gli uni dagli altri e sono in grado di muoversi uno rispetto all’altro su piani paralleli ortogonali al piano definito dalle astine di supporto; i sistemi ottici sono montati su slitte micrometriche dotate di motori 8 per controllare il <10>movimento reciproco tra i sistemi ottici.
  8. 8. Flessimetro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i sistemi ottici 3, 4 e 5 sono in grado di mettere a fuoco e sono in grado di muoversi su piani paralleli al piano definito dalla superficie di appoggio sulle astine di supporto; <15>i sistemi ottici sono montati su almeno una slitta micrometrica di alta precisione dotata di motore 9 di tipo noto, per controllare il movimento dei sistemi ottici in modo da consentire la perfetta messa a fuoco della parte inquadrata del provino sul dispositivo 7 di cattura <20>dell’immagine.
  9. 9. La sorgente di luce 6 può emettere luce nella regione spettrale dal blu all’ultravioletto; la sorgente di luce può comprendere: a. diodi ad emissione di luce (LED) con il picco di <25>emissione a 480 nanometri. b. diodi ad emissione di luce ultravioletta con lunghezza d’onda a 320 nanometri. c. sorgente di luce Laser, dotata di un dispositivo di espansione tele-centrica del fascio.
IT000064A 2013-08-05 2013-08-05 Flessimetro ottico assoluto ITPR20130064A1 (it)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4127116A1 (de) * 1991-08-16 1993-02-18 Univ Schiller Jena Einrichtung zur messung mechanischer werkstoffkennwerte und zur beobachtung und auswertung von risssystemen eines bauteils
US20030108082A1 (en) * 2001-12-12 2003-06-12 Expert System Solutions S.R.L. Optical dilatometer
JP2007303917A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Genshiryoku Anzen Syst Kenkyusho:Kk 光学式振動歪み計測装置
DE102010038062A1 (de) * 2010-10-08 2012-04-12 Messphysik Materials Testing Gmbh Ortsbestimmung und Bestimmung der Verschiebung von Orten insbesondere durch berührungslose Abstandsmessung bei einer Materialprüfung

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