IT9020099A1 - Apparecchiatura e metodo di scansione per la misura con lettori laser dello spessore di rivestimenti opachi o trasparenti applicati a superfici di qualsiasi genere - Google Patents

Description

Descrizione di un'invenzione avente per titolo:

"APPARECCHIATURA E METODO DI SCANSIONE PER LA MISURA CON LETTORI LASER DELLO SPESSORE DI RIVESTIMENTI OPACHI 0 TRASPARENTI APPLICATI A SUPERFICI DI QUALSIASI GENERE".

RIASSUNTO

L'invenzione riguarda un'apparecchiatura per rilevare lo spessore di uno strato di rivestimento in materiale opaco o trasparente, applicato a superfici di qualsiasi genere, sia opache che lucide. L'apparecchiatura comprende due distinti proiettori laser che emettono fasci di luce che vengono focalizzati da una lente su uno stesso punto della superficie da rilevare.

Un sensore CCD legge i due fasci di luce rispettivamente diffusa e riflessa producendo un segnale che, opportunamente decodificato, dà lo spessore del rivestimento.

L'invenzione riguarda anche il relativo metodo di lettura.

metodo di scansione per la misura, a mezzo di lettori laser, dello spessore di un rivestimento sia opaco che trasparente o semitrasparente applicato ad una superficie di qualsiasi genere, anche speculare .

Più in particolare l'invenzione riguarda un'apparecchiatura ed un metodo per la misura dello spessore di un rivestimento, ad esempio di una calandra in gomma, applicato ad un cilindro con superficie altamente riflettente, in particolare ad un cilindro cromato.

Scopo dell 'invenzione è quello di consentire una precisa misura dello spessore di tale rivestimento indipendentemente dal fatto che questo possa essere opaco o trasparente o dal tipo di superficie al quale è applicato.

L'invenzione sarà descritta nel seguito con specifico riferimento al caso di un cilindro cromato con un rivestimento in gomma, ma è chiaro che gli stessi principi potranno essere applicati a differenti tipi di supporti e/o rivestimenti.

Apparecchiature laser per la misura dello spessore di uno strato di rivestimento applicato ad un supporto sono già note e comprendono generalmente un emettitore di raggi infrarossi a luce polarizzata, focalizzata per mezzo di una lente o di un gruppo ottico sulla superficie da rilevare, oltre ad un lettore in grado di ricevere la luce riflessa o diffusa dalla superficie e fornire un segnale funzione dello spessore di detto rivestimento.

In queste apparecchiature note il pennello di luce è focalizzato in modo da proiettare sulla superficie un'immagine del diametro di circa 0,1-0,2 mm. ed il lettore è costituito da un sensore FSD.

Questi dispositivi noti di rilevamento possono essere suddivisi sostanzialmente in due categorie: quelli a luce diffusa e quelli a luce riflessa. La differenza fra i due dipende dal tipo di emettitore utilizzato.

Nei rilevatori del tipo a luce diffusa, il pennello di luce infrarossa colpisce la superficie da rilevare e da quest'ultima viene diffuso tutt'attorno con un'intensità maggiore o minore a seconda del grado dì opacità della superficie stessa.

Per questa ragione questo genere di lettore non è in grado di fornire risultati soddisfacenti quando viene utilizzato per verificare lo spessore di un rivestimento in materiale trasparente o semi-trasparente .

Gli apparecchi del tipo a luce riflessa, invece, forniscono risultati abbastanza soddisfacenti con il materiale trasparente ma non risultano adatti allo scopo quando si utilizza un materiale opaco .

Per questa ragione occorre disporre di diversi tipi di lettori che devono venire sostituiti di volta in volta a seconda del tipo di rivestimento applicato e che costringono, di conseguenza, ad altrettante operazioni di ritaratura della macchina.

Per ovviare a queste limitazioni dei dispositivi noti, la presente invenzione propone un'apparecchiatura di scansione per la misurazione dello spessore di rivestimenti opachi o trasparenti applicati a superfici di qualsiasi genere, che comprende una coppia di emettitori laser focalizzati sullo stesso punto ed utilizza, come lettore, un sensore di tipo CCD.

I due emettitori laser sono uno del tipo a diffusione e l'altro del tipo a riflessione, cosi che il sensore legge due segnali, uno diffuso dalla superficie del rivestimento e l'altro riflesso dalla superficie del supporto, fornendo un segnale che opportunamente decodificato attraverso algoritmi di tipo noto, consente di conoscere con precisione lo spessore del rivestimento.

La presente invenzione sarà ora descritta dettagliamente, a puro titolo di esempio non limitativo, con particolare riferimento alle figure allegate in cui:

la figura 1 illustra, schematicamente, un'apparecchiatura di scansione secondo l’invenzione;

la figura 2 illustra, schematicamente, una ulteriore versione preferita di un’apparecchiatura secondo l'invenzione;

la figura 3 è un grafico che riporta il segnale fornito dal sensore in un'apparecchiatura secondo l'invenzione.

Con riferimento alla figura 1, con 1 si indica un dispositivo di lettura a scansione secondo l'invenzione, che legge lo spessore di un rivestimento 2 applicato ad una superficie 3, ad esempio un rivestimento in gomma o analogo materiale opaco, applicato ad una superficie speculare, ad esempio una superficie cromata.

La testa a scansione 1 comprende una coppia di emettitori laser 4 e 5, uno del tipo a luce diffusa e l'altro a riflessione.

Questi emettitori sono dotati di dispositivi ottici 6 e 7 regolabili in modo da poter focalizzare i raggi di luce emessa, rispettivamente sul rivestimento 2 e sulla superficie del supporto 3.

E* poi presente un sensore 8 allo stato solido, di tipo CCD, che legge la luce diffusa dal rivestimento 2 e riflessa dal supporto 3, fornendo un segnale proporzionale all'intensità di detta luce e funzione della posizione dell'immagine proiettata sul CCD, del tipo di quello illustrato in figura 3, ove in ascisse è riportata la posizione del segnale sul sensore e in ordinate l’ampiezza di detto segnale.

Si precisa che il segnale illustrato in figura 3 si riferisce al caso in cui le immagini rilevate dal sensore sulla superficie del supporto 3 e sul rivestimento 2 si sovrappongono parzialmente.

Questo segnale, opportunamente decodificato per mezzo di algoritmi di tipo noto, permette di ottenere con estrema precisione l,a misura dello spessore del rivestimento.

L'utilizzazione di un sensore di tipo CCD si è rivelata particolarmente efficace nel caso in cui il materiale che costituito il rivestimento non sia perfettamente opaco.

In questo caso, infatti, si verifica sul lettore una parziale sovrapposizione delle immagini che porterebbe a risultati errati utilizzando i precedendi sensori tipo PSD, mentre il sensore CCD consente di ottenere un segnale comunque decodificabile.

In figura 2 è invece illustrata un’ulteriore versione preferita dell'apparecchiatura secondo l'invenzione, nella quale si faiuso di un solo emettitore accoppiato sempre ad un rivelatore CCD, e che può essere utilizzata vantaggiosamente per verificare lo spessore di uno strato di rivestimento in materiale semi trasparente, anche se libero, vale a dire non applicato ad un supporto.

In questo caso lo stesso raggio di luce produrrà due immagini riflesse rispettivamente dalla superficie superiore ed inferiore del film che verranno rilevate dal sensore il quale fornirà un segnale sempre del tipo di quello illustrato in figura 3, pur se con le due curve meno distinte.

Il segnale sarà funzione dello spessore del film e si sposterà lungo l'asse X, seguendo le oscillazioni del film che avanza.

Sarà però sempre possibile, attraverso la misura dei fronti d'onda, risalire allo spessore del rivestimento.

Per la taratura delle apparecchiature sopra descritte, si procede semplicemente effettuando dapprima una lettura del fascio;di luce sul supporto del rivestimento e, una volta tarato lo zero, si può azionare anche il secondo emettitore di luce, per effettuare le misurazioni richieste.

Dalla descrizione fornita apparirà chiaro anche il metodo secondo l'invenzione, che consiste nel rilevare la superficie del supporto e quella del rivestimento tramite scansione effettuata con due apparecchiature laser, una del tipo a luce riflessa e l'altra del tipo a luce diffusa.

Un esperto del ramo potrà poi prevedere numerose modifiche e varianti , che dovranno però ritenersi tutte comprese nell'ambito del presente trovato.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1 Apparecchiatura per la misurazione dello spessore di un rivestimento applicato ad un supporto, caratterizzata dal fatto di prevedere una coppia di emettitori laser, uno del tipo a luce diffusa l'altro del tipo a luce riflessa, ed un unico sensore in grado di ricevere la luce riflessa o diffusa da detto supporto e detto rivestimento e fonire un segnale funzione dello spessore di detto rivestimento.
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui detto sensore è un sensore allo stato solido di tipo CCD.
3. 3. Apparecchiatura per misurare lo spessore di un rivestimento applicato ad un supporto, caratterizzata dal fatto di prevedere un emettitore di luce laser ed un sensore CCD in grado di ricevere le immagini riflesse e/o diffuse dalla superficie del supporto e da quella del rivestimento e fornire un segnale funzione dello spessore di detto rivestimento, essendo previsti mezzi atti a decodificare detto segnale.
4. 4. Metodo per effettuare la misurazione dello spessore di un rivestimento opaco o trasparente applicato ad una superficie, caratterizzato dal fatto di prevedere la scansione di dette superfici per mezzo di due distinti raggi laser, uno del tipo luce riflessa e l'altro a luce diffusa.
5. 5. Metodo per effettuare la misurazione dello spessore di un film trasparente o semitrasparente libero, caratterizzato dal fatto di prevedere la scansione delle superfici superiore ed inferiore del film mentre questo avanza, ad opera di un emettitore laser del tipo a riflessione e di leggere le immagini riflesse da dette superfici & mezzo di un sensore CCD