ES2379257T3 - Procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente (3), en el cual con una primera fuente de radiación (1) se irradia un volumen parcial (2) del material (3), en el cual con una segunda fuente de radiación (5) se acopla luz en el material (3) de tal manera que en el caso de una transición de la luz de la segunda fuente de radiación (5) desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de irradiación con respecto a la perpendicular a la superficie es más grande que el ángulo límite de la reflexión total y el camino de la luz pasa por el volumen parcial (2), y en el que se reconoce un defecto existente en el volumen parcial (2), caracterizado porque se detectan a) la luz de la segunda fuente de radiación (5) que ha sido dispersada por el defecto, b) una absorción que ha sido provocada por el defecto, en el campo claro de la primera fuente de radiación (1), y c) una desviación de la luz de la primera fuente de radiación (1) que ha sido provocada por el defecto.
Description
Procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente
El invento se refiere a un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, de acuerdo con el concepto genérico de la reivindicación independiente 1. El invento sirve para la determinación de la calidad óptica y para la detección de defectos existentes en un material transparente, y ciertamente en un material sólido, tal como en particular vidrio o materiales sintéticos, tales como por ejemplo los de poli(cloruro de vinilo) (PVC), polipropileno (PP), polietileno (PE) u otros materiales termoestables, elastómeros o termoplásticos transparentes. Se prefiere especialmente el uso de este invento para la investigación acerca de la calidad de un vidrio plano y de un vidrio de flotación.
El documento de solicitud de patente internacional WO 99/49303 describe un procedimiento y un dispositivo para la detección de defectos existentes en un vidrio plano. En este caso, una cámara observa una mancha en el límite de un dispositivo de iluminación dividido en dos partes. La división en dos partes se realiza mediante el recurso de que una de las mitades del dispositivo de iluminación están previstos unos LED (diodos electroluminiscentes) rojos y en la otra mitad están previstos unos LED verdes. Entre el dispositivo de iluminación y la cámara se encuentra un vidrio plano que se mueve relativamente. Si en el vidrio plano se encuentra un defecto que desvía a los rayos, tal como por ejemplo una burbuja suficientemente grande, entonces este defecto desvía a los rayos que conducen desde la disposición de iluminación hasta la cámara. De esta manera, una cantidad modificada de luz roja o respectivamente de luz verde llega a la cámara sensible a una longitud de onda, de modo tal que se genera una señal de desviación. De esta manera, el dispositivo puede detectar defectos que desvían a los rayos. Además, la señal de campo claro se usa también con el fin de medir la magnitud del correspondiente defecto que desvía a los rayos.
La publicación de patente japonesa H 10-339795 enseña la detección de defectos existentes en un vidrio plano mediante el recurso de que unos rayos de luz paralelos se acoplan oblicuamente con respecto a la arista lateral del vidrio plano. Mediante este modo de efectuar el acoplamiento se llega en el interior del material de vidrio en forma de banda a una reflexión total, de manera tal que la luz se desplaza desde un lado del vidrio plano hacia el otro. Si en el interior del vidrio plano se encuentra un defecto del vidrio, tal como por ejemplo una inclusión, un nudo o una burbuja, entonces la luz acoplada dentro del volumen es dispersada. La luz dispersada es determinada por un detector.
El documento de solicitud de patente alemana DE 102 21 945.1 del 15.05.2002 divulga un procedimiento similar al anterior, en el cual un rayo láser es acoplado lateralmente en un vidrio plano, y ocurriendo que el rayo de luz se desplaza en el interior, como consecuencia de una reflexión total, hacia el otro lado de la banda de vidrio plano. En este caso, el rayo láser es acoplado a la arista lateral del vidrio plano a través del agua en el vidrio. De esta manera se supera la desventaja de que en el caso de un vidrio de flotación no está presente ninguna geometría definida de las aristas, y de que, a diferencia de la solicitud de patente japonesa mencionada con anterioridad, resulta posible sólo con dificultades, acoplar de una manera definida una radiación lateralmente con respecto a la arista lateral.
El invento se basa en el problema técnico de perfeccionar un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, de tal manera que se aprovechen solamente las señales procedentes del volumen para el reconocimiento de los defectos y la determinación de sus tamaños.
A partir del Patent Abstracts of Japan, (Resúmenes de patentes del Japón) tomo 1997, nº 2 o respectivamente a partir del documento de patente japonesa JP 8 261 953 A se conoce un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, en el que con una primera fuente de radiación se irradia un volumen parcial definido del material, y en el que con una segunda fuente de radiación se acopla luz en el material de tal manera que la luz discurre a través del mencionado volumen parcial exclusivamente en el interior del material, y en el que se reconoce un defecto existente en el volumen parcial.
Otro procedimiento y un dispositivo para la detección de defectos existentes en un vidrio plano se conocen además de esto a partir del documento WO 99/49304 A.
El invento se basa en el problema técnico de perfeccionar un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, de manera tal que se aprovechen solamente señales procedentes del volumen para el reconocimiento de los defectos y la determinación de sus tamaños.
La solución para este problema técnico se efectúa mediante las características de la reivindicación independiente 1. Unos perfeccionamientos ventajosos se indican mediante las reivindicaciones subordinadas.
Esta solución se basa en el reconocimiento de que las actuales restricciones en la utilidad del procedimiento de campo claro para el reconocimiento de defectos existentes en materiales transparentes tienen su causa en el hecho de que con este método de medición no se puede llevar a cabo ninguna separación espacial de los defectos Así,
hasta ahora no se podía diferenciar si la respectiva señal de campo claro, que en el marco de esta solicitud podría ser definida como la señal, cuya intensidad es proporcional a la disminución (local) de la intensidad en el campo claro como consecuencia de la absorción, tiene su causa en un defecto que tiene en el volumen o por el contrario sobre la superficie. En este sentido, la absorción en el campo claro puede ser causada por unos defectos existentes dentro del vidrio, o sino también por unos defectos, tales como por ejemplo una suciedad, que están sobre la superficie del vidrio. Estos dos casos no pudieron ser diferenciados hasta ahora.
Basándose en este reconocimiento, la idea del invento consiste en combinar el procedimiento de campo claro con un segundo procedimiento que, condicionado por su principio, solamente puede ser sensible a defectos existentes en el volumen. En este caso se tiene cuidado de que por ambos procedimientos se examine solamente el mismo volumen parcial del material transparente, de manera tal que esté asegurado que ambos procedimientos puedan detectar los mismos defectos. Mediante una combinación de ambos procedimientos, es posible ensayar y comprobar la coincidencia de una señal de campo claro y de una señal del segundo procedimiento, y poder afirmar, en el caso de existir esta coincidencia, que la causa de la señal de campo claro se puede encontrar en el interior del material. Sin ninguna coincidencia, el defecto no se encuentra en el volumen, sino sobre la superficie, y en la mayor parte de los casos se trata de efectos de suciedad.
Basándose en las consideraciones anteriores, el procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente prevé que con una primera fuente de radiación un volumen parcial definido del material sea sometido a una iluminación en campo claro y que con una segunda fuente de radiación se acople luz en el material, de tal manera que, en el caso de una transición de la luz de la segunda fuente de radiación (5) desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de incidencia de la radiación con respecto a la perpendicular a la superficie es mayor que el ángulo límite de la reflexión total y el camino de la luz pasa por el volumen parcial, y en el que un defecto existente en el volumen parcial es reconocido por el hecho de que se detectan la absorción provocada por el defecto existente en el campo claro en el campo claro de la primera fuente de radiación y la luz de la segunda fuente de radiación que ha sido dispersada por el defecto. La señal causada por la luz dispersada será designada en este caso a continuación como señal de luz dispersada.
La solución se basa además en el reconocimiento de que unos procedimientos que desvían a los rayos para la determinación de defectos existentes en un material transparente, es decir unos procedimientos en los cuales el material transparente es irradiado (iluminado) desde fuera y los defectos desvían a la luz incidente, tampoco pueden diferenciar si la desviación de los rayos tiene su causa sobre la superficie del material o en el interior del material.
Refiriéndose a las explicaciones del antepenúltimo párrafo, la idea del invento consiste además en combinar un procedimiento, que usa una desviación de los rayos, con un segundo procedimiento, que responde exclusivamente a defectos existentes en el interior del material o, dicho con otras palabras, en el volumen.
El procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente prevé por lo tanto, además, que con una primera fuente de radiación se irradie (ilumine) un volumen parcial definido del material y que con una segunda fuente de radiación se acople luz en el material de tal manera que, en el caso de una transición de la luz de la segunda fuente de radiación (5) desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de incidencia con respecto a la perpendicular a la superficie es mayor que el ángulo límite de la reflexión total y el camino de la luz pasa por el volumen parcial, y en el que un defecto existente en el volumen parcial es reconocido por el recurso de que se detectan tanto la luz dispersada por el defecto como también la desviación de la luz de la primera fuente de radiación, que ha sido provocada por el defecto.
La señal en el detector de radiación, causada por la luz desviada, se designará en lo sucesivo como señal de desviación.
Los dos procedimientos más arriba mencionados se pueden realizar de un modo alternativo o acumulativo.
Resumiendo, la solución del problema técnico antes mencionado consiste por consiguiente en un procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, en el que con una primera fuente de radiación se irradia (ilumina) un volumen parcial definido del material, y en el que con una segunda fuente de radiación se acopla luz dentro del material de tal manera que, en el caso de una transición de la luz de la segunda fuente de radiación (5) desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de irradiación con respecto a la perpendicular a la superficie sea mayor que el ángulo límite de la reflexión total y que el camino de la luz pase por el volumen parcial, y en el que un defecto existente en el volumen parcial se reconoce mediante el recurso de que se detectan
a) tanto la luz de la segunda fuente de radiación, que ha sido dispersada por el defecto, como también b) la absorción que ha sido provocada por el defecto en el campo claro de la primera fuente de radiación, y c) la desviación de la luz de la primera fuente de radiación, que ha sido provocada por el defecto.
Un dispositivo apropiado para la realización del procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente, tiene una primera fuente de radiación para la iluminación de un volumen parcial definido o respectivamente establecido previamente del material transparente, un detector para el registro de la luz que procede del volumen parcial mencionado, y una segunda fuente de radiación, que está dispuesta con respecto al material de tal manera que en el referido volumen parcial el correspondiente camino de la luz transcurre exclusivamente en el interior del material.
Con la luz de la segunda fuente de radiación que ha sido dispersada junto a defectos existentes en el material, está asociado un detector. Éste puede ser idéntico al detector que registra la luz de la primera fuente de radiación, o puede ser diferente de éste.
Está previsto que el campo claro sea medido de un modo resuelto en un sitio. En este caso se puede determinar el tamaño del defecto que se encuentra en el volumen. Esto tiene una gran importancia en el control de la calidad en la fabricación de vidrio, puesto que en tal caso se trata cada vez más de permitir solamente pequeños defectos para productos altamente valiosos. Así, por ejemplo, en el caso de la fabricación de un vidrio para TFT, que encuentra utilización para pantallas planas de imágenes de televisión, es crecientemente necesario excluir defectos que tengan un diámetro mayor que 50 μm. En la fabricación la especificación consiste, en este sentido, en que se puede admitir solamente un cierto número definido de defectos con un diámetro mayor que 50 μm. A través del número de las señales de coincidencia se puede sacar en este sentido la conclusión de si el producto producido cumple estos requisitos.
Para la determinación del tipo de defecto, es posible aprovechar la relación de la señal de campo claro a la señal de luz dispersada. Si mediante el procedimiento conforme al invento se ilumina por ejemplo una burbuja existente en el volumen, entonces se llega al dispersamiento de la luz en la parte de la burbuja situada por el lado de salida de los rayos. En el caso de una inclusión, por el contrario, se llega solamente a un dispersamiento por un lado de la inclusión y se genera también en conjunto, a igualdad del tamaño del defecto, menos luz dispersada. En este sentido se puede establecer diferencia, a través de la mencionada relación de señales, si se trata de una inclusión o de una burbuja. También la relación de la señal de desviación a la señal de luz dispersada se puede aprovechar en este sentido para la determinación del tipo de defecto. Tomando en consideración otros defectos que se encuentran en el material transparente, esto se puede generalizar. En el caso de otras investigaciones adicionales de los autores del invento, se mostró que cada tipo de defecto dispone de una descripción del carácter de radiación tridimensional inherentemente característico, de manera tal que continuando a través de esta descripción del carácter de radiación se puede llevar a cabo una tipificación de los defectos determinados.
Es favorable que la segunda fuente de radiación emita una luz monocromática, es decir que sea un dispositivo de láser. En este caso se puede acoplar con especial facilidad luz a través de la arista lateral en un vidrio plano en forma de banda. Además, esto tiene la ventaja de que está a disposición una alta intensidad de la luz. En el caso de un vidrio plano, que hubiera sido iluminado por ejemplo con una lámpara halógena, habría que contar con que la intensidad de la luz acoplada como consecuencia de la absorción disminuya fuertemente hacía el centro de la banda, en el caso de banda ancha de 1,2 m, por ejemplo hasta un 5 % del valor acoplado en el borde, de manera tal que en el caso de una evaluación es necesaria una costosa compensación por cálculo, si se quiere valorar correctamente, a partir de la luz dispersada detectada, el tamaño de los sitios con defectos a lo largo de toda la anchura de la banda. Sin embargo, un dispositivo de láser tiene el potencial de que, en el caso de un procedimiento conforme al invento, se presente todavía suficiente intensidad después de un tramo de camino, correspondientemente recorrido, de la luz.
Una ventajosa utilización del procedimiento se establece cuando la respectiva radiación es acoplada en un vidrio plano en forma de banda, y éste se investiga de un modo correspondiente para descubrir defectos. Este vidrio plano, condicionado por la producción, es movido con relación a las fuentes de radiación, y ciertamente con unas velocidades de avance de 10 m/min, por lo que por cada minuto, a causa de la anchura de la placa, se pueden examinar aproximadamente 26 m2. El espesor de tales vidrios está situado típicamente entre 0,4 y 1,1 mm.
Cuando la segunda fuente de radiación emite en la región verde de las longitudes de onda o respectivamente emite una luz verde, la absorción en el caso de vidrios técnicos resulta especialmente pequeña, puesto que éstos tienen impurezas que contienen hierro con un mínimo de absorción en la referida región verde de las longitudes de onda. Por consiguiente, es ventajoso que la frecuencia de emisión de un dispositivo de láser eventualmente escogido sea de 532 nm.
Cuando la segunda fuente de radiación emite una luz roja, se establece una absorción especialmente pequeña en el caso de vidrios ópticos. Para estos casos se aconsejan como fuente de radiación un dispositivo de láser de helio y neón o unos LED que emiten en la región roja de las longitudes de onda o un láser de diodos. Generalizando, es favorable escoger la longitud de onda de tal manera que ella sea absorbida lo menos que sea posible por el material.
En unos experimentos se ha manifestado como ventajoso que la luz acoplada por la segunda fuente de radiación junto al borde del material sea aproximadamente 10 veces tan alta como en el centro. Así, en el caso de unos 4 10
experimentos con una luz acoplada en un vidrio plano se comprobó que, en el caso de una absorción, que tiene lugar irremisiblemente en el vidrio, no constituye ninguna solución compensar la debilitación de la luz de una manera sencilla mediante un aumento de la intensidad acoplada. Más bien se llegó de modo acrecentado a señales parásitas, que presumiblemente tenían su causa en una suciedad existente sobre la superficie del vidrio. En este sentido, la suciedad existente sobre la superficie “relucía” y conducía a dificultades en el caso de la elaboración de las señales. En este sentido, la mencionada relación de intensidades constituye un buen equilibrio entre una intensidad suficientemente alta, por un lado, y unas señales parásitas suficientemente pequeñas, por otro lado. Con el fin de ajustar esta relación de intensidades, la longitud de onda se puede adaptar al respectivo material, puesto que la absorción con diferentes longitudes de onda experimenta modificaciones de un modo dependiente del material. De una manera alternativa o acumulativa, la relación de intensidades se puede llevar a cabo también mediante un enfoque modificado de la luz láser acoplada.
Con el fin de garantizar que la luz de la segunda fuente de radiación en el volumen parcial que se ha de examinar discurra exclusivamente en el interior del material, la luz de la segunda fuente de radiación es acoplada de tal manera que ella es reflejada totalmente en el interior. Esto puede efectuarse mediante el recurso de que la luz es acoplada oblicuamente con relación al lado superior o inferior del material, y ciertamente de tal manera que, en el caso de una subsiguiente transición de la luz desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de irradiación con respecto a la perpendicular a la superficie sea mayor que el ángulo límite de la reflexión total. Alternativamente, la luz de la segunda fuente de radiación puede ser acoplada también oblicuamente con relación a la arista lateral del material. Este modo de proceder es apropiado en particular en el caso del examen de un vidrio plano o de un vidrio de flotación, siendo la luz, por así decir, capturada en el interior, igual a como en una fibra conductora de luz (= fibra óptica). Al mismo tiempo, con esto no solamente se puede examinar un pequeño volumen parcial, sino que se puede examinar a lo largo de toda la anchura del vidrio plano para descubrir defectos. Correspondientemente, el pertinente dispositivo debe de ser de una índole tal que él explore no solamente un pequeño volumen parcial, sino un gran número de volúmenes parciales oblicuamente con relación a la dirección de avance del vidrio plano.
Cuando se debe de examinar un vidrio de flotación con el procedimiento conforme al invento para descubrir defectos, este vidrio de flotación no pone a disposición en sus bordes ninguna geometría definida de las aristas, que se puede aprovechar con el fin de acoplar luz de la segunda fuente de radiación oblicuamente con relación a la arista lateral. En este sentido, es favorable que entre la segunda fuente de radiación y el vidrio de flotación este dispuesto un líquido transparente, de tal manera que la luz de la segunda fuente de radiación sea acoplada en la banda a través de un líquido transparente, tal como por ejemplo agua. Mediante el líquido transparente, que está en contacto con los bordes irregulares, se compensan diferencias en la geometría y se consigue de un modo digno de confianza el acoplamiento de la luz láser.
Cuando ambas fuentes de radiación emiten una luz pulsante, emitiendo una de las fuentes de radiación exclusivamente en las pausas de los impulsos de las otras fuentes de radiación, se puede emplear un único detector para la detección de los defectos existentes en el material transparente. Así, a través de la radiación de la primera fuente de radiación se registra el campo claro, se detecta de un modo desfasado cronológicamente para encontrar correspondientes señales de luz dispersada, y esto se realiza de modo alternante. Puesto que por otro lado se ensaya en cuanto a la coincidencia de ambas señales, se entiende sin necesidad de más consideraciones que la velocidad de avance del material tiene que ser adaptada a la correspondiente duración de los impulsos de las fuentes de radiación, con el fin de garantizar que ambas fuentes de radiación iluminen a través del mismo volumen parcial. De modo correspondiente está previsto un sistema electrónico que regula a las dos fuentes de radiación, por regla general una unidad multiplexadora, que está estructurada de tal modo que las fuentes de radiación emiten exclusivamente de un modo desfasado cronológicamente.
Condicionado por el principio, el procedimiento propuesto es capaz de indicar una coincidencia solamente cuando en el campo claro se comprueba una absorción de radiación. Si esta absorción resulta demasiado pequeña o ella incluso no está presente, entonces no se puede encontrar este correspondiente defecto. En tales casos, es posible, sin embargo, eventualmente detectar estos defectos mediante el recurso de que se ensaya sobre el efecto desviador de los rayos provocado por él al efectuar una iluminación. Si se lleva a cabo una iluminación de campo claro en transmisión, es decir que el medio transparente se encuentra situado entre la cámara y el dispositivo de iluminación, entonces, en el caso de un defecto que desvía a los rayos, la luz que incide sobre él es desviada y llega a un detector en otro sitio distinto que sin un efecto que desvía a los rayos.
Con el fin de registrar una tal desviación de los rayos, la primera fuente de radiación puede estar estructurada en una forma dividida en dos partes y puede emitir luz con dos diferentes densidades o colores. Si, por ejemplo, se emiten dos colores, p.ej. el rojo y el verde, entonces el efecto desviador de los rayos del defecto conduce a que ahora incida en el detector una cantidad modificada de luz roja o respectivamente verde. Si, seguidamente, con cualquier color de la luz se asocia una señal de tensión eléctrica U1 y respectivamente U2 en el detector, se llega de modo correspondiente, en el caso de una desviación de los rayos, a una modificación de estas tensiones eléctricas U1 y respectivamente U2. Como medida de la desviación se puede aprovechar la diferencia de las dos tensiones eléctricas.
Alternativamente a esto se puede aprovechar la relación
La amplitud de Upos es entonces una medida de la intensidad de la desviación de un defecto.
Mediante el registro adicional de defectos que desvían a los rayos, se registran según la técnica de mediciones, por consiguiente en total más tipos de defectos y aumenta la seguridad al efectuar el registro de defectos con un tamaño máximo que es todavía aceptable en el proceso de fabricación.
También es posible elaborar simultáneamente una señal de luz dispersada, una señal de desviación de los rayos y una señal de campo claro. De esta manera, se pueden reconocer unos defectos que desvían a los rayos sobre la superficie y se desechan para el examen de la calidad del material. Si estas tres señales aparecen en coincidencia, entonces esto significa que se puede registrar un defecto procedente del volumen, que desvía a los rayos y que absorbe a los rayos, y en particular se puede registrar en cuanto a su tamaño. La circunstancia de que este defecto es también desviador de los rayos, permite una tipificación más amplia y refinada de los defectos, como más arriba se ha dicho.
La puesta a disposición de los diferentes colores para las dos partes de las primeras fuentes de radiación puede efectuarse mediante el recurso de que en ambas partes están asociados unos LED de diferentes colores. Entonces, esta luz puede ser detectada con una cámara con CCD (dispositivo de carga acoplada).
Es posible registrar la luz dispersada, por un lado, y la radiación desviada y/o la señal de campo claro, por otro lado, con diferentes detectores.
Con el fin de mantener pequeño el gasto en aparatos, es ventajoso que ambas fuentes de radiación emitan de un modo pulsante, de tal manera que la primera fuente de radiación sea preferiblemente una fuente de radiación pulsante. En combinación con una segunda fuente de radiación pulsante, por ejemplo un láser que trabaja de modo pulsante, entonces se puede asegurar que una fuente de radiación emita exclusivamente en las pausas entre impulsos de la otra fuente de radiación. Para esto, el dispositivo posee un sistema electrónico que regula a las dos fuentes de radiación, el cual está estructurado de tal manera que las dos fuentes de radiación emitan exclusivamente de un modo desfasado cronológicamente.
Si, como más arriba se ha expuesto, se escoge una primera fuente de radiación dividida en dos partes, entonces esto corresponde al caso de tres fuentes luminosas. Una de las fuentes luminosas emite en este sentido en la pausa común entre impulsos de las otras dos fuentes luminosas.
Para la elaboración de las señales detectadas, está prevista además una unidad de evaluación para la comprobación de la señal de campo claro, de la señal de luz dispersada y de la señal de desviación.
Seguidamente se debe de explicar el invento con mayor detalle con ayuda de un ejemplo de realización.
La Fig. 1 muestra en un modo de representación esquemático el procedimiento conforme al invento, en el cual una primera fuente de radiación 1 es irradiada con una longitud de onda !1 desde por debajo de un cuerpo de vidrio en forma de plancha 3. Después del segundo paso de la luz a su través, ella llega al detector 4. La fuente de radiación registra en este caso en el interior del material de vidrio 3 un volumen parcial 2.
Adicionalmente, sobre la pieza de vidrio 3 incide a lo largo de la arista lateral de la plancha de vidrio 3, mediante la segunda fuente de radiación 5, una luz que tiene la longitud de onda !2. La luz de la segunda fuente de radiación es dispersada parcialmente en este caso junto al volumen parcial 2 previamente establecido, lo cual se indica mediante la flecha dirigida lateralmente hacia la izquierda. La plancha de vidrio 3 se mueve lateralmente desde la izquierda hacia la derecha con la velocidad v.
La Fig. 2 muestra de nuevo la plancha de vidrio 3, esta vez con una fuente luminosa en forma de varilla 1, que emite luz con la longitud de onda !1 perpendicularmente al lado inferior de la plancha. Adicionalmente, una radiación con la longitud de onda !2 llega a una zona 5 de la arista lateral. El acoplamiento se efectúa de tal manera que la luz con la longitud de onda !2 es reflejada totalmente en el interior, lo cual es indicado por la línea en zigzag. La luz reflejada en total es dispersada parcialmente en este caso junto al mencionado volumen parcial 2 y llega al detector 4. La porción de luz no dispersada sale desde el vidrio a través de la superficie 6 en el otro extremo de la plancha de vidrio
3.
La Fig. 3 muestra un dispositivo similar al de la Fig. 2, en el que, a diferencia de aquél, la unidad de iluminación 1 está dividida en dos partes. Él tiene una primera zona 1’ y una segunda zona 1’’. Ambas zonas tienen unos LED rojos que emiten alternativamente luz. La cámara con CCD 4 enfoca sobre el volumen parcial en el vidrio 3. En la prolongación de esta dirección, por consiguiente, el detector 4 registra una parte de la superficie del dispositivo de
5 iluminación 1, que irradia luz de un modo rítmico, junto al límite entre las zonas 1’ y 1’’.
La Fig. 4 muestra en una representación de principio un defecto reconocido en forma de una burbuja. La estructura grande y aproximadamente con forma ovoide se obtiene a través de evaluaciones de la absorción en el campo claro. El chip del CCD detecta de manera alternante, una tras de otra, a la luz del LED 1 y a la luz del LED 2, a saber 7’, 8’, 7’’, 8’’, 7’’’, 8’’’, 7’’’’, 8’’’’. El LED 1 representa en este caso la luz de la primera zona 1' de la disposición de
10 iluminación 1, y el LED 2 representa la luz de la segunda zona 1".
De manera adicional, lateralmente de derecha hacia izquierda, se acopló luz con la longitud de onda !2 a través de la arista. Esta luz junto a la arista atravesó la burbuja de derecha hacia izquierda y condujo al dispersamiento en la zona por el lado de la salida de los rayos.
La cadencia del láser fue adaptada en este caso a la sincronización de las zonas 1’ y 1’’. La sincronización realizada
15 está representada mediante la Fig. 5. De manera alternante una tras de otra, la primera zona 1’, luego la segunda zona 1’’ y luego el láser emitían la correspondiente luz. Una de las fuentes de luz emitía en este sentido en cada caso en la pausa común entre impulsos de las otras dos fuentes de luz. El único detector registraba en la zona de dispersión, una tras de otra, la luz 9’ del láser, la luz 7’‘ del LED 1, la luz 9’’ del láser, la luz 8’’’ del LED 2, la luz 9’’ del láser 7’’’ del LED 1, y así sucesivamente.
Claims (12)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Procedimiento para el reconocimiento de defectos existentes en un material transparente (3), en el cual con una primera fuente de radiación (1) se irradia un volumen parcial (2) del material (3), en el cual con una segunda fuente de radiación (5) se acopla luz en el material (3) de tal manera que en el caso de una transición de la luz de la segunda fuente de radiación (5) desde el material transparente hacia el aire, el ángulo de irradiación con respecto a la perpendicular a la superficie es más grande que el ángulo límite de la reflexión total y el camino de la luz pasa por el volumen parcial (2), y en el que se reconoce un defecto existente en el volumen parcial (2), caracterizado porque se detectan
a) la luz de la segunda fuente de radiación (5) que ha sido dispersada por el defecto, b) una absorción que ha sido provocada por el defecto, en el campo claro de la primera fuente de radiación (1), y c) una desviación de la luz de la primera fuente de radiación (1) que ha sido provocada por el defecto. -
- 2.
- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material (3) se mide de un modo resuelto en un sitio.
-
- 3.
- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la relación de la señal de campo claro o de la señal de desviación a la señal de luz dispersada se aprovecha para la determinación del tipo de defecto.
-
- 4.
- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado porque la segunda fuente de radiación (5) emite una luz monocromática.
-
- 5.
- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado porque la respectiva radiación es acoplada dentro de un vidrio plano en forma de banda (3).
-
- 6.
- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque la segunda fuente de radiación (5) emite una luz verde.
-
- 7.
- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda fuente de radiación (5) emite una luz con la longitud de onda de 532 nm.
-
- 8.
- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque la segunda fuente de radiación (5) emite una luz roja.
-
- 9.
- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado porque la intensidad de la luz acoplada por la segunda fuente de radiación (5) junto al borde del material es aproximadamente 10 veces tan alta como en el centro.
-
- 10.
- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 hasta 9, caracterizado porque la luz de la segunda fuente de radiación (5) es acoplada a través de un líquido transparente en el material (3).
-
- 11.
- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizado porque ambas fuentes de radiación (1,5) emiten una luz pulsante, y una de las fuentes de radiación emite exclusivamente en las pausas entre impulsos de la otra fuente de radiación.
-
- 12.
- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 11, caracterizado porque la primera fuente de radiación (1) está estructurada de manera dividida en dos partes, y emite luz con dos colores diferentes.
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