DE2327381A1

DE2327381A1 - Verfahren zum feststellen von fehlern in flachglas

Info

Publication number: DE2327381A1
Application number: DE19732327381
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Phys Kraemling
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1972-05-30
Filing date: 1973-05-29
Publication date: 1973-12-13
Also published as: FR2187118A5

Description

Olpf.-Ing. R. H. BAHR

Diph-Phys. E. BETZtER_iTC^_u( H

n₉: W.H£R£M

* Patentanwälte

•3 Manchen Eisenacher Straße 17

Verfahren zum Feststellen von Fehlern "in Flachglas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen von. Fehlern in Flachglaspla'tten öder -bändern, bei dem die Glasplatte bzw» das -band mit elektromagnetischen Wellen wie z.B. sichtbarem Licht bestrahlt, und die durch Lichtstreuung an den Fehlern, hervorgerufenen Intensitätsänderungen des Lichtes durch die Glasoberfläche abtastende Einrichtungen erfaßt und registriert werden, ...,, .

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (FR-PS 1 548 werden die Glasplatten von einer Oberfläche her gleichmäßig beleuchtet, während auf der-der Beleuchtungseinrichtung gegenüberliegenden Seite nebeneinander eine Reihe von lichtelektrischen Wandlern angeordnet sind, die einen zusammenhängenden, quer über die Glasplatte verlaufenden Streifen .. erfassen*

Außerdem sind eine JReihe von anderen Verfahren bekannt* Allen diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß die Glasplatten von einer Oberfläche her beleuchtet werden. Infolge-

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dessen wird das Licht auch, an den auf der Glasoberflache liegenden Staubteilchen und an den Oberflächenverletzungen;. wie Kratzern oder dgl» gestreut. Die Albtasteinrichtungen registrieren also auch Staubteilchen und geringfügige Oberfläclienverletzungen, die die Qualität des Glases nicht beeinträchtigen. Das ist besonders nachteilig, wenn solche Tlntersuchungseinrichtungen im laufenden Produktionsbetrieb eingesetzt werden, sollen, xno es praktisch nicht möglich ist, die Glasscheiben von Staub freizuhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,, ein Prüfverfahren zu schaffen, bei dem auf der Glasoberfläche befindlicher Staub nicht erfaßt wird, so daß das Verfahren auch im Pro— duktionsbetrieb anwendbar ist, und das nur auf Einschlüsse und Fehlerstellen innerhalb des Glases anspricht.

Die Lösung besteht darin, daß die Glasplatte bzw. das Glasband durch ein oder mehrere parallel zu den Oberflächen gerichtete parallele Lichtstrahlenbündei-hoher Leuchtdichte von einer oder mehreren Kanten her beleuchtet wird, wobei der Querschnitt des verwendeten Lichtstrahlenbündels in Richtung senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatte bzw. des Glasbandes dessen Dicke nicht überschreitet, und das gesamte Lichtstrahlenbündel in die Glasplatte bzw. das Glasband eingeleitet wird.

Auch wenn das Lichtstrahlenbündel nicht ganz den Querschnitt aufweist wie die Dicke der Glasplatte, wird das Ergebnis des Verfahrens dadurch nicht beeinträchtigt.. Denn das durch die Kante in das Glas eingeleitete Lichtstrahlenbündel wird innerhalb des Glases durch Streuung und Reflexion "aufge- \*eitet" und beleuchtet so auf seinem den gesamten

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Querschnitt zwischen den beiden Oberflächen, wobei die Lichtstrahlen an den Oberflächen jeweils tötalreflektiert werden und deshalb aus den Oberflächen nicht austreten. Das Licht wird vielmehr zwischen den beiden .Oberflächen-" wie in einem Lichtleiter geführt. , ...

Besonders vorteilhaft ist es, Licht in einem Wellenlängen— bereich zu verwenden, in dem die Lichtabsorption durch das zu untersuchende Glas gering ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß als Lichtstrahlenbündel Laserstrahlen verwendet werden. Je nach -der Wellenlänge der verwendeten Laserstrahlen und der Leistung des Lasers lassen sich auch sehr kleine Einschlüsse mit einem Durchmesser von weniger als 100^ noch in einer Entfernung von mehreren Metern vom Rand der Glasplatte einwandfrei feststellen.

Ein Ausführungsbeispiel· für das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben . Von den Zeichnungen zeigt

Fig. \ die wesentlichen Teile einer Anordnung

zur Durchführung des neuen Verfahrens, und

Fig.. 2 den Aufbau einer Einrichtung zur Auswertung der durch die Fehler im Glas hervorgerufenen Streulichtsignale in Form eines Blockschaltbildes .

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Mit 1 ist eine Glasplatte bezeichnet, innerhalb derer, die Fehler festgestellt werden sollen. Sie liegt auf einer nicht dargestellten Transporteinrichtung, beispielsweise einem Rollenförderer oder einem Eiemenf order er, und wird in Richtung des Pfeiles F an der Fehlersucheinrichtung vorbeigeführt. Die Transporteinrichtung ist so konstruiert, daß die Glasplatte 1 ohne Erschütterungen transportiert wird. Die seitliche Kante 2 der Glasplatte 1 ist zweckmäßigerweise eine ebene Schnittfläche. Falls das Verfahren unmittelbar an einer Produktionslinie eines Glasbandes angewendet wird, wird also zuvor die durch das Herstellverfahren bedingte abgerundete Kante durch Abtrennen eines Randstreifens entfernt. Eine andere Möglichkeit, den Lichtstrahl in das Glasband einzuleiten, besteht darin, ihn über eine Immersionsflüssigkeit an die Glaskante anzukoppeln.

Der sehematisch dargestellte Laser 5 erzeugt einen Laserstrahl 4-, der zunächst auf die rotierende Lochblende 5 gerichtet wird. Dadurch werden Lichtimpulse mit bestimmter Frequenz, beispielsweise einigen kHz, erzeugt. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluß von solchem Streulicht weitgehendst auszuschalten, und Störspannungen und Rauschen der elektrischen Anlage .zu vermeiden. Es wird also ausschließlich das Licht mit der durch die rotierende Lochblende gegebenen Frequenz ausgewertet.

Hinter der Lochblende 5 ist eine Zylinderlinse 6 angeordnet. Durch die Zylinderlinse 6 wird der Laserstrahl 4- in vertikaler Richtung aufgeweitet, und zwar auf eine Breite B, die etwas geringer ist als die Dicke D der Glasplatte 1. Die Breite B des Laserstrahles 4· darf einerseits nicht größer sein als die Dicke D .der Glasplatte, andererseits müssen die Glasplatte 1 und die den Laserstrahl erzeugende Vorrichtung in vertikaler

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Richtung stets so zentriert sein, daß der Laserstrahl auf seiner ganzen Breite in die Glasplatte eindringt, damit nicht feile des Laserstrahles die Oberfläche der Glasplatte streifen« .'·.".

Falls ein Fehler innerhalb der Glasplatte vorhanden ist, etwa ein Einschluß 7, so wird in dem Augenblick, in dem der Einschluß den Laserstrahl passiert, das Licht an dem Einschluß gestreut. Infolgedessen leuchtet der Einschluß 7 auf, wird damit auch von der Oberfläche der Glasplatte her sichtbar und kann auf geeignete Weise erfaßt werden.«

Zum Zwecke der Einfassung und Registrierung der Fehler ist oberhalb der Glasplatte 1 im Abstand von einigen Millimetern quer über die Glasplätte eine"Vorrichtung angeordnet, durch die der iron dem Laserstrahl beleuchtete Streifen, lückenlos erfaßt wird. Diese Vorrichtung umfaßt einerseits eine Leiste 8, in der nebeneinander eine Reihe voü Lichtleitsjstemen 9 angeordnet sind. Die Lichtleitsysteme 9 haben die Aufgabe, jeweils das auf einer schmalen und langgestreckten Fläche, wie sie durch die schraffiert gezeichnete Fläche 10 dargestellt ist, eintretende Licht auf eine beispielsweise runde Fläche 1Φ mit einer Oberflächengestaltung, die von einem lichtelektrischen Wandler erfaßt werden kann, zu leiten» Solche Lichtleitsysteme sind in der französischen Patentanmeldung 7 157 048 beschrieben. Oberhalb der Leiste 8 sitzt eine Leiste 12, innerhalb derer jeweils oberhalb der Lichtleitsysteme 9 lichtelektrische Wandler 13 sitzen. Als lichtelektrisQhe Wandler sind insbesondere Sekundärelektronenvervielfacher (Phot omultiplier) geeignet.. ·· ,-.

Die-Registrierung und Auswertung der. beim -Passieren .eines .·■■- · Fehlers von den. Photomultipliern.gelieferten Impulse erfolgt

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in einem elektroniseilen System, wie es im Prinzip in der -: Figur 2 dargestellt ist. Jedem Phot omul tipli er 13 ist eine Eeihe von elektroni seilen Bauelementen zugeordnet. Hinter dem." Photomultiplier 13 ist zunächst ein Impedanzwandler und Abschwächer 1²^ vorgesehen, dessen Aufgabe es ist, den hoch— ohmigen Photomultiplier an das niederohmige Filter I5 anzupassen. Im Filter I5 werden alle störenden Frequenzen eliminiert, und nur das Lasersignal, "beispielsweise mit einer Frequenz von 6 KEz, herausgefiltert. Nach dem Gleichrichter 16 passiert das Signal die Nullpunktunterdrückung 17 und ein Bauelement 18, in dem das gleichgerichtete Signal geglättet und gesiegt wird. Hinter dem Bauelement 18 ist ein Trigger 19 vorgesehen« Sodann werden die Signale von den einzelnen elektronischen Ketten gemeinsam auf den Linienschreiber 20 gegeben, von-dem sie registriert werden.

Mit der beschriebenen Einrichtung ist es ohne Schwierigkeiten möglich, in farblosem Silikatglas bei- Verwendung eines Helium-Neon-Lasers mit einer Leistung von 8 Milliwatt, Einschlüsse von 80 u Durchmesser in einer Entfernung von etwa 60 cm von der Kante der Glasplatte, auf der das Licht eingestrahlt wird, festzustellen und zu lokalisieren. Durch Verwendung eines stärkeren Lasers lassen sich selbstverständlich die Entfernung von der Glaskante weiter erhöhen und, falls erwünscht, ggf. auch noch kleinere Einschlüsse feststellen. Diese Ergebnisse werden erzielt mit einer Faseroptik als Li chtleit system, bei der die Licht eintritt sf lache Abmessungen von 1,5 x Ί00 mm aufweist. ' ·

Das beschriebene Verfahren ermöglicht es in gewissen Fallen, die registrierten Fehler zu identifizieren. Da bei verschiedenen Fehlern die aufgezeichneten Signale charakteristische Amplituden und charakteristische Formen aufweisen, kann man

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auf diese Veise Aussagen über die Art des festgestellten Fehlers machen, wobei die Auswertung ebenfalls auf elektronischem Wege erfolgen kann.

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Claims

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- 8 Patentansprüche

. JVerfahren zum Feststellen von Fehlern in Flachglasplatten —-^ oder -bändern, bei dem die Glasplatte bzw. das -band mit elektromagnetischen Wellen wie sichtbarem Licht bestrahlt, und die durch Lichtstreuung an den Fehlern hervorgerufenen Intensitätsänderungen des Lichtes durch die Glasoberfläche abtastende Einrichtungen erfaßt und registriert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatte bzw. das Glasband durch ein oder mehrre parallel zu den Oberflächen gerichtete parallele Lichtstrahlenbündel hoher Leuchtdichte von einer oder mehreren Kanten her beleuchtet wird, wobei der Querschnitt des Lichtstrahlenbündel in Richtung senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatte die Abmessungen der Dicke der Glasplatte bzw. des Glasbandes nicht überschreitet, und das gesamte Lichtstrahlenbündel in die Glasplatte bzw. das Glasband eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Licht eines Wellenlängenbereiches verwendet wird, in dem die Lichtabsorption durch das zu untersuchende Glas gering ist.

J). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtstrahlenbündel Laserstrahlen verwendet werden.

h. Verfahren nach Anspruch ;5, dadurch gekennzeichnet, daß bei farblosem SLLlkatglas ein Kelium-Neon-Laser verwendet wird.

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