ES2823178T3 - Procedimiento para determinar la capacidad de recipientes de vidrio - Google Patents

Procedimiento para determinar la capacidad de recipientes de vidrio Download PDF

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Abstract

Procedimiento para determinar la capacidad de recipientes de vidrio (1), que comprende las etapas siguientes - adquirir por medio de un aparato de tomografía por rayos X asistido por ordenador (10) varias imágenes radiográficas (I) del recipiente bajo ángulos de proyección diferentes; - transmitir las imágenes radiográficas a una calculadora (17);analizar las imágenes radiográficas por la calculadora para construir un modelo numérico (M) del recipiente a partir de las imágenes radiográficas, caracterizado porque - las imágenes radiográficas (I) son adquiridas para un recipiente vacío para hacer aparecer sobre las imágenes radiográficas únicamente la materia del recipiente; - se determina el plano de instalación del recipiente que corresponde a la representación del plano de instalación mecánica sobre el que el recipiente reposa por su fondo; - las imágenes radiográficas son analizadas para: - determinar la superficie interna (Sf) del modelo numérico del recipiente; - posicionar un plano de nivel de llenado (Pn) sobre el modelo numérico del recipiente, paralelamente al plano de instalación y a una distancia nominal (Hn) de la cima del modelo numérico del recipiente; - medir por cálculo el volumen interno del modelo numérico del recipiente delimitado por la superficie interna (Sf) del modelo numérico y por el plano de nivel de llenado, siendo esta medida la capacidad de llenado (Cn) del recipiente.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para determinar la capacidad de recipientes de vidrio
La presente invención se refiere al campo técnico del control dimensional de recipientes en el sentido general de vidrio, y se refiere más particularmente a la medición de la capacidad de tales recipientes.
La capacidad o el contenido de un recipiente es el volumen de líquido mínimo que contiene si está lleno a ras del borde o hasta una altura determinada por debajo de la superficie del anillo del recipiente. Disposiciones reglamentarias o administrativas imponen conocer con precisión la capacidad de los recipientes. La capacidad real de los recipientes debe corresponden a la capacidad indicada sobre el recipiente que está grabada sobre el recipiente o inscrita sobre una etiqueta adjunta al recipiente.
Ciertas desviaciones del procedimiento de fabricación de los recipientes. A volumen de vidrio constante, si el volumen del molde aumenta por desgaste, el volumen interior del recipiente aumenta. A volumen del molde constante, si el volumen de vidrio aumenta, la capacidad del recipiente disminuye. De la misma manera, variaciones de forma (altura, ovalización del cuerpo, etc.) pueden tener una influencia sobre la capacidad de los recipientes. Para medir las características del volumen de los moldes, la patente FR 2717 574 enseña un procedimiento y un dispositivo de calibrado de la cavidad de un molde de vidrio.
Para medir la capacidad de los recipientes, se conoce, por ejemplo, una máquina comercializada por la Sociedad AGR international, Inc. (http://www.agrintl.com/products/view/10/Fill-HeightTester), que se basa en el principio del pesaje. Esta máquina comprende un mármol de pesaje sobre el que se apoya el recipiente vacío que reposa por su fondo, en equilibrio estático por gravedad sobre un plano de instalación horizontal. Este recipiente es llenado a continuación con un líquido de masa de volumen conocido hasta un nivel nominal considerado con relación al plano de apoyo delimitado por el mármol de pesaje. El llenado del recipiente al nivel nominal se realiza llenando el recipiente por encima del nivel nominal y retirando el volumen excesivo por una pipeta que se apoya sobre la superficie del anillo del recipiente de tal manera que el orificio de la pipeta se encuentra situado en el nivel nominal con relación al plano de apoyo. Esta máquina realiza por pesaje, a una temperatura conocida, la medición de la temperatura del líquido realmente contenido en el interior del recipiente y que corresponde a la capacidad efectiva del recipiente.
Un inconveniente de esta máquina se refiere a la duración para realizar esta medición. Además, esta máquina presenta el inconveniente de no poder realizar otras mediciones dimensionales, si éste no es el peso en vacío del recipiente. Esta máquina complementa también aparatos automáticos de control dimensional, del tipo óptico o por contacto, que no permiten medir la capacidad de los recipientes.
Se conoce igualmente por el documento US 2014/211980 un método y un aparato de rayos X para medir el volumen de un líquido que llena parcialmente una botella detectando principalmente la superficie del líquido en el interior de la botella. Si bien este método permite medir el volumen de un líquido en el interior de una botella, esta técnica no permite medir la capacidad real de una botella, por una parte, y según las condiciones normalizadas de medición, por otra parte.
La solicitud de patente US 2010/303287 describe un aparato de rayos X adaptado para determinar si un objeto contiene un líquido. Aunque tal documento permite medir el volumen de líquido contenido en el interior de una botella, la técnica descrita por este documento presenta los mismos inconvenientes que la solicitud de patente US 2014/211980.
La publicación Anthon Du Plessis : «CT News : The Stellenbosch CT scanner facility newsletter, vol. 2, n°1 » describe la posibilidad de determinar con la ayuda de un aparato de tomografía por rayos X, el volumen de líquido contenido en el interior de una botella. Este documento prevé a este efecto realizar un modelo numérico de cada elemento constitutivo de una botella que contiene un líquido y cerrado por un tapón, tales como los modelos del recipiente, del tapón o del líquido.
La presente invención trata de solucionar los inconvenientes del estado de la técnica proponiendo un procedimiento nuevo para determinar de manera precisa y rápida la capacidad de los recipientes de vidrio.
Otro objeto de la invención es proponer un procedimiento adaptado para determinar la capacidad de los recipientes, pero igualmente otras diversas mediciones dimensionales del recipiente con el fin de limitar la duración del ciclo de medición de los recipientes
Para alcanzar tales objetivos, el procedimiento según la invención comprende las etapas siguientes:
a) adquirir por medio de un aparato de tomografía por rayos X asistido por ordenador varias imágenes radiográficas del recipiente bajo ángulos de proyección diferentes;
b) transmitir las imágenes radiográficas a una calculadora;
c) analizar las imágenes radiográficas por la calculadora.
Según la invención, el procedimiento consiste en adquirir las imágenes radiográficas para un recipiente vacío para hacer aparecer sobre las imágenes radiográficas únicamente la materia del recipiente;
• se determina el plano de instalación del recipiente que corresponde a la representación del plano de instalación mecánica sobre el que el recipiente reposa por su fondo;
• las imágenes radiográficas son analizadas para:
i) construir un modelo numérico del recipiente a partir de las imágenes radiográficas;
ii) determinar la superficie interna del modelo numérico del recipiente;
(iii) posicionar un plano de nivel de llenado sobre el modelo numérico del recipiente, paralelamente al plano de instalación y a una distancia de la cima del modelo numérico del recipiente;
(iv) medir por cálculo el volumen interno del modelo numérico del recipiente delimitado por la superficie interna del modelo numérico y por el plano de nivel de llenado, siendo esta medida la capacidad de llenado del recipiente.
El procedimiento según la invención garantiza el respeto de las condiciones normalizadas de medición de la capacidad de un recipiente sin tener que llenar dicho recipiente por un líquido.
Además, el dispositivo según la invención puede comprender, además, en combinación con al menos una y/u otra de las características adicionales siguientes:
Para determinar el volumen del modelo numérico del recipiente:
a) se determina a partir de varias imágenes radiográficas del recipiente un conjunto completo de secciones de espesor dado, conteniendo cada punto de cada sección una medida de la densidad;
b) se determina en cada sección el contorno interno cerrado del recipiente como el límite de la zona de densidad igual a la del aire;
c) se determina un volumen interno para cada sección que corresponde al producto del espesor de la sección con la superficie del contorno cerrado;
d) se determina el volumen del recipiente como correspondiente al menos a la suma de los volúmenes internos de al menos una serie de secciones conexas.
Según esta variante de realización, el procedimiento consiste en:
a) adquirir las imágenes radiográficas del recipiente mientras el recipiente reposa por su fondo sobre un plano de instalación mecánica y realizar entre cada adquisición de una imagen radiográfica una rotación alrededor de un eje de rotación ortogonal al plano de instalación mecánica;
b) determinar secciones conexas entre sí, cada una de las cuales está delimitada por planos comunes paralelos al plano de instalación mecánica;
c) determinar el volumen interno del recipiente sumando los volúmenes internos de todas las secciones comprendidas entre el plano de instalación mecánica y el plano de nivel de llenado.
De manera ventajosa, el procedimiento consiste en determinar el volumen interno del recipiente sumando todas las secciones completas comprendidas entre el plano de instalación mecánica y el plano de nivel de llenado y añadiéndolo;
- cuando el nivel de llenado no pasa por un plano de una sección, el volumen de una sección extrema superior situada entre el plano de nivel de llenado y el plano común entre dicha sección extrema superior y la sección completa vecina;
- cuando el plano de instalación mecánica no pasa por un plano de una sección, el volumen interno de una sección extrema inferior situada entre el plano de instalación mecánica y el plano común entre dicha sección extrema inferior y la sección completa vecina, de manera que dicho volumen interno se encuentra delimitado por la superficie interna del fondo del recipiente.
Según otra variante de realización, para determinar el volumen interno del modelo numérico del recipiente:
a) se construye un modelo numérico tridimensional del recipiente;
b) se determina la superficie interna del modelo numérico tridimensional del recipiente como si fuera la superficie interna del recipiente;
c) se posiciona el plano de nivel de llenado que cierra la superficie interna del modelo numérico tridimensional del recipiente;
d) se mide por cálculo el volumen delimitado por la superficie interna del modelo numérico tridimensional y el plano de nivel de llenado, correspondiendo este volumen a la capacidad de llenado del recipiente.
Según esta variante:
a) se posiciona el modelo numérico tridimensional del recipiente instalado sobre su fondo sobre un plano de instalación virtual del espacio virtual considerado como horizontal por hipótesis;
b) se posiciona el plano de nivel de llenado paralelo al plano de instalación virtual, cerrando la superficie interna del modelo numérico tridimensional, a una distancia de la cima del modelo numérico tridimensional del recipiente.
Según un primer modo de realización, se posiciona el modelo numérico tridimensional del recipiente sobre el plano de instalación virtual para que por simulación de la gravedad, el modelo numérico tridimensional del recipiente llene virtualmente hasta el plano de nivel de llenado por un líquido de densidad determinada, se mantiene erguido en equilibrio estático sobre tres puntos de su fondo en contacto con el plano de instalación virtual.
Según otro modo de realización, se considera que el recipiente está instalado sobre el plano de instalación mecánica durante la adquisición de radiografías, el modelo numérico tridimensional del recipiente está instalado sobre el plano de instalación virtual que no es otro que la representación (virtual) del plano de instalación mecánica conocido. Dicho de otra manera, en este modo simplificado de realización, el plano de instalación virtual es la representación del plano de instalación mecánica en el espacio virtual. Se economiza de esta manera la etapa de simulación de la gravedad.
De manera ventajosa, la cima del modelo numérico tridimensional del recipiente se determina como:
a) el punto que pertenece al modelo numérico tridimensional, el más alejado del plano de instalación virtual; b) o el punto de intersección de un plano de superficie de anillo del modelo numérico tridimensional con un eje de simetría de dicho modelo, estando dispuesto el eje de simetría sensiblemente ortogonal al plano de instalación virtual y estando el plano de superficie del anillo definido como:
i. un plano que pasa por tres puntos de la superficie del anillo;
ii. o un plano medio de la superficie de anillo;
iii. o un plano posicionado en equilibrio estático sobre la superficie del anillo.
Puesto que para medir la capacidad nominal del recipiente, el plano de nivel de llenado está posicionado a una distancia nominal de la cima del modelo numérico tridimensional, incluso para medir la capacidad a ras de borde del recipiente, el plano de nivel de llenado está posicionado a una distancia cero de la cima del modelo numérico tridimensional.
Según otra característica ventajosa de la invención, el procedimiento consiste en construir un modelo numérico del recipiente a partir de las imágenes radiográficas con el fin de determinar al menos una característica dimensional de dicho modelo numérico del recipiente, diferente de su capacidad.
Por ejemplo, el procedimiento consiste en determina como características dimensionales del modelo numérico del recipiente, el espesor de la pared del recipiente, un diámetro exterior del cuerpo del recipiente, un diámetro interno del cuello del recipiente, la verticalidad del cuerpo o del cuello del recipiente, la planeidad de la superficie del anillo del recipiente.
Diversas otras características se deducen de la descripción siguiente con referencia a los dibujos anexos que muestran, a título de ejemplos no limitativos, formas de realización del objeto de la invención.
La figura 1 es una vista que muestra la medida de la capacidad de un recipiente.
La figura 2A es un vista esquemática que muestra un aparato de tomografía asistida por ordenador que permite el empleo del procedimiento de medición conforme a la invención y que comprende un sensor sensible a los rayos X de dimensiones superiores al tamaño del recipiente a inspeccionar.
La figura 2B es una vista esquemática que muestra un aparato de tomografía asistida por ordenador que permite el empleo del procedimiento de medición conforme a la invención y que comprende un sensor sensible a los rayos X de dimensiones inferiores al tamaño del recipiente a inspeccionar.
La figura 3 ilustra un ejemplo de un modelo numérico tridimensional de un recipiente obtenido por un aparato de tomografía.
La figura 4A ilustra un ejemplo de un modelo numérico de un recipiente obtenido por suma de secciones.
Las figuras 4B y 4C son vistas que explican la toma en consideración del volumen interno de la sección extrema inferior de un recipiente en función de la posición de la sección extrema.
La figura 4D es una vista que explica la toma en consideración del volumen de una sección de un recipiente que pasa por la perforación del recipiente.
El objeto de la invención se refiere a un procedimiento para determinar la capacidad de recipientes 1 de vidrio tales como botellas, tarros o botellas de vidrio. Tal como se deduce a partir de la figura 1, el recipiente 14es un objeto hueco que comprende clásicamente un fondo 2 a partir del cual se eleva un cuerpo 3 que se prolonga por un cuello 4 terminado por un anillo 5 que delimita la abertura o la boca que permite llenar o vaciar el recipiente. La capacidad 0 el contenido del recipiente 1 es el volumen de líquido que contiene por la superficie interna Sf de su pared cuando el recipiente reposa por su fondo, en equilibrio estático por gravedad sobre un plano horizontal llamado plano de instalación mecánica Pp.
La capacidad a rad del borde del recipiente 1 corresponde al volumen de líquido que llena el recipiente hasta dicho plano de anillo Pb que pasa por el anillo 5 del recipiente. La capacidad nominal Cn del recipiente 1 corresponde al volumen de líquido que llena el recipiente hasta un plano de nivel Pn de llenado del líquido, situado a una altura determinada Hn del plano del anillo Pb.
El procedimiento según la invención trata de determinar de esta manera la capacidad de recipientes 1 con la ayuda de la técnica de la tomografía asistida por ordenador conocida por la designación inglesa Computed Tomography (C. T.). Esta técnica de control no destructivo de tomografía asistida por ordenador se describe en detalle principalmente en el Artículo Computed tomography for dimensional metralogy » J.P. Kruth and all. CIRP Annals - Manufacturing Technology 60 (2011) 821-842.
Conforme a la invención, la capacidad de los recipientes 1 se determina mientras los recipientes están vacíos, es decir, que los recipientes no están llenos por un líquido, sino por el aire ambiente.
Tal como se deduce más precisamente a partir de las figuras 2A, 2B, un aparato de tomografía asistida por ordenador 10 comprende de manera clásica, en un recinto estando a los rayos X, al menos una fuente 11 de generación de rayos X emitidos desde su foco de emisión y al menos un sensor 12 lineal o matricial sensible a los rayos X. El aparato 1 comprende igualmente un soporte 13 que sirve de plano de instalación mecánica Pp para el recipiente 1 y está adaptado para posicionar entre la fuente 11 y el sensor 12 el recipiente 1 que se encuentra de esta manera irradiado por los rayos X. Por absorción y difusión, la materia del recipiente vacío 1 atenúa los rayos X que la atraviesan en función de la masa atómica y del espesor de materia atravesada. Estando el recipiente vacío, solamente la materia del recipiente atenúa los rayos X. El sensor 12 sensible a los rayos X situado opuesto al tubo por relación al recipiente, recibe los rayos X atenuados, y suministra una imagen de la atenuación que provoca, es decir, una imagen radiográfica l de la pared del recipiente 1.
El aparato 10 comprende igualmente un sistema 15 para crear un movimiento relativo entre el recipiente 1 y la pareja de fuente 11 - sensor 12. Clásicamente, este sistema 15 provoca un desplazamiento de valor conocido del recipiente 1 con relación a la pareja fuente 11 - sensor 12 que permanece fija. Ventajosamente, este sistema de desplazamiento 15 asegura la rotación del recipiente sobre sí mismo alrededor de un eje de rotación fijo que se confunde con preferencia, pero no obligatoriamente con el eje vertical de simetría del recipiente.
El aparato 10 comprende igualmente una unidad 16 de control de la fuente 11, del sensor 12 y del sistema de desplazamiento 15 que permite el funcionamiento del aparato y la obtención de las imágenes radiográficas. De esta manera, esta unidad de control 16 asegura un desplazamiento relativo conocido del recipiente 1 con relación a la fuente 11 y al sensor 12 para realizar proyecciones del recipiente según ángulos variables. La unidad de control 16 asegura la adquisición durante este desplazamiento de varias imágenes radiográficas. De esta manera, el recipiente 1 se desplaza entre cada adquisición de una imagen radiográfica, de manera que cada imagen radiográfica sea una proyección del recipiente según direcciones diferentes entre sí. Las imágenes radiográficas del recipiente vacío adquiridas son transmitidas a una calculadora 17 para análisis y tratamiento.
Hay que indicar que en el ejemplo ilustrado en la figura 2A, el sensor 12 presenta una altura de campo superior al tamaño del recipiente 1. El sistema de desplazamiento 15 está controlado para asegurar la rotación del recipiente sobre sí mismo típicamente sobre una vuelta y la unidad 16 asegura la adquisición de las diferentes proyecciones del recipiente sobre los 360° de rotación.
En el ejemplo de realización ilustrado en la figura 2B, el sensor 12 presenta una altura de campo inferior al tamaño del recipiente. Según este ejemplo, el sistema de desplazamiento 15 está concebido para asegurar igualmente un desplazamiento en translación vertical relativo entre el recipiente 1 y la fuente 11 y/o el sensor 12 para analizar por barrido la totalidad del recipiente 1.
Por ejemplo, el sistema de desplazamiento 15 asegura la rotación del recipiente 1 sobre sí mismo y una translación vertical del recipiente 1 por relación a la pareja fuente 11 - sensor 12, que permanece fija. En el caso de que el sensor 12 sea un sensor lineal de campo horizontal, la unidad 16 controla el sistema de desplazamiento para posicionar el recipiente de manera que el extremo alto del recipiente esté posicionado en el campo del sensor 12-La unidad 16 controla a continuación la rotación del recipiente sobre una vuelta y asegura la adquisición de las proyecciones del recipiente sobre el sensor durante esta vuelta. El sistema de desplazamiento 15 desplaza en translación hacia abajo el recipiente según un paso incremental antes de la rotación del recipiente sobre sí mismo y la adquisición de las proyecciones del recipiente. Las etapas de desplazamiento y de adquisición son renovadas hasta el posicionamiento del extremo inferior del recipiente en el campo del sensor 12.
En el caso de que el sensor 12 sea un sensor lineal de campo horizontal, la unidad 16 puede controlar alternativamente el sistema de desplazamiento para conferir al recipiente un movimiento helicoidal que combina en continuo la rotación alrededor del eje y la translación según dicho eje, lo que permite una adquisición de una multitud de imágenes radiográficas o de proyecciones del recipiente.
Un aparato conocido de tomografía asistida por ordenador tal como se ha descrito anteriormente es comercializado por la sociedad RX SOLUTIONS bajo la denominación comercial Easy Tom.
Tal aparato de tomografía asistida por ordenador 10 permite la aplicación de un procedimiento para determinar la capacidad de recipientes de vidrio 1.
Este procedimiento comprende varias etapas, la primera de las cuales consiste en adquirir por medio de este aparato de tomografía por rayos X asistida por ordenador 10 varias imágenes radiográficas l del recipiente bajo ángulos de proyección diferentes. Esta etapa se realiza mientras el recipiente 1 está vacío. La etapa siguiente consiste en transmitir estas imágenes radiográficas a la calculadora 17. La calculadora analiza a continuación las imágenes radiográficas p0ara determinar la capacidad de llenado del recipiente 1.
Esta etapa de análisis pretende:
- construir un modelo numérico del recipiente 1 a partir de las imágenes radiográficas del recipiente vacío 1: - determinar la superficie interna Sf del modelo numérico del recipiente;
- posicionar un plano de nivel de llenado Pn sobre el modelo numérico del recipiente paralelo al plano de instalación y a una distancia Hn de la cima del modelo numérico del recipiente;
- medir por cálculo el volumen interno del modelo numérico del recipiente delimitado por la superficie interna Sf y por el plano de nivel de llenado, sabiendo que esta medida corresponde a la capacidad de llenado Cn del recipiente.
Como las imágenes radiográficas son tomadas mientras el recipiente 1 está vacío, las imágenes radiográficas I hacen aparecer únicamente la materia del recipiente contrastada por relación al aire, cuya atenuación es insignificante con respecto a la del vidrio que constituye el recipiente. Entonces resulta fácil determinar la superficie interna Sf del recipiente con precisión en el modelo numérico M del recipiente. Un volumen de gran precisión se determina de esta manera a partir de la determinación de la superficie interna Sf del recipiente vacío.
La descripción que sigue describe dos variantes de realización para la construcción del modelo numérico M. Según la primera variante ventajosa de realización ilustrada en la figura 3, el modelo numérico M construido para determinar la superficie interna Sf es tridimensional y el plano de nivel de llenado Pn está paralelo a un plano de instalación que es un plano de instalación virtual o plano de referencia Pr. Hay que indicar que este plano de instalación virtual corresponde a la representación (espacio virtual) del plano de instalación mecánica sobre el que el recipiente reposa durante la adquisición de las radiografías. Según la segunda variante ilustrada en las figuras 4A a 4D, el módulo numérico M para determinar la superficie interna Sf está construido a partir de la suma de secciones del recipiente y el plano de nivel de llenado Pn está paralelo a un plano de instalación que corresponde al plano de instalación mecánica del recipiente.
Según una primera variante de realización ilustrada en la figura 3, el procedimiento según la invención pretende construir un modelo numérico tridimensional M del recipiente a partir de las imágenes radiográficas, para determinar la capacidad de llenado del recipiente.
Como recordatorio, el análisis de las imágenes radiográficas del recipiente 1 vacío permite reconstruir un modelo numérico tridimensional del recipiente en la forma de un conjunto de "vóxeles", cuyo valor es la absorción de rayos X que crean, lo que conduce de esta manera a una función de distribución volúmica muy similar a una distribución de densidad.
La utilización de un modelo numérico tridimensional es la manera - en términos matemático, gráfico y de estructura de datos - cuyos objetos tridimensionales son representados y manipulados en una memoria de ordenador. Este modelo numérico tridimensional es analizado realizando una segmentación en regiones de densidades diferentes, para medir dimensiones (longitudes, superficies, espesores, volúmenes). Después de la segmentación, el modelo numérico tridimensional puede permanecer volúmico o bien ser transformado en modelo de superficie, es decir, en el que están modeladas superficies que separan volúmenes homogéneos.
En las modelaciones de superficie, un objeto se define por su envolvente, sus superficies fronterizas, lo que permite aprehender las nociones interior/exterior, y las superficies cerradas definen volúmenes, a los que se puede asignar, por ejemplo, una masa tan pronto como se da una masa volúmica de la materia. Las superficies se modelizan de varias maneras tales como por modelización poligonal, por curvas o superficies paramétricas (cilindros, conos, esferas, ranuras, ...). Por subdivisión de superficies. Con la ayuda de una reticulación de poliedros, por ejemplo de los triángulos, las superficies de los objetos se representan por conjuntos de facetas planas conexas por sus aristas. Una modelización volúmica consiste en basar la representación en conjuntos de volúmenes elementales idénticos llamados vóxeles.
Para tomar medidas de longitudes existen varios métodos.
En un primer método volúmico, es posible recorrer un modelo volúmico siguiendo una recta o un haz de rectas y determinar los vóxeles de la frontera materia / aire.
En un segundo método de superficie, es posible calcular un segmento, cuyos extremos son las intersecciones de una recta con la superficie de un modelo de superficie. Los algoritmos resuelven bastante bien los problemas topológicos. El punto es único. Por último, un método mixto consiste en transformar el modelo volúmico en modelo de superficie, luego en aplicar el segundo método.
Después de la construcción de este modelo numérico tridimensional M del recipiente a partir de las imágenes radiográficas, el procedimiento consiste en determinar la superficie interna Sf del modelo numérico tridimensional del recipiente como corresponde a la superficie interna del recipiente.
El procedimiento consiste a continuación en posicionar el plano de nivel de llenado Pn para cerrar la superficie interna del modelo numérico tridimensional del recipiente. De esta manera, se define una superficie cerrada que rodea o envuelve completamente el volumen de llenado del recipiente.
El procedimiento consiste a continuación en medir por cálculo el volumen interior delimitado por esta superficie cerrada, a saber, por la superficie interna del modelo numérico tridimensional y el plano de nivel de llenado. En efecto, el volumen interior delimitado por esta superficie cerrada corresponde al volumen interno de llenado del recipiente hasta el nivel de llenado.
Según una característica ventajosa de realización, el procedimiento consiste en posicionar el modelo numérico tridimensional M del recipiente instalado sobre su fondo sobre un plano de referencia Pr del espacio virtual considerado como horizontal por hipótesis. Como este plano de referencia simula la instalación del recipiente sobre un plano de instalación mecánica, este plano de referencia Pr es designado también por un plano de instalación virtual en la descripción siguiente para esta variante de realización.
Según otro modo de realización, el plano de instalación virtual es la representación del plano de instalación mecánica en el espacio virtual.
A continuación, el plano de nivel de llenado Pn es posicionado paralelamente al plano de referencia o plano de instalación virtual Pr a una distancia Hn de la cima del modelo numérico tridimensional del recipiente.
Según una variante ventajosa de realización, el procedimiento consiste en posicionar el modelo numérico tridimensional M del recipiente sobre el plano de referencia o plano de instalación virtual Pr para que por simulación de la gravedad, el modelo tridimensional del recipiente se encuentre instalado en equilibrio estático sobre tres puntos de su fondo en contacto con el plano de referencia o plano de instalación virtual Pr. Esta técnica tiene en cuenta el valor de una densidad para el material constitutivo del recipiente.
Según otra variante ventajosa de realización, el procedimiento consiste en posicionar el modelo numérico tridimensional M del recipiente sobre el plano de referencia o plano de instalación virtual Pr para que por simulación de la gravedad, el modelo tridimensional del recipiente lleno virtualmente hasta el plano de nivel de llenado por un líquido de densidad determinada se encuentre instalado en equilibrio estático sobre tres puntos de su fondo en contacto con el plano de referencia o plano de instalación virtual Pr5. Este método de simulación permite aproximarse lo más posible a la realidad de un recipiente lleno de un líquido y que reposa sobre un plano de instalación que define el plano de nivel de llenado.
En el caso de que el plano de nivel de llenado Pn esté posicionado a una distancia Hn de la cima del modelo numérico tridimensional M del recipiente, la cima del modelo numérico tridimensional M del recipiente se determina como el punto que pertenece al modelo numérico tridimensional más alejado del plano de referencia o plano de instalación virtual Pr o como el punto de intersección de un plano de superficie de anillo Pb del modelo numérico tridimensional con un eje de simetría de dicho modelo. En este último caso, el eje de simetría es sensiblemente ortogonal al plano de referencia o plano de instalación virtual Pr y el plano de superficie de anillo Pb se define como un plano que pasa por tres puntos de la superficie de anillo, o un plano medio de la superficie de anillo o un plano posicionado en equilibrio estático sobre la superficie de anillo. Naturalmente, el procedimiento según la invención puede aplicarse para un recipiente que no comprende un eje de simetría.
Se deduce de la descripción que precede que para medir la capacidad a ras del borde del recipiente, el procedimiento consiste en posicionar el plano de nivel de llenado Pn a una distancia Hn cero de la cima del modelo numérico tridimensional.
Según una variante del procedimiento, para medir la capacidad a ras del borde del recipiente, el procedimiento consiste en considerar que el plano de nivel de llenado Pn se confunde con el plano de superficie de anillo Pb. En el mismo sentido, para medir la capacidad nominal Cn del recipiente, el procedimiento consiste en posicionar el plano de nivel de llenado Pn a una distancia nominal Hn de la cima del modelo numérico tridimensional.
Según una segunda variante de realización ilustrada en la figura 4A, el procedimiento según la invención pretende construir un modelo numérico M del recipiente a partir de las imágenes radiográficas del recipiente vacío, para determinar el volumen del modelo numérico del recipiente.
Para determinar el volumen del modelo numérico del recipiente, el procedimiento consiste en determinar a partir de varias imágenes radiográficas del recipiente un conjunto completo de secciones Ti de espesor dado considerando que cada punto de cada sección contiene una medida de densidad. El procedimiento consiste a continuación en determinar en cada sección Ti la superficie interna Sf del recipiente, como el límite de la zona de densidad igual a la del aire (es es casi nula). El procedimiento consiste a continuación en determinar un volumen interno Vi que corresponde al producto del espesor de la sección con la superficie del contorno cerrado del recipiente. El procedimiento consiste, por último, en tener en cuenta una serie de secciones conexas y en hacer la suma de los volúmenes de estas secciones conexas para determinar el volumen del recipiente.
Según una característica ventajosa de realización, el procedimiento consiste en adquirir las imágenes radiográficas del recipiente mientras el recipiente reposa por su fondo sobre el plano de instalación mecánica Pp y experimenta entre cada adquisición de una imagen radiográfica, una rotación alrededor de un eje de rotación ortogonal al plano de instalación mecánica. El procedimiento consiste en determinar secciones conexas entre sí, cada una de las cuales está delimitada por planos comunes paralelos al plano de instalación mecánica Pp. El volumen del recipiente es determinado sumando los volúmenes de todas las secciones comprendidas entre el plano de instalación mecánica y el plano de nivel de llenado.
De manera ventajosa, el procedimiento consiste en determinar el volumen interno sumando todas las secciones completas comprendidas entre el plano de instalación mecánica y el plano de nivel de llenado y añadiendo los volúmenes internos de secciones extremas situadas al nivel del plano de nivel de llenado Pn y del plano de instalación mecánica Pp.
De esta manera, cuando el plano de nivel de llenado Pn no pasa por un plano de una sección, se añade al volumen interno del recipiente el volumen interno Vis de una sección extrema superior situada entre el plano de nivel de llenado Pn y el plano común entre dicha sección extrema superior y la sección completa vecina.
De la misma manera, como se ilustra en las figuras 4B y 4C, cuando el plano de instalación mecánica Pp no pasa por un plano de una sección se añade al volumen el volumen interno Vif de una sección extrema inferior situada entre el plano de instalación mecánica Pp y el plano común Pt que separa dicha sección extrema inferior de la sección completa vecina. En este caso, el volumen interno Vif de una sección extrema inferior está delimitado por la superficie interna del fondo Sf del recipiente.
En la figura 4D se ilustra la situación de un fondo de botella cosido, es decir, fuertemente abombado en el centro, por lo que se llama la “costura”. Entonces se considera que el volumen interno Vi de una sección situada al nivel de la costura se determina considerando esta costura y de esta manera la superficie interna Sf del fondo de la botella delimita el volumen interno Vi de la sección.
La medida del volumen de llenado obtenida por el procedimiento puede ser modificada igualmente por la adición o la retirada de un volumen que corresponde a la forma de menisco que tendría un líquido de llenado, cuya viscosidad fuera conocida. Para hacerlo, se puede tener en cuenta la forma de la superficie interna del recipiente.
El procedimiento según la invención presenta la ventaja de combinarse con otras medidas dimensionales efectuadas con la ayuda del mismo aparato de tomografía por rayos X asistido por ordenador 10. Puede medir el contenido de los recipientes de todas las formas, y no es sensible al tinte del vidrio.
Hay que indicar que el procedimiento está destinado a ser utilizado en fábricas de vidrio para controlar la fabricación de botellas. Por lo tanto, no existe ninguna ventaja práctica en el llenado de los recipientes. Al contrario, en la medición de los recipientes vacíos, la determinación de la superficie interna se vuelve más precisa debido que a causa del contraste elevado entre la atenuación del vidrio con respecto a la del aire, casi nula, las radiografías no registran finalmente más que la atenuación debida al vidrio.
De esta manera, un modelo numérico del recipiente vacío está construido a partir de imágenes radiográficas con el fin de determinar al menos una característica dimensional de dicho modelo numérico del recipiente, diferente de su capacidad. El procedimiento consiste en determinar como características dimensionales del modelo numérico del recipiente el espesor de la pared del recipiente, y un diámetro exterior del cuerpo del recipiente, un diámetro interno del cuello del recipiente, la verticalidad del cuerpo o del cuello del recipiente, la planeidad de la superficie del anillo del recipiente. El procedimiento según la invención permite de esta manera acceder a la capacidad de un recipiente, pero igualmente a otras características dimensionales del recipiente.
La invención no está limitada a los ejemplos descritos y representados, puesto que se pueden aportar diversas modificaciones sin salirse de su marco, como se define por las reivindicaciones 1 a 13.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para determinar la capacidad de recipientes de vidrio (1), que comprende las etapas siguientes - adquirir por medio de un aparato de tomografía por rayos X asistido por ordenador (10) varias imágenes radiográficas (I) del recipiente bajo ángulos de proyección diferentes;
- transmitir las imágenes radiográficas a una calculadora (17);analizar las imágenes radiográficas por la calculadora para construir un modelo numérico (M) del recipiente a partir de las imágenes radiográficas, caracterizado porque
• las imágenes radiográficas (I) son adquiridas para un recipiente vacío para hacer aparecer sobre las imágenes radiográficas únicamente la materia del recipiente;
• se determina el plano de instalación del recipiente que corresponde a la representación del plano de instalación mecánica sobre el que el recipiente reposa por su fondo;
• las imágenes radiográficas son analizadas para:
- determinar la superficie interna (Sf) del modelo numérico del recipiente;
- posicionar un plano de nivel de llenado (Pn) sobre el modelo numérico del recipiente, paralelamente al plano de instalación y a una distancia nominal (Hn) de la cima del modelo numérico del recipiente;
- medir por cálculo el volumen interno del modelo numérico del recipiente delimitado por la superficie interna (Sf) del modelo numérico y por el plano de nivel de llenado, siendo esta medida la capacidad de llenado (Cn) del recipiente.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado para determinar el volumen del modelo numérico del recipiente:
a) se determina a partir de varias imágenes radiográficas del recipiente un conjunto completo de secciones (T) de espesor dado, conteniendo cada punto de cada sección una medida de la densidad;
b) se determina en cada sección (T), la superficie interna cerrada (Sf) del recipiente, como el límite de la zona igual a la del aire;
c) se determina un volumen interno para cada sección que corresponde al producto del espesor de la sección con la superficie interna cerrada;
d) se determina el volumen del recipiente como correspondiente al menos a la suma de los volúmenes internos de al menos una serie de secciones conexas.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque consiste en:
a) adquirir las imágenes radiográficas del recipiente mientras el recipiente reposa por su fondo sobre un plano de instalación mecánica y realizar entre cada adquisición de una imagen radiográfica una rotación alrededor de un eje de rotación ortogonal al plano de instalación mecánica;
b) determinar secciones conexas entre sí, cada una de las cuales está delimitada por planos comunes paralelos al plano de instalación mecánica;
c) determinar el volumen interno del recipiente sumando los volúmenes internos de todas las secciones comprendidas entre el plano de instalación mecánica y el plano de nivel de llenado.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque consiste en determinar el volumen interno del recipiente sumando todas las secciones completas comprendidas entre el plano de instalación mecánica y el plano de nivel de llenado y añadiéndolo;
- cuando el nivel de llenado no pasa por un plano de una sección, el volumen (Vis) de una sección extrema superior situada entre el plano de nivel de llenado (Pn) y el plano común entre dicha sección extrema superior y la sección completa vecina;
- cuando el plano de instalación mecánica no pasa por un plano de una sección, el volumen interno (Vif) de una sección extrema inferior situada entre el plano de instalación mecánica y el plano común entre dicha sección extrema inferior y la sección completa vecina, de manera que dicho volumen interno se encuentra delimitado por la superficie interna (Sf) del fondo del recipiente.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para determinar el volumen interno del modelo numérico del recipiente:
a) se construye un modelo numérico tridimensional (M) del recipiente;
b) se determina la superficie interna (Sf) del modelo numérico tridimensional del recipiente como si fuera la superficie interna del recipiente;
c) se posiciona el plano de nivel de llenado que cierra la superficie interna del modelo numérico tridimensional del recipiente;
d) se mide por cálculo el volumen delimitado por la superficie interna del modelo numérico tridimensional y el plano de nivel de llenado, correspondiendo este volumen a la capacidad de llenado (Cn) del recipiente.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque
a) se posiciona el modelo numérico tridimensional (M) del recipiente instalado sobre su fondo sobre un plano de instalación virtual (Pr) del espacio virtual considerado como horizontal por hipótesis;
b) se posiciona el plano de nivel de llenado (Pn) paralelo al plano de instalación virtual, cerrando la superficie interna del modelo numérico tridimensional, a una distancia (Hn) de la cima del modelo numérico tridimensional del recipiente.
7. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque se posiciona el modelo numérico tridimensional del recipiente sobre el plano de instalación virtual para que por simulación de la gravedad, el modelo numérico tridimensional del recipiente llene virtualmente hasta el plano de nivel de llenado (Pn) por un líquido de densidad determinada, se mantiene erguido en equilibrio estático sobre tres puntos de su fondo en contacto con el plano de instalación virtual.
8. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque se posiciona el modelo numérico tridimensional del recipiente sobre el plano de instalación virtual para que por simulación de la gravedad, el modelo numérico tridimensional del recipiente llene virtualmente hasta el plano de nivel de llenado por un líquido de densidad determinada, se mantiene erguido en equilibrio estático sobre tres puntos de su fondo en contacto con el plano de instalación virtual.
9. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el modelo numérico tridimensional (M) del recipiente está posicionado sobre su fondo sobre un plano de instalación virtual que es la representación del plano de instalación mecánica en el espacio virtual.
10. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la cima del modelo numérico tridimensional del recipiente se determina como:
a) el punto que pertenece al modelo numérico tridimensional, el más alejado del plano de instalación virtual; b) o el punto de intersección de un plano de superficie de anillo del modelo numérico tridimensional con un eje de simetría de dicho modelo, estando dispuesto el eje de simetría sensiblemente ortogonal al plano de instalación virtual y estando el plano de superficie del anillo definido como:
i. un plano que pasa por tres puntos de la superficie del anillo;
ii. o un plano medio de la superficie de anillo;
iii. o un plano posicionado en equilibrio estático sobre la superficie del anillo.
11. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque consiste en posicionar el plano de nivel de llenado (Pn) a una distancia (Hn) nula de la cima del modelo numérico tridimensional para medir la capacidad a ras de bordo del recipiente.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque consiste en construir un modelo numérico del recipiente a partir de las imágenes radiográficas con el fin de determinar al menos una característica dimensional de dicho modelo numérico del recipiente, diferente de su capacidad.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque consiste en determinar como características dimensionales del modelo numérico del recipiente, el espesor de la pared del recipiente, un diámetro exterior del cuerpo del recipiente, un diámetro interior del cuello del recipiente, la verticalidad del cuerpo o del cuello de recipiente, la planeidad de la superficie del anillo del recipiente.
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