ITRM990481A1 - Apparato di rilevamento con sensori di tipo passivo-termico-ultrasonico. - Google Patents

Description

APPARATO DI RILEVAMENTO CON SENSORI DI TIPO PASSIVO-TERMICO-ULTRASONICO .

RIASSUNTO

Apparato di rilevamento non distruttivo per trasparenza della posizione di rinforzi o setti (B) in strutture chiuse, caratterizzato dal fatto di comprendere, in combinazione:

- un irradiatore o riscaldatore (R);

- un termosensore (T);

- un sensore ad ultrasuoni (US) di tipo ricetrasmittente;

- mezzi di movimentazione (AM) di detti dispositivi;

- mezzi di controllo (SC) di tutto l'apparato; - un software dedicato atto a individuare, in tempo reale, la posizione del setto mediante l'analisi delle immagini on-line.

Allo scopo di effettuare delle saldature laser dall'esterno per vincolare detti rinforzi o setti interni (B) a delle, lamiere esterne (A), detto apparato prevede un dispositivo laser movimentato da detti mezzi di movimentazione (AM) ed atto a realizzare la saldatura delle parti suddette seguendo precisamente le coordinate individuate mediante il software .

Descrizione dell' invenzione industriale dal titolo : APPARATO DI RILEVAMENTO CON SENSORI DI TIPO PASSIVO-TERMICO-ULTRASONICO;

La presente invenzione riguarda il settore delle costruzioni navali, ferroviarie, automobilistiche e dei trasporti in genere, oltre che la carpenteria pesante, Heavy duty cranes e strutture particolari in grandi opere come i ponti.

Più in particolare, il trovato è relativo ad una tecnologia basata su saldature laser effettuate per "trasparenza" in strutture chiuse, grazie all'ausilio di un innovativo apparato di rilevamento con metodi non distruttivi.

Detto apparato infatti permette di trovare, dall'esterno, la posizione dei rinforzi interni garantendo l'elevata precisione richiesta dalla saldatura laser che viene fatta dall'esterno.

L'invenzione, mediante un apposito software dedicato, consente anche di seguire le eventuali deformazioni e/o imprecisioni di posizionamento del rinforzo durante l'esecuzione della saldatura.

E' noto che le strutture chiuse metalliche con rinforzi interni, vengono ampiamente utilizzate, ad esempio, nella prefabbricazione di costruzioni navali.

Attualmente l'impiego di strutture metalliche chiuse di questo tipo è gravato da alti costi e da lunghi tempi di produzione, dovuti alla realizzazione delle saldature interne che richiede manodopera particolarmente specializzata che lavora in condizioni fortemente insalubri.

Per quanto riguarda le metodologie di analisi non distruttive di strutture metalliche, una delle più diffuse attualmente disponibili è costituita dai metodi ultrasonici, che consentono di rilevare le superfici di discontinuità all'interno dei materiali.

E' noto, che i test ultrasonici si basano sostanzialmente sull'analisi della riduzione dell'energia trasmessa attraverso il corpo da analizzare a causa di una superficie di discontinuità o riflessa dalla presenza di quest'ultima.

Questa tecnica presenta una serie di problemi e limitazioni intrinseche:

I problemi principali sono dovuti all'accoppiamento tra la sonda e la superficie del pezzo da analizzare, che deve essere il più possibile liscia e pulita per evitare variazioni di spessore nel film di liquido di accoppiamento, e agli effetti di interferenza dovute a riflessioni multiple causate da sovrapposizioni d'onda. Gli effetti dell'interferenza, sono maggiori quando le perdite di attenuazione sono basse e l'accoppiamento è scarso a causa delle superfici di contatto e/o dello strato di liquido eccessivamente sottile.

Oltre a ciò, questa tecnica presenta altri problemi caratteristici tra cui i più significativi sono l'attenuazione, la rilevabilità dei difetti, l'accoppiamento e l'economicità.

L'attenuazione è uno dei problemi più consistenti ed è determinata sostanzialmente dall'attenuazione delle onde ultrasonore nel materiale. Tale attenuazione è funzione delle caratteristiche fisiche e morfologiche del materiale stesso. Per essa fino ad oggi non è stata trovata un'adeguata soluzione.

La rilevabilità dei difetti è legata alle caratteristiche di sensibilità, di risoluzione e di discriminazione del rumore proprie dello strumento, che spesso sono legate tra loro.

Le problematiche di accoppiamento tra sonda e materiale da analizzare, dipendono dal liquido o gel o crema di accoppiamento che viene usato per "bagnare" le superfici di contatto.

Infine, l'aspetto economico riveste diversa importanza in funzione delle necessità contingenti e delle difficoltà di applicazione dell'esame ultrasonico.

Un'altra tecnica di analisi non distruttiva dei difetti interni dei materiali, che si è sviluppata negli ultimi anni, riguarda i metodi di analisi della propagazione del flusso di calore all'interno dei materiali.

In sostanza, tale metodologia consiste nel riscaldare una zona del materiale da analizzare e nell'osservare, con dei termosensori, il raffreddamento di tale zona rilevandone le eventuali disomogeneità: la presenza di difetti o di zone di contatto con altri materiali determina una variazione della velocità di raffreddamento, che si evidenzia nell'immagine termica con una diversa colorazione rispetto a quella delle zone a normale raffreddamento .

Tali metodologie forniscono comunque una precisione di rilevamento generalmente bassa, che può essere parzialmente migliorata con l'adozione dei metodi di riscaldamento concentrato e con un'opportuna calibrazione dei parametri caratteristici del transitorio termodinamico quali: la temperatura di riscaldamento, il tempo di raffreddamento, il trasferimento di energia termica, il sistema di riscaldamento, la velocità di riscaldamento, il tempo di rilevamento, la risoluzione dell'immagine termica, il gradiente termico sulla superficie, il tipo di contatto tra la superficie della lamiera superiore e quella del setto, ecc.

Scopo fondamentale dell'invenzione è fornire un apparato dotato di sensori on line atti ad individuare dall'esterno ed in movimento, con la necessaria precisione ed in modo non distruttivo, la posizione del contatto del rinforzo da saldare al di sotto di una lastra di spessore medio-alto in una struttura metallica chiusa.

Secondo il trovato, ciò è stato ottenuto fornendo un apparato di rilevamento e di saldatura comprendente, in combinazione: un irradiatore a riscaldamento concentrato, un termosensore, un sensore ultrasonico, un laser per la saldatura, e mezzi di movimentazione atti a spostare detti dispositivi .

Una migliore comprensione del trovato, si avrà con la seguente descrizione dettagliata e con riferimento alle figure allegate che illustrano, a solo titolo esemplificativo e non già limitativo, una preferita forma realizzativa.

Nei disegni:

la figura 1 è uno schema che mostra un sensore ultrasonico di tipo noto durante il rilevamento della posizione di un setto al di'sotto di una lamiera;

la figura 2 è uno schema della configurazione realizzativa del trovato; e

la figura 3 mostra la penetrazione del cordone di saldatura in due passate.

Con riferimento alla figura 1, sono state effettuate delle prove sperimentali impiegando un trasduttore ultrasonico US ricetrasmittente, di tipo piezoelettrico disponibile in commercio, applicato alla superficie di una lastra di acciaio A con uno spessore di 25mm appoggiata per gravità su una seconda piastra o setto B ortogonale alla precedente ed avente spessore di 8mm e altezza di 75mm.

In questo modo si crea una zona di contatto ZC definita dall'area di appoggio tra le due piastre A e B.

E' ben noto che quando un'onda ultrasonica attraversa un materiale o un mezzo e raggiunge una superficie di discontinuità o di confine tra esso ed un secondo mezzo, parte della sua energia procede attraverso il secondo mezzo, mentre la rimanente viene riflessa indietro nel primo mezzo.

Nella zona di contatto ZC tra le due piastre A e B si ha ovviamente la massima difficoltà di trasmissione dell'onda ultrasonica, che è dovuta al cambiamento di impedenza acustica del mezzo in cui si propaga l'onda stessa: acciaio-aria-acciaio.

Tale difficoltà si è verificata anche in presenza di una "crema" di accoppiamento a base di acqua e glicerina.

Per ottenere risultati accettabili in termini di segnale di risposta ricevuto, si è dovuto ideare un nuovo modo di utilizzo del sistema ultrasonicospessimetrico . Infatti, utilizzando il segnale di riflessione multipla si è trovato che a secco, sia con un contatto forzato tra lamiera A e setto B mediante un'opportuna 1 pressione, sia con l’interposizione di uno strato di alluminio nella zona di contatto ZC che non modifica la qualità della saldatura (o anche altri metalli di opportuna impedenza acustica), una parte dell'onda ultrasonica con frequenza a 2 MHz viene trasmessa dalla lamiera superiore A al setto B sottostante. Questa trasmissione consente la precisa identificazione dell'esatta posizione del setto B stesso.

In altre parole, ciò significa che dove si rileva un assorbimento parziale della riflessione multipla dell'onda ultrasonica è presente il setto.

Per quanto riguarda il rilevamento col metodo termico, i risultati sperimentali. evidenziano il fatto che il problema principale è quello di trovare un irradiatore o riscaldatore sufficientemente potente, in grado di fornire un'elevata potenza termica su una superficie sufficientemente "piccola" ed in tempi brevi.

Dalle sperimentazioni, si è anche costatato che la termocamera che fornisce migliori risultati è una termocamera di tipo bolometrico, con discriminazione termica di almeno 0,1°C.

E' utile sottolineare che il sensore termico è particolarmente indicato nelle zone centrali delle strutture chiuse e per lamiere ad elevato spessore, mentre il sensore ultrasonico con l'utilizzo dello strato metallico è particolarmente efficace nelle zone di bordo, dove si hanno problemi di asimmetria del riscaldamento e del successivo raffreddamento.

Secondo il trovato, per superare le limitazioni proprie di ciascun tipo di sensore, si prevede una peculiare combinazione dei due sensori termico e ultrasonico che ne consente l'uso alternato.

In particolare, secondo l'invenzione, per utilizzare il sensore ultrasonico con lamiere di spessori elevato, oltre 25 mm, è necessario interporre nella zona di contatto tra la lamiera esterna e il setto interno un conduttore, come ad esempio una spugna di alluminio, che elimina o riduce drasticamente lo spazio d'aria nella zona di contatto e contemporaneamente non crea problemi alla saldatura .

Oltre a ciò, la testata ultrasonica deve bagnare la lamiera per evitare problemi dì contatto durante il rilevamento e successivamente deve asciugarla per consentire la saldatura laser. Per gli stessi motivi, la superficie esterna delle zone di lamiera che devono essere rilevate con gli ultrasuoni devono essere il più lisce possibile.

Come si è già accennato d'altra parte, il sensore termico è efficace e sufficientemente preciso solo in situazioni in cui si ha una simmetria nel raffreddamento della zona riscaldata, la qual cosa non è possibile nelle zone di bordo.

Inoltre, il rilevamento termico necessita preferibilmente di una superficie esterna della lamiera grezza, opaca o addirittura nera, che facilita l'assorbimento dell'energia termica del riscaldatore .

In conclusione, allo scopo di superare i limiti dimostrati da ciascuno dei metodi non distruttivi suddetti, viene fornito un apparato di saldatura mostrato in figura 2 che comprende, in combinazione: - un irradiatore o riscaldatore R a riscaldamento concentrato;

- una termocamera T bolometrica;

- un sensore ultrasonico US;

- un laser L per la saldatura;

- un dispositivo dì movimentazione AM atto a spostare il riscaldatore R, la termocamera T, il sensore ultrasònico US e il laser L;

- un software dedicato che permette, in tempo reale, l'individuazione della posizione del setto dell'analisi delle immagini on-line, comunicando eventualmente al laser la traiettoria da seguire. Il funzionamento e il posizionamento dì detti dispositivi è controllato da un sistema di controllo computerizzato SC che gestisce le diverse apparecchiature mediante mezzi hardware e software di tipo noto.

La preferita forma realizzativa che si descrive prevede una rete di computer dedicati che controllano rispettivamente l'input/output di ciascun dispositivo e che fanno capo all'elaboratore del sistema di controllo SC.

Secondo il trovato, il medesimo apparato è vantaggiosamente utilizzabile sia con lamiere sottili che di spessore elevato, e per tutta la superficie da analizzare: sia le zone centrali che quelle di bordo.

Con tale configurazione, si riducono in modo consistente le operazioni di preparazione della superficie della lamiera e dei setti. Infatti sono eventualmente da trattare solo le zone che devono essere rilevate mediante gli ultrasuoni, per i quali è utile interporre uno .strato deformabile di materiale conduttore, con impedenza acustica opportuna, solo nelle zone di contatto tra setti e lamiera in corrispondenza delle zone di bordo e solo per gli spessori elevati.

Spesso è sufficiente interporre detti strati conduttori solo a tratti e non in modo continuo per tutta la lunghezza dei setti.

Prima di procedere ad analizzare le ulteriori caratteristiche di funzionamento e di utilizzo del trovato, giova anche osservare che per lamiere con spessori di pochi millimetri, è possibile utilizzare sempre il sensore ultrasonico US tenendo premuta la lamiera A sul setto B per garantire un intimo contatto. Ciò può essere molto vantaggioso in termini di tempo perché il rilevamento con il sensore ultrasonico è praticamente immediato.

Secondo l'invenzione, la saldatura S segue un percorso corrispondente alla posizione dei setti B da saldare. Ciascun setto viene saldato preferibilmente in due passate parallele, in modo da ottenere la fusione del materiale del setto e della lamiera fino agli spigoli della superficie di testa del setto stesso evitando la possibilità di fessurazioni e infiltrazioni che favorirebbero la penetrazione dell'acqua marina e/o la corrosione.

Dalle sperimentazioni si è verificato che per lamiere da 20÷25 mm di spessore, il tempo che deve trascorrere tra la fine del riscaldamento e il passaggio della 'termocamera è di circa 25÷30 secondi. Questo intervallo di tempo si rende necessario perché l'onda termica si deve stabilizzare e deve evidenziarsi in modo ottimizzato il raffreddamento, che inizia dopo circa 8 secondi e produce le zone di contrasto .

Poiché il riscaldatore o irradiatore, i sensori e la termocamera sono tutti installati su un unico "carrello", è sufficiente distanziare opportunamente la termocamera dal riscaldatore in modo che il tempo che trascorre tra il passaggio di quest'ultimo e quello successivo della termocamera sia pari all'intervallo richiesto.

La velocità e l'altezza del riscaldatore variano in funzione dello spessore e delle caratteristiche termiche del materiale, pertanto anche la distanza tra riscaldatore e termocamera deve essere variata opportunamente .

In particolare, per spessori elevati, la velocità dello spostamento del laser è circa 0,8 m/min., che è ottimale anche per la rilevazione termica.

Secondo una caratteristica peculiare del. trovato, il riscaldamento che si deve fornire è molto ridotto, infatti una temperatura superficiale di 80÷100°C è già sufficiente per ottenere un'adeguata definizione dei contorni del setto sottostante la lamiera esterna.

Si noti che questo preriscaldamento, senza influire sulle caratteristiche del metallo, agevola la saldatura laser.

Il valore della temperatura minima necessaria si riduce con lo spessore della lamiera stessa.

Da quanto detto appare evidente che la potenza del riscaldatore è variabile in funzione della velocità dello spostamento e dello spessore della lamiera da scaldare.

E' interessante osservare che, dal punto di vista operativo, il comportamento del transitorio di raffreddamento della lamiera cambia radicalmente secondo la dimensione verticale del rinforzo.

Per ottimizzare l'immagine termica il riscaldatore deve irradiare una superficie A la cui dimensione (ad es. di lm x lm x 25mm di spessore) è pari a circa 10 volte la dimensione trasversale del setto B.

Quest'ultimo, che è posto al di sotto della lamiera A, deve possedere un'opportuna altezza verticale. Infatti, se essa risulta troppo piccola (ad es. minore di. 100mm), la zona della lamiera soprastante che si trova a contatto con il setto verticale si raffredda più lentamente del resto della lamiera, e pertanto la termocamera evidenzia il setto come una zona "calda" cioè a temperatura più alta rispetto a quella del resto della lamiera. Questo perché in questa situazione il setto funziona da "tappo" termico per la lamiera, che si raffredda più rapidamente disperdendo calore verso le zone limitrofe a quella riscaldata.

Al contrario, nel caso di setti relativamente alti (fino a 1000mm), la zona di contatto tra lamiera A e setto B si raffredda più velocemente e quindi risulta più fredda rispetto al resto della lamiera stessa .

E' chiaro quindi che l'algoritmo di calcolo della posizione del setto, e quindi della movimentazione del laser, dovrà seguire, nei termogrammi rilevati dalla termocamera, i punti di minima temperatura per setti alti, ed i punti di massima temperatura per setti bassi.

Ancora un vantaggio dell'apparato di rilevamento e saldatura secondo l'invenzione, è dato dal fatto che in ogni caso, il sensore ad ultrasuoni serve anche per effettuare il controllo di qualità della saldatura appena effettuata.

L'apparato utilizzato nella sperimentazione ha effettuato il rilevamento della posizione del setto o rinforzo da saldare con una precisione di 0,4÷0,8 mm.

La preferita forma realizzativa che si descrive, prevede una schermatura della termocamera allo scopo di impedire danni causati dalle gocce di metallo fuso, che inevitabilmente vengono prodotte dal laser, nonché per proteggere la termocamera sia dal gas di plasma prodotto dal laser che salda, sia dalla luce proveniente dalla saldatura e dall'ambiente esterno, aumentando la sensibilità e la definizione.

Oltre a ciò, è anche utile predisporre tra i riscaldatori e la superficie da scaldare una piastra, ad esempio in rame, che serve a rendere omogeneo il riscaldamento su tutta la zona esposta al riscaldatore stesso.

Per quanto riguarda il software dedicato, atto ad analizzare le immagini on-line e a determinare la posizione del setto sottostante la lamiera, secondo il trovato comprende le seguenti operazioni di elaborazione:

- punto 1: invio al controllo della richiesta di posizione corrente e attesa della risposta;

- punto 2: acquisizione di un'immagine;

- punto 3: calcolo di un'immagine 'mediata" mediando tra loro righe consecutive dell'immagine acquisita. Se l'immagine originale aveva N righe e ne vengono mediate m per volta, l'immagine mediata avrà N/m righe;

- se il metodo di elaborazione prescelto è quello gaussiano si passa al punto 4.1, altrimenti si passa al punto 4.2;

- punto 4.1: per ogni riga dell'immagine mediata viene calcolato il best fit della temperatura con il modello gaussiano. Il fit viene considerato valido se è raggiunto in un numero di cicli inferiore ad un valore di soglia e se lo scarto quadratico medio del fit rispetto alla temperatura dell'immagine è inferiore ad una seconda soglia. Si determina la posizione del minimo in ogni riga secondo il modello e si procede;

- punto 4.2: per ogni riga dell'immagine mediata viene determinata la posizione del minimo assoluto di temperatura all'interno di una zona limitata. Per la prima riga della prima immagine la zona in cui ricercare il minimo viene determinata utilizzando lo stesso metodo di fit con il modello gaussiano descritto al punto 4.1, in ogni altro caso questa zona viene determinata sulla base della posizione in cui è stato trovato il minimo nella riga precedentemente elaborata. Una volta determinata la posizione del minimo in ogni riga si procede;

- se il numero di righe per cui è stato possibile determinare la posizione del minimo è inferiore ad un valore di soglia l'immagine viene scartata e si riprende dal punto 1, altrimenti si passa al punto 5;

- punto 5: si determina il best fit lineare per tutti i punti di minimo determinati sull'immagine e si calcola lo scarto quadratico medio tra i punti ed il best fit determinato.

- se questo scarto supera un valore di soglia 1'immagine viene scartata e si riprende dal punto 1, altrimenti si passa al punto 6;

- punto 6: i punti di minimo che distano dal best fit lineare calcolato al punto 5 per un valore maggiore ad.una soglia vengono scartati (la soglia è determinata in proporzione allo scarto quadratico medio pure calcolato nel punto 5).

- se il numero di punti di minimo residui supera una ulteriore soglia si passa al punto 6a, altrimenti l'immagine viene scartata e si riprende dal punto 1;

- punto 6a: viene determinato un nuovo fit lineare utilizzando solamente i punti di minimo residui; - punto 7: La coordinata x del best fit lineare calcolato al punto 6a, in corrispondenza della riga centrale dell'immagine viene presa come la posizione misurata della linea di saldature nell'immagine corrente e viene passata al punto successivo;

- punto 8: la posizione misurata della linea di saldatura viene utilizzata in un filtro ricorsivo per generare una posizione filtrata, la quale viene memorizzata ed il controllo ritorna al punto 1.

Il flusso ciclico dal punto 1 al punto 8 può essere interrotto in qualunque momento da una richiesta di dati da parte dell'apparato di controllo. Il flusso viene ripreso a partire dal punto in cui era stato interrotto una volta soddisfatta la richiesta del controllo.

La presente invenzione è stata descritta ed illustrata in una sua preferita forma realizzativa, ma si intende che qualunque tecnico esperto del ramo potrà . apportarvi modifiche e/o sostituzioni funzionalmente equivalenti senza peraltro esulare dall'ambito di tutela della presente privativa industriale.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di rilevamento non distruttivo per trasparenza della posizione di rinforzi o setti (B) in strutture chiuse, caratterizzato dal fatto di comprendere, in combinazione : - un irradiatore o riscaldatore (R); - un termosensore (T); - un sensore ad ultrasuoni (US); - mezzi di movimentazione (AM) di detti dispositivi; - mezzi di controllo (SC) di tutto l'apparato; - un software dedicato atto a individuare, in tempo reale, la posizione del setto mediante l'analisi delle immagini on-line.
2. 2. Apparato di rilevamento di cui alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che, allo scopo di effettuare delle saldature laser dall'esterno per vincolare detti rinforzi o setti interni (B) a delle lamiere esterne (A), è ulteriormente previsto un dispositivo laser movimentato da detti mezzi di movimentazione (AM) ed atto a realizzare la saldatura delle parti suddette seguendo precisamente le coordinate individuate mediante il software.
3. 3. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto sensore ultrasonico (US) è di tipo ricetrasmittente.
4. 4 . Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto termosensore (T) è una termocamera bolometrica, e detto irradiatore (R) è un riscaldatore a riscaldamento concentrato.
5. 5. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione (AM) sono costituiti da un dispositivo atto a spostare il riscaldatore (R), la termocamera (T), il sensore ultrasonico (US) ed il laser (L) per la.saldatura; detto dispositivo di movimentazione (AM) essendo comandato dai mezzi di controllo (SC) in modo da seguire le coordinate determinate dal software posizionando correttamente il laser (L) in corrispondenza del setto (B) sottostante la lamiera (A).
6. 6. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che nel caso di lamiere (A) spesse, il rilevamento nelle zone centrali avviene mediante il riscaldatore (R) e la termocamera (T), mentre nelle zone di bordo avviene mediante il sensore ultrasonico (US).
7. 7 . Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che con lamiere (A) sottili, il rilevamento avviene utilizzando il solo sensore ultrasonico (US); in questo caso la lamiera (A) essendo premuta sui rinforzi o setti interni (B).
8. 8. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che per effettuare il rilevamento sulle zone di bordo delle lamiere non sottili, nella zona di contatto (ZC) tra lamiera (A) e setto (B) viene interposto uno strato deformabile di materiale metallico la cui impedenza acustica garantisca la propagazione dell'onda ultrasonica dalla lamiera (A) al setto (B).
9. 9. Apparato di cui alle . rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la saldatura (S) segue un percorso corrispondente alla posizione dei setti interni alla struttura metallica chiusa; ciascun setto venendo saldato in due passate parallele al fine di ottenere una corretta fusione del materiale della lamiere e del setto fino agli spigoli della superficie di testa del setto stesso.
10. 10. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che per lamiere con spessore di 20÷25 mm, il tempo che deve trascorrere tra la fine del riscaldamento ed il passaggio della termocamera è di circa 25÷30 secondi; tale intervallo essendo necessario per consentire all'onda termica di stabilizzarsi in modo che le zone a differente temperatura si evidenzino con sufficiente contrasto.
11. 11. Apparato di cui alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che poiché la velocità e la potenza del riscaldatore (R) variano in funzione dello spessore e delle caratteristiche termiche del materiale, la distanza tra riscaldatore e termocamera, che sono installati su uno stesso dispositivo di movimentazione {AM), viene variata per mantenere un opportuno intervallo di tempo tra il passaggio del riscaldatore (R) e quello della termocamera (T).
12. 12. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la temperatura minima cui deve essere portata la lamiera (A) è di circa 80÷100°C; tale temperatura minima diminuendo con lo spessore della lamiera stessa.
13. 13. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'algoritmo impiegato dal software dedicato per il calcolo della posizione del setto (B), e quindi per la movimentazione del laser (L), segue i punti di minima temperatura per setti con altezza maggiore o uguale a circa 10 volte lo spessore, ed i punti di massima temperatura per setti bassi.
14. 14. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto sensore ad ultrasuoni viene utilizzato anche per effettuare il controllo di qualità della saldatura appena effettuata.
15. 15. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che per proteggere la termocamera dalla luce proveniente dalla saldatura e dall'ambiente esterno e per impedire danni causati dalle gocce di metallo fuso, e/o dal gas di plasma che inevitabilmente vengono prodotti dal laser, prevede una schermatura della termocamera (T); in questo modo ottenendosi anche un miglioramento della definizione dell'immagine termica in termini di contrasto.
16. 16. Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che tra il riscaldatore o irradiatore e la superficie da scaldare è interposta una piastra metallica atta a rendere omogeneo il riscaldamento su tutta la zona esposta al riscaldatore stesso.
17. 17 . Apparato di cui alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto software dedicato per l'individuazione della posizione del setto comprende le seguenti operazioni di elaborazione: - punto 1: invio all'apparato di controllo (SC) della richiesta di posizione corrente e attesa della risposta; - punto 2: acquisizione di un'immagine; - punto 3: calcolo di un'immagine 'mediata" mediando tra loro righe consecutive dell'immagine acquisita, se l'immagine originale aveva N righe e ne vengono mediate m per volta, l'immagine mediata avrà N/m righe; - se il metodo di elaborazione prescelto è quello gaussiano si passa al punto 4.1, altrimenti si passa al punto 4.2; - punto 4.1: per ogni riga dell'immagine mediata viene calcolato il best fit della temperatura con il modello gaussiano: il fit viene considerato valido se è raggiunto in un numero di cicli inferiore ad un valore di soglia e se lo scarto quadratico medio del fit rispetto alla temperatura dell'immagine è inferiore ad una seconda soglia, si determina la posizione del minimo in ogni riga secondo il modello e si procede; - punto 4.2: per ogni riga dell'immagine mediata viene determinata la posizione del minimo assoluto di temperatura all'interno di una zona limitata: per la prima riga della prima immagine la zona in cui ricercare il minimo viene determinata utilizzando lo stesso metodo di fit con il modello gaussiano descritto al punto 4.1, in ogni altro caso questa zona viene determinata sulla base della posizione in cui è stato trovato il minimo nella riga precedentemente elaborata, una volta determinata la posizione del minimo in ogni riga si procede; - se il numero di righe per cui è stato possibile determinare la posizione del minimo è inferiore ad un valore di soglia l'immagine viene scartata e si riprende dal punto 1, altrimenti si passa al punto 5; - punto 5 : si determina il best fit lineare per tutti i punti di minimo determinati sull'immagine e si calcola lo scarto quadratico medio tra i punti ed il best fit determinato. - se questo scarto supera un valore di soglia l'immagine viene scartata e si riprende dal punto 1, altrimenti si passa al punto 6; - punto 6: i punti di minimo che distano dal best fit lineare calcolato al punto 5 per un valore maggiore ad una soglia vengono scartati (la soglia è determinata in proporzione allo scarto quadratico medio pure calcolato nel punto 5). - se il numero di punti di minimo residui supera una ulteriore soglia si passa al punto 6a, altrimenti l'immagine viene scartata e si riprende dal punto 1; - punto 6a: viene determinato un nuovo fit lineare utilizzando solamente i punti di minimo residui; - punto 7: la coordinata x del best fit lineare calcolato al punto 6a, in corrispondenza della riga centrale dell'immagine viene presa come la posizione misurata della linea di saldature nell'immagine corrente e viene passata al punto successivo; - punto 8: la posizione misurata della linea di saldatura viene utilizzata in un filtro ricorsivo per generare una posizione filtrata, la quale viene memorizzata ed il controllo ritorna al punto 1.
18. 18. Apparato di cui alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che il flusso ciclico dal punto 1 al punto 8 può essere interrotto in qualunque momento da una richiesta di dati da parte dell'apparato di controllo (SC), il flusso viene ripreso a partire dal punto in cui era stato interrotto una volta soddisfatta la richiesta del controllo .
19. 19. Apparato di rilevamento non distruttivo per trasparenza della posizione di rinforzi o setti (B) in strutture chiuse, come sostanzialmente descritto ed illustrato nella presente descrizione e neidisegni allegati .