BE817191A

BE817191A - Procede et dispositif pour determiner la forme et les dimensions de la section transversale d'un objet.

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Publication number: BE817191A
Application number: BE6044671A
Authority: BE
Priority date: 1974-07-02
Filing date: 1974-07-02
Publication date: 1975-01-02

Description


  Procédé et dispositif pour déterminer la forme et les dimensions de la section transversale d'un objet.

  
La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour déterminer les dimensions et la forme de la section transversale d'un objet, par exemple une bande laminée ou une poutrelle en cours de laminage.

  
La détermination de la section transversale d'un produit en cours de laminage est très importante, car elle per-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
 <EMI ID=2.1>  Généralement, une telle détermir.ation n'est effectuée que quand le produit est arrêté et suffisamment refroidi. On en déduit des indications sur les produits défectueux qui doivent être soit définitivement écartés soit recyclés, et en plus, des indications sur les réglages à faire concernant le

  
 <EMI ID=3.1> 

  
tuent des frais grevant lourdement l'opération de laminage et justifient l'intérêt d'une mesure continue en cours de laminage.

  
D'autre part, les lamineurs poursuivent leurs recherches en vue de contrôler les laminoirs à tôles et notamment les trains à larges bandes, de façon à produire des tôles présentant de meilleures propriétés de planéité. C'est également dans un tel esprit que le promoteur de la présente invention a mis au point le procédé décrit ci-dessous, qui permet

  
de contrôler l'efficacité du laminage et ultérieurement, de mettre à la disposition des lamineurs, une mesure pouvant être utilisée comme une consigne de régulation automatique.

  
Le procédé, objet de la présente invention, pour déterminer la forme et les dimensions de la section transversal..:. d'un objet est essentiellement caractérisé en ce que l'on envoie un rayonnement de forme adéquate sur le dit objet, en ce que l'on détecte au moyen d'un récepteur de forme appropriée

  
la partie du rayonnement retransmise par le dit objet en direction du dit récepteur, en ce que l'on scrute la dite section transversale au moyen d'un élément de déflection provoquant la mobilité des champs d'émission et/ou de réception, en ce que l'on synchronise l'orientation des champs émetteurs et récepteurs pour maintenir en permanence le rayonnement retransmis dans le champ d'observation du récepteur, en ce que l'on détermine les coordonnées des points de la dite section transversale et en ce que l'on traite ces coordonnées poùr en déduire la forme et les dimensions de cette section transversale Suivant une première modalité opératoire de l' invention, le rayonnement envoyé sur l'objet dont on veut déter-

  
 <EMI ID=4.1> 

  
tif, par exemple un faisceau laser, qui scrute la dite section transversale point par point en se déplaçant par exemple parallèlement à lui-même sous l'action d'un élément de déflection situé dans le circuit d'émission.

  
Suivant l'invention, les deux coordonnées de chaque point de la section transversale scrutée par un faisceau directif peuvent être déterminées au moyen des indications fournies par un récepteur à deux dimensions.

  
Suivant une variante de 11 invention. on peut déterminer une des deux coordonnées de chaque point de la section transversale de l'objet au moyen de-, indications fournies par un récepteur dit "à une dimension", c'est-à-dire dont une dimension,par exemple la longueur, est grande par rapport à une autre dimension, par exemple la largeur; l'autre coordonnée

  
 <EMI ID=5.1> 

  
dans le circuit d'émission.

  
Egalement suivant l'invention, les indications fournies par le récepteur peuvent avoir la forme d'un signal discontinu ou de préférence continu.

  
Encore suivant l'invention, on dirige vers le récepteur le rayonnement retransmis par l'objet, quelle que

  
soit la position du rayon émis, en plaçant devant le dit récepteur un objectif à lentille cylindrique fixe de forme appropriée.

  
 <EMI ID=6.1> 

  
invention, le rayonnement envoyé sur l'objet dont or veut déterminer la section transversale a la forme d'un plan non modulé en amplitude dont l'intersection avec l'objet constitue la dite section transversale, ce plan éclairant en permanence toute cette section de l'objet. Dans ce cas, il s'est avéré avantageux, suivant l'invention, d'observer la section transversale

  
de l'objet au moyen d'un élément de déflection mobile qui fait

  
, défiler le champ d'observation du récepteur successivement devant tous les points de cette section transversale. On détermine également une des deux coordonnées de chaque point de la section transversale de l'objet au moyen des indications fournies par le récepteur, ces indications ayant la forme d'un signal discontinu, l'autre coordonnée étant déterminée par la position de l'axe optique mobile situé dans le circuit de réception.

  
 <EMI ID=7.1> 

  
invention, le rayonnement envoyé sur l'objet dont on veut déterminer la section transversale a la forme d'un plan modulé

  
en amplitude dont l'intersection avec l'objet constitue la dite section transversale, ce plan éclairant à certains moments toute cette section de l'objet. Comme dans le cas précédent, on observe la section transversale de l'objet au moyen d'un élément de déflection mobile qui fait défiler le champ d'observation

  
du récepteur successivement devant tous les points de cette section transversale. On détermine une des deux coordonnées de chaque point de la section transversale de l'objet au moyen des indications fournies par le récepteur, ces indications ayant la forme d'un signal continu, l'autre coordonnée étant déterminée par la position de l'axe optique mobile situé dans le circuit de réception.

  
Dans le cas où les circuits d'émission et de réception comprennent chacun un axe optique mobile, on maintient le rayonnement retransmis par l'objet dans le champ d'observation du récepteur, grâce à la synchronisation des mouvements des dits axes mobiles.

  
 <EMI ID=8.1> 

  
dessus consiste en une rotation de miroirs autour de points fixes, une telle synchronisation est réalisée suivant l'invention, en faisant tourner ces éléments à la même vitesse et en sens inverses. d La présente invention a également pour objet un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit cidessus.

  
Ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte ;  a) une source d'émission d'un rayonnement optique, b) des éléments optiques destinés à assurer l'acheminement du dit rayonnement optique sur l'objet dont on veut déterminer la section transversale, c) un récepteur destiné à détecter le rayonnement retransmis <EMI ID=9.1> 

  
nées des points de la section transversale du dit objet, d) des éléments optiques destinés à assurer l'acheminement de la partie du rayonnement retransmise par l'objet jusqu'au récepteur, e) au moins un élément optique déflecteur situé dans le circuit <EMI ID=10.1> 

  
trajectoires du rayonnement émis et du rayonnement retransmis, f) des moyens pour fournir la deuxième coordonnée des points de la section transversale à déterminer, lorsque celle-ci n'est pas déterminée par le récepteur,

  
g) des moyens pour visualiser où pour explciter les coordonnées

  
des points de la section transversale à déterminer, par exemple une table traçante, un tube cathodique ou encore un calculateur programmé de manière à extraire des valeurs caractéristiques de la forme ainsi que les dimensions de la section transversale.

  
Suivant l'invention, l'élément optique déflecteur faisant partie du circuit d'émission et/ou de réception est avantageusement un miroir polygonal tournant ou un miroir plan oscil-

  
 <EMI ID=11.1>  

  
Suivant une variante de l'invention, l'Élément optique déflecteur faisant partie du circuit d'émission et/ou de réception est un composant opto-acoustique piloté par un signal à basse fréquence.

  
Egalement suivant l'invention, les moyens pour fournir la deuxième coordonnée des points de la section transversale à déterminer sont constitués par un capteur de mesure de la position de l'axe optique mobile faisant partie du circuit d'émission et/ou de réception.

  
Si le récepteur est destiné à fournir une des deux coordonnées des points de la section transversale à déterminer, ce récepteur peut être constitué d'une série de photodiodes dont l'indication a la forme d'un signal discontinu ou bien d'une photodiode PIN à barrière Schottky (photopotentiomètre à une dimension) dont l'indication a La forme d'un signal continu.

  
Dans le cas où plusieurs photodiodes du récepteur sont excitées, la photodiode médiane fournit le signal à considérer.

  
Par contre, si le récepteur destiné à détecter la partie du rayonnement retransmis par l'objet est destiné à fournir les deux coordonnées des points de la section transversale du dit objet, ce récepteur comprend une surface sensible

  
à deux dimensions et est constitué par exemple d'un photopotentiomêtre à deux dimensions.

  
 <EMI ID=12.1> 

  
acheminement du rayonnement retransmis par l'objet jusqu'au

  
 <EMI ID=13.1> 

  
drique situé devant le dit récepteur.

  
Les figures 1 à 3 sont données en annexe à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre l'objet de la présente invention. 

  
 <EMI ID=14.1>  d'un produit en cours de laminage, cette section transversale étant déterminée par l'intersection du produit laminé et d'un plan de mesure généralement vertical et normal à l'axe de translation du produit. La figure 2 représente le cas d'une scrutation poi.nt par point de la section transversale d'un produit laminé, cette scrutation étant réalisée à l'aide d'un rayonnement optique mobile. La figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention et dont les circuits d'émission et de réception comprennent chacun un miroir octogonal tournant.

  
Suivant la figure 1, le produit laminé (1) en cours de laminage se déplace dans le sens de l'axe correspondant à la flèche (5) et on a choisi un plan de mesure (2) dont l'intersection avec le produit (1) constitue la section transversale
(3-4) dont on cherche à déterminer la forme et à calculer les dimensions. Généralement, la face supérieure du produit (1) se trouve dans un plan sensiblement horizontal et le plan de mesure (2) est choisi sensiblement vertical.

  
Suivant La figure 2, la section transversale
(3-4) à déterminer est scrutée par un rayonnement laser &#65533;mi.s depuis le point (7) suivant l'axe (6-7) rencontrant le produit laminé en (6). Les coordonnées du point (6) sont définies par

  
 <EMI ID=15.1> 

  
axe (6-7) avec un axe de référence (7-10).

  
Suivant la figure 3, le rayonnement optique émis par une source (11) est focalisé par une lentille (12) et rencontre un miroir tournant (13). Le rayonnement est retransmis par le miroir tournant (13) en direction d'un réflecteur concave (14), puis d'un réflecteur plan (15) et de là sur le produit laminé (1) en un point (16) faisant partie de la section transversale à déterminer. 

  
A partir du point (16), une fraction du rayonarment est retransmise en direction d'un réflecteur plan (17), puis d'un réflecteur concave (18) et d'un miroir tournant (19).

  
 <EMI ID=16.1> 

  
une lentille de focalisation (20) pour aboutir finalement dans

  
 <EMI ID=17.1> 

  
 <EMI ID=18.1> 

  
tion transversale à déterminer est maintenu en permanence dans le champ d'observation du récepteur (21), grâce à la synchronisation des mouvements des miroirs tournants (13) et (19). Dans le cas présent, cette synchronisation a été assurée en faisant

  
 <EMI ID=19.1> 

  
inverses comme l'indiquent les flèches (22) et (23).

  
Une des deux coordonnées des différents points définissant la section transversale à déterminer est fournie par le récepteur (21) qui est constitué d'une rangée de photodiodes. La photodiode qui a été atteinte par le rayonnement retransmis occupe une position qui permet de caractériser le niveau du point concerné de la dite section transversale.

  
L'autre coordonnée est fournie par la position angulaire de l'un ou l'autre des miroirs (13) et (19).

  
D'autres exemples sont donnés ci-après pour montrer différentes combinaisons possibles et préférentielles de plusieurs dispositifs conformes à la présente invention.

  
1. L'émetteur projette un rayonnement sous la forme d'un plan

  
lumineux éclairant toute l'intersection du produit en cours de laminage.

  
On observe cette intersection au moyen d'un miroir octogonal tournant qui a pour rôle d'amener successivement dans le champ du détecteur tous les points de l'intersection éclairée. Le récepteur est constitué d'une rangée de 500 photodiodes avec une fréquence de commutation de 1 MHz d'

  
 <EMI ID=20.1>   <EMI ID=21.1> 

  
 <EMI ID=22.1> 

  
l'intersection par seconde, on peut en déduire qu'au cours d'une scrutation, le récepteur effectuera 20 balayages et par conséquent, le récepteur fournira une coordonnée de chacun des 20 points de la dite intersection ainsi déterminés. La deuxième coordonnée de chacun de ces points est fournie par la position angulaire du miroir tournant.

  
2. L'émetteur projette un rayonnement sous la forme d'un plan

  
lumineux modulé en amplitude et éclairant toute l'intersection du produit -en cours de laminage. On observe cette intersection au moyen d'un miroir tournant comme dans le cas 1 ci-dessus. Le récepteur est constitué d'une diode PIN à barrière Schottky dont les indications ont la forme d'un signal continu.

  
3. L'émetteur projette.un rayonnement lumineux sous la forme

  
 <EMI ID=23.1> 

  
gonal tournant, permet de scruter toute la section transversale du produit laminé.

  
Le récepteur est constitué d'une rangée de photodiodes et devant ce récepteur est placé un objectif à lentille cylindrique permettant au rayonnement retransmis, d'atteindre le récepteur quelle que soit la position du rayonnement émis.

  
4. L'émetteur projette un rayonnement lumineux sous la forme

  
d'un faisceau directif qui se déplace parallèlement à luimême sous l'action d'un miroir tournant et éclaire successivement tous les points de la section transversale à déterminer. Le récepteur est un élément sensible à détection bidimensionnelle, par exemple une diode PIN à barrière Schottky, c'est-à-dire une surface sensible permettant de déterminer les deux coordonnées d'une image tombant sur elle. L'image de la section transversale à déterminer est décrite sur cet  <EMI ID=24.1>  dont les coordonnées sont fournies par l'élément sensible

  
lui-même. &#65533; 

REVENDICATIONS

  
1. Procédé pour déterminer la forme et les dimensions d'une section transversale d'un objet, et en particulier d'un produit laminé en cours de laminage, par exemple une tôle ou une poutrelle, caractérisé en ce que l'on envoie un rayonnement de forme adéquate sur le dit objet, en ce que l'on détecte au moyen d'un récepteur de forme appropriée la partie

  
du rayonnement retransmise par le dit objet en direction du dit récepteur, en ce que l'on scrute la dite section transversale

  
au moyen d'un élément de déflection provoquant la mobilité des champs d'émission et/ou de réception, er ce que l'on synchronise l'orientation des champs émetteurs et récepteurs pour maintenir en permanence le rayonnement retransmis dans le champ d'observation du récepteur, en ce que l'on détermine les coordonnées des points de la dite section transversale eL en ce que l'on traite ces coordonnées pour en déduire la forme et les dimensions de cette section transversale.

Claims

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement envoyé sur l'objet dont on veut déterminer la section transversale a la forme d'un faisceau directif, par exemple un faisceau laser, qui scrute la dite section transversale point par point, en se déplaçant par exemple parallèlement à lui-même sous l'action d'un élément de déflection situé dans le circuit d'émission.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux coordonnées de chaque point de la section transversale scrutée par un faisceau directif sont déterminées au moyen des indications fournies par un récepteur à deux dimensions. � . 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détermine une des deux coordonnées de chaque point de la section transversale de l'objet au moyen des indications fournies par un récepteur dit "à une dimensionN, c'est-à-dire dont une dimension, par exemple la longueur,est grande par rapport à une autre dimension, par exemple la largeur, l'autre coordonnée étant fournie par la position de 1' élément optique mobile situé dans le circuit d'émission.

5. Procéda suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les indications fournies par le récepteur ont la forme d'un signal discontinu ou de préférence continu.

6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'on dirige vers le récepteur, le rayonnement retransmis par l'objet, quelle que soit la position du rayon émis, en plaçant devant le dit récepteur un objectif à lentille cylindrique fixe de forme appropriée.

7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement envoyé sur l'objet dont on veut déterminer la section transversale a la forme d'un plan non modulé en amplitude dont l'intersection avec l'objet constitue <EMI ID=25.1>

toute cette section de l'objet.

8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'on observe la section transversale de l'objet au moyen d'un élément de déflection mobile qui fait défiler le champ d'observation du récepteur -successivement devant tous les points de cette section transversale.

9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l'on détermine les deux

<EMI ID=26.1>

objet, au moyen des indications fournies par le récepteur,ces indications ayant la forme d'un signal discontinu, l'autre coordonnée étant déterminée par la position de l'axe optique mobile situé dans le circuit de réception.

10. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement envoyé sur l'objet dont on veut déterminer la section transversale a la forme d'un plan modulé en amplitude dont l'intersection avec l'objet constitue la dite section transversale, ce plan éclairant à certains moments toute cette section de l'objet.

11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'on observe la section transversale de l'objet au moyen d'un élément de déflection mobile qui fait défiler le champ d'observation du récepteur successivement devant tous les points de cette section transversale.

12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'on détermine l'une des deux coordonnées de chaque point de la section transversale de l'objet au moyen des indications fournies par le récepteur, ces indications ayant la forme d'un signal continu, l'autre coordonnée étant déterminée

<EMI ID=27.1>

de réception.

13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que, dans le cas où les circuits d'émission et de réception comprennent chacun un axe optique mobile, on maintient le rayonnement retransmis par l'objet dans le champ d' observation du récepteur grâce à la synchronisation des mouvements des dits axes mobiles.

14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que, si la mobilité des axes optiques consiste

en une rotation de miroirs autour dea points fixes, une telle synchronisation est réalisée en faisant tourner ces éléments à la même vitesse et en sens inverses.

15. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit dans l'une ou l'autre des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte :

a) une source d'émission d'un rayonnement optique, b) des éléments optiques destinés a assurer l'acheminement du dit rayonnement optique sur l'objet dont on veut déterminer la section transversale, c) un récepteur destiné à détecter le rayonnement retransmis <EMI ID=28.1>

nées des points de la section transversale du dit objet.

d) des éléments optiques destinés à assurer l'acheminement de la partie du rayonnement retransmise par l'objet jusqu'au récepteur, e) au moins un élément optique déflecteur situé dans le circuit d'émission et/ou de réception et destiné à synchroniser les trajectoires du rayonnement émis et du rayonnement retransmis, f) des moyens pour fournir la deuxième coordonnée des points de la section transversale à déterminer, lorsque celle-ci n'est pas déterminée par le récepteur,

g) des moyens pour visualiser ou pour exploiter les coordonnées des points de la section transversale à déterminer, par exemple une table traçante, un tube cathodique ou encore un calculateur programmé de manière à extraire les valeurs caractéristiques de la forme ainsi que les dimensions de la section transversale.

16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que l'élément optique déflecteur faisant partie du circuit d'émission et/ou de réception est un miroir polygonal ou un miroir plan oscillant,/!/ 17. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que l'élément optique déflecteur faisant partie du circuit d'émission et/ou de réception est un composant optoacoustique piloté par un signal à basse fréquence.

18. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que les moyens pour fournir la deuxième coordonnée des points de la section transversale à déterminer sont constitués par un capteur de mesure de la position de l'axe optique mobile faisant partie du circuit d'émission et/ou de réception.

19. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que, si le récepteur est destiné à fournir une des deux coordonnées des points de

la section transversale à déterminer, ce récepteur est constitué d'une série de photodiodes dont l'indication a la forme d'un signal discontinu ou bien d'une photodiode PIN à barrière Schottky (photopotentiomètre à une dimension) dont l'indication a la forme d'un signal discontinu.

20. Dispositif suivant la revendication 19, caractérisé en ce que, dans le cas où plusieurs photodiodes du récepteur sont excitées,la photodiode médiane fournit le signal à considérer.

21. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 15 à 18, caractérisé en ce qre, si le récepteur

<EMI ID=29.1>

objet est destiné à fournir les deux coordonnées des points de

<EMI ID=30.1>

surface sensible à deux dimensions et est constitué par exemple d'un photopotentiomètre à deux dimensions.fil 22. Dispositif suivant l'une ou l'autre des

<EMI ID=31.1>

<EMI ID=32.1>

ment retransmis par l'objet jusqu'au récepteur est constitué d'un objectif à lentille cylindrique situé devant le dit ré-

<EMI ID=33.1>