SU1276268A3 - Способ контрол полосы прозрачного материала на наличие дефектор и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способу проверки-полосы прозрачного материала , в частности листового стекла , на наличие в ленте дефектов, таких как инородные тела или газовые пузыри, в котором провод т зондирование материала по.ширине сканирующим световым лучом, регистрацию проход щего и/или отраженного лучей и преобразование их интенсивностей в электрические сигналы. Дл  повышени . О) С

Description

надежности контрол  предложено дополнительно регистрировать луч, выход щий из торца полосы в процессе сканировани , преобразовывать его интенсивность в электрические импульсы , величину которых использовать дл  оценки. Устройство дл  осуществлени  способа содержит блок сканировани  2, фотоприемники 5 и 6, воспринимающие отраженный и/или прохо д щий свет и блок оценки 7. Новым  вл етс  введение по меньшей мере одного дополнительного фотоэлектронного умножител  8, расположенного у торцовой поверхности полосы 1 на уровне линии сканировани  зондирующим лучом. 2 с. ф-лы и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относитс - к способу и устройсту контрол  полосы прозрачного материала, в частности листового стекла на наличие дефектов, таких как инородные тела или газовые пузьфи. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности контрол  путем определени  дефектов, не привод щих к поверхностной деформации материала, в частности газовых пузырей, расположенных приблизительно в центре полосы материала, таких что они покрыты более толстыми по сравнению с ни ми сло ми материала. Если в ленте стекла имеютс  включени  в виде внутреннего пузырька или мелкого камещка, топопадающий световой луч отклон етс  во внутреннем пузырьке или на поверхности камешка и направл етс  дальше в материал . Сам материал действует в этом случае в качестве световода. Посколь ку, как внутренние пузырьки, т.е. га зовые пузырьки, так и включени  камешков , в основном, имеют шарообразную форму, то попавший на них или проникший в них световой луч отражаетс  по меньшей мере один раз параллельйо линии сканировани  материала и таким путем попадает на правую или левую кромку полосы материала, где он про вл етс  как кратковременно сверкающа  светла  светова  точка. Обычно листовое стекло имеет вследствие наличи  небольших следов железа в стекломассе слегказеленоватую окраску, котора  видна лишь при рассмотрении листового стекла с тор ца. Из-за того, что световой луч должен пройти в стекле относительно длинный путь до момента своего по влени .сбоку, это стекло действует как цветной светофильтр, т.е. если при наличии зеленой окраски на стекло попадает красный свет, то после прохождени  определенного отрезка пути в стекле он под действием фильтра исчезает, иными словами отфильтровываетс . Свет с длиной волны, соответствующей окраски стекла, не отфильтровываетс , а подвергаетс  лишь обычному поглощению и потому достигает боковых поверхностей с небольитми потер ми. Применение излучател , излучающего свет того же цвета, что и контролируема  полоса материала, дает возможность выбирать излучатель меньшей мощности и тем самым снизить затраты на энергию и материалы, но при этом одновременно достичь оптимального эффекта. Все прозрачные материалы поглощают известную часть проход щего сквозь них света, т.е. при наличии относи- . тельно пшроких полос листового стекла , ширина которых часто превышает 3 м, при по влении внутреннего пузырька , т.е. газового пузырька в центре ленты, свет, отраженный от него,. должен пройти рассто ние около 1,5 м до одной из двух сторон, прежде чем его уловит фотоэлектрический преобразователь , в частности фотоэлектронный умножитель. Вследствие этого происходит значительное поглощение света , т.е. без дополнительного усилени  посылаемого фотоэлектронным умножителем импульса нельз  точно судить об уже вы вленном дефекте. С другой стороны , при перемещении светового луча по направлению к кромке полосы материала сигнал ошибки становитс  все более отчетливым, в том числе и тогда , когда размер вы вленного дефекта остаетс  неизменным и его располо жение в полосе идентично расположению дефекта, вы вленного в центре полосы. К тому же контролируема  полоса материала, т.е. плавающее стекло никогда не бывает чистым на 100% Это означает, что как на верхней стороне, так и на нижней стороне могут иметьс  частички пыли, которые также могут отражать : луч в стекле . Таким образом, посто нно наблюдаетс  известный уровень шума, причем этот уровень шума измен етс , т.е. при сканировании в центре полосы он значительно меньше, чем при сканировании на краю полосы, так что дефекты в центре полосы могут нахоWTbCB в пределах уровн  шума, наблюдающегос  на краю полосы.При этом важно дифференцированно, подавл ть уровень шума и учитывать поглощение со стороны полосы прозрачного материала так, чтобы однородный и равный по размеру дефект на краю давал те же электрические сигналы, что и соответствующий дефект в центре полосы материала. Поэтому каждый электрический импульс , соответствующий интенсивности выход щего из торца луча, сравни вают с эталонным значением, соответ ствующим мгновенному положению светового луча, и по превышению этого значени  суд т о наличии дефектов. Эталонное значение ввод т в накопитель . Эта форма выполнени  рекомен дуетс  в том.случае, когда провер етс  лишь один материал, например, один сорт стекла, так что полоса материала не претерпевает изменени  из за состава и толщины. В этом случае достаточно зарегистрировать однажды эталонную кривую поглощени  материала и ввести ее в накопитель. Под термином электронные накопители понимают полупроводниковые запоминающие устройства, различающиес  в зависимости от примен емой схемотехники . Помимо регистров сдвига могут примен тьс  посто нные и операти ные накопители или программируемые накопители. Программируемые накопители представл ют собой посто нные накопители, которые в зависимости от технологического процесса имеют требуемую конфигурацию в двоичном коде, что, например, может произво 684 дитьс  путем выжига определенных соединений в полупроводниковой схеме. Это программирование нельз  вернуть в исходйое состо ние, т.е. после пуска накопител  невозможно изменение однажды введенной информации и тем самым невозможно и нежелательно изменение его состо ни . Как втора  возможность прО1раммировани  накопителей используетс  емкость высокоизолированных стробирующих электродов, которые в результате ультрафиолетового облучени  разр жают и вследг.твие повторного приложени  соответствен-но высокого напр жени  снова зар жают , т.е. могут программироватьс . В логическом устройстве блока оценки сравнивают электрический импульс, соответствующий интенсивности выход щего из торца луча-, с эталонным значением , соответствующим мгновенному положению светового луча, и по превышенгоо этого значени  суд т оналичии дефектов. При этом можно использовать несколько программных накопителей , соответствующих различным кривым , т.е. различные полосы материала можно провер ть согласно предварительному выбору подход щего накопител . В этом случае целесообразно примен ть в качестве накопител  оперативные накопители, которые, могут программироватьс . Введение эталонной ленты обеспечивает посто нное .получение точных значений, так как в качестве эталонной ленты примен етс  идентична  ле1чта материала. .Оценка импульсов осуществл етс  посредством триггерного порога. Дл  этого эталонна  крива  поглощени  вводитс  в программный накопитель. При использовании этого метода достигаетс  абсолютна  независимость от скорости, к тому же он не допускает колебаний. Применение нескольких программных накопителей дает возможность программировать проверку окращенных стекол. Дополнительное расположение одного фотоэлектронного умножител  пдоль контролируемой полосы прозрачного материала позвол ет обнаруживать внутренние пузырьки. При этом фотоэлектронный умножитель расположен на уровне линии сканировани  световым лучам поверхности материала, поскольку световой луч, попадающий на полосу стекла, отражаетс  в разные стороны , отрезок, параллельный линии развертки,  вл етс  кратчайшим отрез ком, гак что из всех точек, где световой луч выходит в зоне кромки материала , зона линии сканировани  име ет наибольшее значение  ркости и тем самым дает наиболее сильный и  сный сигнал. Свет, направл емый внутренним пузырьком или включением в материале, выходит на необработанной кромке полосы материала и здесь рассеиваетс  Он идет как вбок, так и вверх и вниз так что его перехват при расположении фотоэлектронного умножител  толь ко сбоку сопр жен с трудное т ми.Благодар  простому расположению зер кальной поверхности под продольной кромкой больша  часть световой эне гии, выход щей из необработанного торца полосы материала, попадает на зеркало и отражаетс  на расположенном над полосой материала фотоэлектронном умножителе, на который дополнительно попадает свет, выход щи Непосредственно вверх. Вследствие этого значит(гльно улучшаетс  перехват света. Благодар  выполнению насечек на эталонной ленте при оценке число сигналов соответствует числу насечек . Каждьтй сигнал имеет свое значе ние в зависимости от рассто ни  до центра полосы материала, так как по мере приближени  к концу эталонной ленты, т.е. к ее узкой стороне,поглощаетс  меньше света и тем самым в фотоэлектронный умножитель поступает более сильный сигнал. Благодар  расположению насечек на одинаковом рассто нии одна от другой этот сигнал можно одновременно использовать дл  определени  местоположени  дефектов, причем интервал , равный.5-10 мм, позвол ет достичь высокой степени точности пр вы влении дефектов Матированна  полоса вдоль эталон ной ленты представл ет собой поверх ность, образованную в результате пе коструйной обработки, или прозрачную клейкую ленту, нанесенную на эталонную ленту. Как поверхность пе -коструйной обработки, так и прозрач на  клейка  лента, расположенна  под эталонной лентой, дают возможность дл  входа света в эталонную ленту и тем самым его передачи к концам и попадани  в фотоэлектрон68 умножитель. В отличие от ранее ный рассмотренных насечек в преобразователе не образуетс  токовый сигнал, а при попадании светового луча на эталонную ленту возникает определенное напр жение, величина которого мен етс . Это напр жение  вл етс  наименьшим тогда, когда световой луч достигает центра эталонной ленты, где имеет место самое сильное поглощение . По этой причине по обе стороны от эталонной ленты также установлены фотоэлектронные умножители, поскольку от одного кра  ленты материала до другого доходит лишь немного световой энергии. Характеристическа  крива  умножителей берет таким образом свое начало дл  каждого из обоих умножителей в центре полосы материала и имеет при этом значение, которое чуть больще нул  и затем возрастает по мере приближени  светового луча к краю полосы. Дл  оценки общей ширины полосы следует при этом учитывать результаты, полученные с обоих фотоэлектронных умножителей, в результате чего создаетс  полна  характеристическа  крива . На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2 - устройство с эталонной лентойJ на фиг. 3 - расположение зеркальной поверхности под продольной кромкой полосы} на фиг.4:отдельные сигналы от боковых фотоэлектронных умножителей в виде характеристической кривой; на фиг. 5 - крива  с сигналом ошибки, образующа с  в результате контрпол рности кривой. Полоса материала I движетс  под блоком 2 сканировани  с помощью валков 3, приводимых в действие от электродвигател  4. Блок 2 сканировани  включает фотоприемник 5 дл  отраженного света и фотоприемник 6 дл  пропускаемого света. Оба фотоприемника соединены с блоком 7 оценки, к которому подведены также фотоэлектронные умножители 8 и 9, расположенньте сбоку от полосы материала.1. Лазерный излучатель 10, наход щийс  в блоке 2 сканировани , имеет делитель I1 лучей, отражающий от вращающегос  круглого зеркала 12 два луча 13 и 14. Луч 13 отражаетс  в виде световой точки 15, луч 14 - в виде световой точки 16 и вследствие вращени  круглого зеркала 12 в качестве сканирующего луча 17 проходит по всей ширине полосы материала 1. Луч 13, отраженный в виде точки 15, одновременно проходит над эталонной лентой 18 и через насечку 10 входит в нее. У концов 20 эталонной ленты 18 расположено по одному фотоэлектронному умножителю 21 и 22, которые принимают свет, выход щий из эталонной ленты 18, и передают его в блок 7оценки. Если в полосе материала 1 по вл етс  дефект в виде внутреннего пузыр , ка 23, то сканирующий луч 17, как отраженный сканирующий луч 24, не попадает на фотоприемник 5, в основ ном отводитс , в качестве светового луча 25 и 26 проходит вдоль линии 27 сканировани  к торцовой поверхнос ти 28 полосы материала 1, где он вхо дит в фотоэлектронные умножители 8и 9, которые направл ют полученный сигнал в блок 7 оценки. Фотоэлектрон ные умножители соединены с блоком 7 оценки кабелем 29 или 30, фотоэлектронные умножители 21 и 22 - аналогично кабелем 31 и 32. Электрическа  лини  33 проходит между фотоприемником 5 и блоком 7 оценки. Если сканирующий луч 17 попадает на внутренний пузырек 23, то свет отклон етс  от внутреннего пузырька 23 и выходит в зоне торцовой поверхности 28 полосы материЕша 1. Поскольку выход щий свет не определен, то в зоне кромки полосы материала 1 на передвижной опоре 34 расположена установленна  горизонтально зеркальна  поверхность 35 и установленна  вертикально зеркальна  поверхность 36, причем обе поверхности установлены так, что они направл ют падающий на них свет в фотоэлектронныйумножитель 8, расположенный над кром кой полосы материала. Частичный луч 13 образует на вравдающемс  круглом зеркале 12 световую точку 16. Образованный ею эталонный луч 37 зондирует эталонную ленту 18 и через насечки 19 входит в нее. Тем самым через каждую насечку 19 в фотоэлектронном умножителе 21 производитс  сигнал, который регистрируетс  в блоке оценки и сравниваетс  с соответствующими значени ми, определенными с помощью фотоэлектронных умножителей 8 и 9. При отсутствии 55 дефекта в полосе материала 1 определенные значени  идентичны, т.е. друг от друга не отличаютс . Аналогичным 1

Claims (11)

1. тов, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  надежности контрол , дополнительно регистрируют луч, выход щий из торца полосы в процессе сканировани , преобразуют его интенсивность в электрические импульсы, величину которых используют при определении наличи  дефектов. 88 образом производитс  оценка при использовании эталонной ленты 18, имеющей матированную полосу или клейкую ленту. При этом свет, проход  вдоль матированной полосы или клейкой ленты, входит в эталонную ленту 18 и выходит из нее на концах 20, где он попадает на фотоэлектронные умножители 21. Вместо импульса здесь образуетс  напр жение, измен к деес  по мере прохождени  эталонного луча, причем это напр жение можно представить -в виде характеристической кривой. На фиг. 4 представлена крива  38 поглощени , проход ща  через пики 39 отдельных импульсов, формируемых эталонным лучом 37 через насечки 1 9 в эталонной ленте 18, Под кривой поглощени  изображена крива  40 уровн  шума. Крива  уровн  шума  вл етс  результатом загр знетш  стекла сверху или снизу и не имеет никакого значени . Однако  сно показывает , что на кра х ленты уровень шума значительно выше, так что он накладываетс  на дефекты, которые могут возникнуть в центре полосы. На фиг. 5 показана контрпол рность кривой 38 поглощени , полученной над эталонной лентой 18 с клейкой лентой, с расположенной над ней кривой 41 зондировани . На кривой 41 зондировани  имеетс  сигнал 42 ощибки, .абсолютна  величина которого меньще, чем значени  на краю кривой . Контрпол рность образует кривую 43 контрпол рности, на которой отчетливо выступает сигнал 42 ощибки. Формула изобретени  1. Способ контрол  полосы прозрачного материала на наличие дефектов, включающий сканирование полосы по ширине зондирующим световым лучом. регистрацию проход щего и/или отраженного от полосы С1зетовых лучей преобразование их интенсивностей в электрические сигналы и определение по величинам сигналов наличи  дефек91
2. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что сканирование осуществл ют световым лучом того же цвета, что и контролируема  полоса.
3. 3.Способ по пп, I и 2, о т л и ч ающийс   тем, что электричес кий импульс, соответствующий интенсивности выход щего из торца луча , сравнивают с эталонным значением соответствующим мгновенному положению светового луча, и по превышению этого значени  суд т о наличии дефек тов.
4. 4.Способ по пп. 1-3, отличающийс  тем, что из зондиру гацего дуча дополнительно формируют контрольный световой луч, сканируют им эталонную бездефектную ленту мате риала, регистрируют свет, выход щий из торца эталонной ленты, преобразуют его интенсивность в электрический импульс, а наличие дефектов определ ют путем сравнени  эталонного импульса с импульсом, соответствующим интенсивности света, выход щего из торца контролируемой полосы.
5. 5.Устройстводл  кОНтрол  полос прозрачного материала на наличие дефектов , содержащее блок сканировани  полосы зондирующим световым лучом и фотоприемники, расположенные на пути отраженного и/или проход щего через полосу лучей, соединенные с блоком оценки, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  надежнос ти контрол , в него дополнительно введен по меньшей мере один фотоэлек тронный умножитель, расположенный по крайней мере у одной торцовой поверх ности полосы. 810
6. 6.Устройство по п. 5, о т л ич а ю щ е е с   тем, что фотоэлектронный умножитель расположен на уровне линии сканировани  зондирующим световым лучом поверхности материала .
7. 7.Устройство по п. 5, отличающеес  тем, что в него дополнительно введена по меньшей мере одна зеркальна  поверхность,расположенна  под продольной кромкой полосы, а оптически св занный с ней фотоэлектронный умножитель расположен над продольной кромкой.
8. 8. Устройство по пп. 5-7, отличающеес  тем, что в него дополнительно введена эталонна  лента из бе-здефектного материала, соответствующа  контролируемой полосе по толщине, цвету и составу или идентична ей, длина которой равна ширине полосы, и фотоэлектронные умножители, расположенные у концов ленты.
9. 9. Устройство по п. 8, отличающеес  тем, что эталонна  лента снабжена насечками, расположенными на одинаковом рассто нии друг от друга параллельно контролируемой полосе.
10. 10. Устройство по п. 9, отличающеес  тем, что насечки расположены на рассто нии друг от друга 5-10 мм.
11. 11. Устройство по п. 8, отличающеес  тем, что эталонна  лента снабжена матированной полосой вдоль всей длины. Приоритет по пунктам: 29.07.81 по пп. 1, 2, 5, 6 22.06.82 по пп. 3, 4, 7-11.

    //ЩУ///////7А

    1

    Фиг.З

    Y//////////////////////y y/v y y/ yZ

    фиг.

    Фиг. 5