ES2253884T3 - Procedimiento y dispositivo de deteccion de defectos de vidrio plano. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de deteccion de defectos de vidrio plano.Info
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Abstract
Procedimiento de determinación de la calidad óptica y de detección de defectos de vidrio plano, y en particular de vidrio flotado, o de otros materiales ópticamente transparentes, en el cual una videocámara (1) encuadra a un dispositivo de iluminación (3) a través del material (2) o por reflexión especular en el material (2), estando el foco situado en el material (2) y produciendo la videocámara (1) señales en dependencia de la calidad del material (2) y siendo evaluadas dichas señales; caracterizado por el hecho de que - se utiliza un dispositivo de iluminación (3) cuyo color y/o cuya intensidad varía de manera definida de un borde exterior al otro; - cuando el material (2) está exento de defectos el encuadre (6) de la videocámara (1) se encuentra aproximadamente en el centro del dispositivo de iluminación (3); - se asignan al dispositivo de iluminación (3) dos señales de vídeo U1, U2 según color y/o intensidad; y - para el enjuiciamiento de la calidad del material (2) se hace uso de unavariación de la intensidad de las
Description
Procedimiento y dispositivo de detección de
defectos de vidrio plano.
La invención se refiere a un procedimiento y un
dispositivo de determinación de la calidad óptica para la detección
de defectos de vidrio plano o de otros materiales ópticamente
transparentes según el preámbulo de la reivindicación 1, siendo
dicho procedimiento y dicho dispositivo descritos de aquí en
adelante haciendo referencia al ejemplo del vidrio.
Por ejemplo por la EP 0 579 011 A1 son conocidos
procedimientos de determinación de la calidad óptica de vidrio
plano, y en particular de vidrio flotado, en los cuales una
videocámara encuadra a un dispositivo de iluminación a través del
vidrio o por reflexión en el vidrio. El foco de la videocámara está
además situado en el vidrio o en la hoja continua. La videocámara
produce señales en dependencia de la calidad del vidrio. Estas
señales son evaluadas a continua-
ción.
ción.
En la Fig. 1 está ilustrado este procedimiento
según el estado de la técnica. Una videocámara 1 o una cámara
lineal encuadra a través de una hoja continua de vidrio 2 a un
dispositivo de iluminación 3 en el que está dispuesto un campo
oscuro 4.
Si está exento de defectos el material del vidrio
2, la cámara 1 encuadra al campo oscuro 4. Debido a la influencia
óptica del vidrio 2, en caso de haber un defecto es distorsionado
y/o desviado el campo visual de la cámara 1. Si esta influencia es
lo suficientemente grande como para que el campo visual de la cámara
1 se desplace parcial o totalmente al campo claro 5, aparecen
correspondientes variaciones en la señal de vídeo.
El campo oscuro 4 debe ser siempre lo
suficientemente grande como para que incluso en caso de producirse
sacudidas y flexiones (p. ej. debido a influencias ejercidas por la
temperatura) el campo visual de la cámara 1 no pueda ser desplazado
al campo claro 5. Debido a ello, la sensibilidad del sistema se ve
limitada por unas zonas muertas.
Siempre que el campo visual desviado por un
defecto se encuentre en el límite entre el campo oscuro 4 y el
campo claro 5, la amplitud de la señal de defecto es dependiente de
la magnitud de la desviación. Puesto que sin embargo la amplitud se
ve también influenciada por el ensuciamiento de la hoja continua 2
que se verifica, no es posible una determinación de la magnitud de
la desviación.
Los defectos que se dan en el vidrio 2 tienen por
regla general un núcleo (pequeña burbuja, inclusión). Puesto que el
núcleo de un defecto del vidrio preponderantemente absorbe luz, su
medición es posible tan sólo en el campo claro 5. En el campo
oscuro 4 no es posible la medición del núcleo.
La invención persigue la finalidad de lograr un
procedimiento y un dispositivo de determinación de la calidad
óptica de materiales ópticamente transparentes que como tal
procedimiento y como tal dispositivo sean tales que en los mismos
no haya zonas muertas y puedan ser determinados el grado de
desviación (poder refringente) y la magnitud del defecto del
vidrio. Además debe ser posible efectuar una medición del núcleo del
defecto del vidrio.
Según la invención, esta finalidad es alcanzada
gracias al hecho de que se utiliza un dispositivo de iluminación
cuyo color y/o cuya intensidad varía de manera definida de un borde
exterior al otro, de que cuando el vidrio está exento de defectos
el encuadre de la videocámara se encuentra aproximadamente en el
centro del dispositivo de iluminación, de que al dispositivo de
iluminación le son asignadas dos señales de vídeo U_{1}, U_{2}
según color y/o intensidad, y de que para el enjuiciamiento de la
calidad del vidrio se hace uso de una variación de la intensidad de
las señales de vídeo U_{1}, U_{2}.
Una forma de realización ventajosa se distingue
por el hecho de que el dispositivo de iluminación contiene mitades
de iluminación que presentan un color distinto y la videocámara
contiene al menos un chip de color, estando cada una de las señales
de vídeo U_{1}, U_{2} asignada a un color.
El dispositivo de iluminación consta según ello
de dos mitades de color (p. ej. rojo/verde). La videocámara
contiene un chip de color, estando las señales de vídeo U_{1},
U_{2} asignadas a ambos colores.
Estando la hoja continua exenta de defectos, el
encuadre de la cámara se encuentra aproximadamente en el centro de
la iluminación. Ambas tensiones son aproximadamente iguales. Si no
obstante debido a una deformación óptica el encuadre es desviado o
distorsionado, es incrementada una de ambas tensiones U_{1} y
U_{2}, mientras que la otra se reduce.
Si se vinculan de la manera siguiente ambas
tensiones
Upos =
\frac{U_{1} - U_{2}}{U_{1} +
U_{2}}
se obtiene la tensión Upos, cuya
amplitud depende solamente de la posición del encuadre de la cámara.
Sin embargo, como medida de la desviación o de la posición del
encuadre puede también hacerse uso de tan sólo la diferencia de
ambas señales de
vídeo.
En esta disposición no hay zonas muertas.
La amplitud de Upos constituye una medida del
grado de desviación de un defecto.
Una perturbación debida a la suciedad influencia
a ambas tensiones U_{1}, U_{2} y se anula en la fórmula.
Con
U_{h} = U_{1}
+
U_{2}
se realiza un campo claro. Si se
evalúan tan sólo señales negativas de U_{h}, puede efectuarse una
medición del núcleo del
defecto.
En el procedimiento descrito el ensanchamiento
del encuadre debido a la profundidad de campo de la cámara es
utilizado para la medición de la variación de posición. Con pequeños
diafragmas y gran profundidad de campo pueden utilizarse filtros de
gradiente de color.
U_{1} y U_{2} pueden ser también obtenidas de
la conmutación sincrónica de ambas mitades de iluminación. La
iluminación es para ello conmutada con cada exploración. U_{1} y
U_{2} son entonces siempre las señales de vídeo de la exploración
actual y de la precedente. El color de iluminación es entonces
cualquiera, pudiendo utilizarse como cámara una cámara de blanco y
negro.
Para la evaluación es anulada por completo la
suciedad, y las desviaciones permanecen por el contrario casi
invariables.
Se desprenden de las figuras que se describen a
continuación adicionales características de la invención. Las
distintas figuras muestran lo siguiente:
La Fig. 1, un método de medición según el estado
de la técnica;
la Fig. 2, esquemáticamente el procedimiento
según la invención con dos mitades de iluminación de color del
dispositivo de iluminación;
la Fig. 3, un dispositivo de iluminación con un
filtro de gradiente de color; y
la Fig. 4, un dispositivo de iluminación con
campo claro y campo oscuro alternativos.
La Fig. 1 ya ha sido descrita en la parte
introductoria de la descripción y muestra un procedimiento de
detección de defectos en vidrio plano según el estado de la
técnica. Están aquí comprendidos una videocámara 1, una hoja
continua de vidrio 2 y un dispositivo de iluminación 3 con un campo
oscuro 4 y un campo claro 5. Los defectos del vidrio 2 hacen que el
encuadre de la videocámara 1 se desplace del campo oscuro 4 al campo
claro 5. Esto es detectado y evaluado.
La Fig. 2 muestra esquemáticamente una forma de
realización del procedimiento según la invención con una videocámara
1 que a través de una hoja continua de vidrio 2 encuadra a un
dispositivo de iluminación 3. El foco de la videocámara 1 está
además situado en la hoja continua de vidrio 2.
El dispositivo de iluminación 3 consta de dos
mitades de iluminación 3a, 3b que presentan distintos colores,
siendo así que p. ej. la mitad de iluminación 3a es roja y la mitad
de iluminación 3b es verde. Para ello está dispuesta en el interior
una lámpara 8, siendo transparente la superficie en la que queda
situado el encuadre 6 de la videocámara. Al estar el vidrio 2
exento de defectos, el encuadre 6 se encuentra aproximadamente en
el centro entre ambas mitades de iluminación 3a, 3b.
Le está asignada una señal de vídeo U_{1},
U_{2} a cada mitad de iluminación 3a, 3b, o sea a cada color,
como p. ej. el rojo y el verde. Para ello está previsto en la
videocámara 1 al menos un chip de color. Si el vidrio 2 está exento
de defectos, ambas señales de vídeo U_{1}, U_{2} son casi
iguales en cuanto a su intensidad. Los defectos que estén presentes
en el vidrio 2 hacen que se desplace el encuadre 6, como está
representado con las flechas 9 en la Fig. 2. Debido a ello, una
señal de vídeo deviene más fuerte, y la otra deviene más débil.
Esta variación es entonces evaluada, como se ha descrito en la parte
introductoria de la descripción.
Pueden usarse varias cámaras unas junto a otras,
para poder verificar por completo cualesquiera anchuras con alta
resolución.
La Fig. 3 muestra esquemáticamente un dispositivo
de iluminación 3 con una fuente luminosa o lámpara 8 y un filtro de
gradiente de color 7. En el dispositivo de iluminación 3 el
gradiente de color disminuye sin solución de continuidad de un
borde exterior 10a al otro borde exterior 10b, estando p. ej.
representado con el número de referencia 12 un gradiente color rojo
y con el número de referencia 13 un gradiente de color verde. El
encuadre 6 de una videocámara 1 (véase la Fig. 2) se encuentra de
nuevo aproximadamente en el centro 11 del dispositivo de
iluminación 3. Un desplazamiento del encuadre 6 debido a defectos
presentes en el vidrio 2 (véase la Fig. 2) ocasiona de nuevo una
variación de las señales de vídeo U_{1}, U_{2}.
La Fig. 4 muestra un dispositivo de iluminación 3
con campo claro y campo oscuro alternativos. El dispositivo de
iluminación 3 está para ello dividido por una pared divisoria 14 en
dos espacios parciales 3a, 3b. El encuadre 6 de la videocámara se
encuentra aproximadamente en el centro entre las dos mitades de
iluminación 3a, 3b. A cada espacio parcial le está asignada una
iluminación 8. La conmutación de las mitades de iluminación 3a, 3b
tiene lugar en sincronismo con la frecuencia de líneas de la cámara
1. Con ello se obtiene una señal de vídeo que es aproximadamente
igual de grande independientemente de qué mitad de iluminación 3a,
3b esté conectada. En caso de haber un defecto, es desplazado el
encuadre 6. Debido a ello, en el sitio del defecto se dan distintas
influencias en la amplitud de señal, en dependencia de cuál mitad de
iluminación 3a, 3b esté activa en ese momento. Dos líneas
consecutivas producen una pareja de señales U_{1}, U_{2}.
Claims (10)
1. Procedimiento de determinación de la calidad
óptica y de detección de defectos de vidrio plano, y en particular
de vidrio flotado, o de otros materiales ópticamente transparentes,
en el cual una videocámara (1) encuadra a un dispositivo de
iluminación (3) a través del material (2) o por reflexión especular
en el material (2), estando el foco situado en el material (2) y
produciendo la videocámara (1) señales en dependencia de la calidad
del material (2) y siendo evaluadas dichas señales;
caracterizado por el hecho de que
- se utiliza un dispositivo de iluminación (3)
cuyo color y/o cuya intensidad varía de manera definida de un borde
exterior al otro;
- cuando el material (2) está exento de defectos
el encuadre (6) de la videocámara (1) se encuentra aproximadamente
en el centro del dispositivo de iluminación (3);
- se asignan al dispositivo de iluminación (3)
dos señales de vídeo U_{1}, U_{2} según color y/o intensidad;
y
- para el enjuiciamiento de la calidad del
material (2) se hace uso de una variación de la intensidad de las
señales de vídeo U_{1}, U_{2}.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el dispositivo de
iluminación (3) contiene mitades de iluminación (3a, 3b) que
presentan distinto color y la videocámara (1) contiene al menos un
chip de color, estando cada una de las señales de vídeo U_{1},
U_{2} asignada a un
color.
color.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que el dispositivo de
iluminación (3) contiene un filtro de gradiente de color (7).
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el dispositivo de
iluminación (3) contiene mitades de iluminación (3a, 3b) que son
conectadas y desconectadas alternativamente.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que
como medida de la desviación que es ocasionada por el defecto se
hace uso de la diferencia de ambas señales de vídeo U_{1},
U_{2}.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que como medida de la
desviación que es ocasionada por el defecto se utiliza la
relación
Upos =
\frac{U_{1} - U_{2}}{U_{1} +
U_{2}}
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que
para la medición del tamaño del núcleo del defecto en el material
(2) se emplea una desviación con respecto al valor máximo de la
adición de las señales de vídeo U_{1}, U_{2}, o sea con respecto
a
U_{h} = U_{1}
+
U_{2}
8. Dispositivo para la determinación de la
calidad óptica y para la detección de defectos de vidrio plano, y
en particular de vidrio flotado, o de otros materiales ópticamente
transparentes, con
un dispositivo de iluminación (3) y
una videocámara (1) para el encuadre del
dispositivo de iluminación (3) a través del material (2) o por
reflexión especular en el material (2), estando el foco de la
videocámara (1) situado en el material (2) y estando la videocámara
(1) configurada de forma tal que la videocámara (1) produce señales
para una evaluación en dependencia de la calidad del material
(2);
caracterizado por el hecho de que
el color y/o la intensidad del dispositivo de
iluminación (3) es variable de manera definida de un borde exterior
al otro;
cuando el material (2) está exento de defectos el
encuadre (6) de la videocámara (1) queda dispuesto aproximadamente
en el centro del dispositivo de iluminación (3); y
pueden ser producidas por la videocámara (1) dos
señales de vídeo (U_{1}, U_{2}) que están asignadas al color
y/o a la intensidad del dispositivo de iluminación (3) para que se
haga uso de una variación de la intensidad de las señales de vídeo
(U_{1}, U_{2}) para el enjuiciamiento de la calidad del material
(2).
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado por el hecho de que el dispositivo de
iluminación (3) contiene mitades de iluminación (3a, 3b) que
presentan distinto color, y la videocámara (1) contiene al menos un
chip de color, estando cada una de las señales de vídeo (U_{1},
U_{2}) asignada a un respectivo color.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que el dispositivo de
iluminación (3) presenta un filtro de gradiente de color (7).
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