Brevet FR2010354A1 — publié le 19700213

i 2010354 La présente invention est relative à tin procédé pour la mesure de la rugosité, applicable spécialement a des produits plats tels que des tôles. Les techniques actuelles de fabrication de produits plats tels que par exemple des tôles métalliques, sont, notamment au point de vue du fini des surfa-5 ces, soumises à des exigences de plus en plias grandes de la part des utilisateurs. Le respect de ces exigences pose immédiatement le problème de l'appréciation et de la mesure de la "qualité" de la surface extérieure des produits considérés. Il convient donc d'arriver à une mesure objective de cette "qualité", 10 ce qui revient en fait, à mesurer l'état plus ou moins rugueux de la surface extérieure desdits produits. De nombreux dispositifs existent actuellement pour mesurer la rugosité d' une surface. Ceux-ci sont le plus souvent des appareils optiques, agissant par mesure de l'intensité de rayons réfléchis tels que réflectoscopes, ou par inté-15 gration optique» tels que interféromètres. La majorité de ces appareils sont en fait des instruments de laboratoire et ne peuvent être appliqués à l'échelle industrielle pour des raisons de dimensions et de fragilité. Par ailleurs, spécialement dans le cas des interféromètres, ils ne peuvent 20 être utilisés pour des matériaux en mouvement (par exemple des tôles fines sortant d'un laminoir à froid â grande vitesse) car ils nécessitent un contact entre le matériau et un palpeur, ou une lame pu plaque transparente, ce qui rend la mesure pratiquement impossible. . La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à ces 25 - inconvénients. Le procédé ohjet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on envoie un faisceau de radiations électromagnétiques de longueur d'onde appropriée et d'intensité connue sur le matériau plat dont on veut mesurer la rugosité, sous une direction faisant un angle (i) très petit avec la 30 normale au plan du matériau au point d'incidence dudit faisceau, en ce que l'on mesure l'intensité du rayonnement réfléchi par ledit matériau dans une direction faisant un angle (r) très petit avec la même normale, ce qui permet de calculer la valeur a de la rugosité grâce à la formule : I _ I „ —~ —. ijj(a) dans laquelle : 35 I. I. 1 1 I = intensité réfléchie suivant la direction faisant un angle (r) avec la nor-ro maie dans le plan d'incidence et pour le matériau de rugosité cr. 18576 2 2010354 I^. = .intensité du rayonnement incident sous une direction faisant un angle fi) arec la normale au point d'impact dudit rayonnement. I = intensité réfléchie suivant la direction faisant un angle (r) avec la normale dans- le plan d'incidence et pour un matériau de même substance que celui de rugosité cr, mais parfaitement lisse; tlj(a) = relation expérimentales dépendant essentiellement de a et de (r). Suivant le procédé de l'invention» les angles (i) et (r) sont très petits et de préférence égaux, et la longueur d'onde X de la radiation utilisée doit être nettement supérieure à .0, c'est-à-dire X ^ na avec n ^ 2. Suivant une modalité avantageuse du procédé de l'invention, en plus de la mesure I et simultanément à celle-ci, on effectue une seconde mesure de 1' rc* intensité réfléchie, mais cette fois dans une direction faisant avec la normale un angle r + &r, ce qui fournit une valeur + CT permet encore de calculer er au moyen de la relation r + Ar?g = ♦ (r + Ar,ct) ; $ étant une fonction déterminée I r,0 expérimentalement et valable uniquement pour des substances semblables entre elles (par exemple des aciers). Un avantage important de cette modalité consiste dans le fait que la relation qui en dérive est encore valable dans le cas où le matériau dont on veut mesurer la rugosité, est recouvert momentanément d'une substance étrangère de très faible épaisseur (par exemple traces d'eau ou d'huile). Le procédé de l'invention est spécialement applicable dans le cas de produits plats se déplaçant à grande vitesse dans le sens de leur longueur, tels que par exemple des tôles en cours de laminage à froid ; il suffit en effet d' effectuer en continu les opérations décrites ci-dessus et d'introduire les valeurs des mesures effectuées, dans un calculateur électronique convenablement programmé, en fonction de la relation 4/ ou , pour obtenir immédiatement et en continu, la valeur de la rugosité du matériau. Il est à remarquer, que dans la pratique industrielle, le plan du matériau dont on désire mesurer la rugosité, est parfois susceptible de se déplacer, par exemple sous l'influence de chocs, de vibrations, etc., ce qui pourrait modifier les valeurs des angles i, :r3 r + Ar5 entachant ainsi d'erreurs la base du calcul de a. Afin de pallier cet inconvénient, on soumet l'équipage "émetteur-récepteur r(s)" à une rotation périodique oscillatoire autour du point d'impact théorique du rayonnement sur le matériau, dont le plan est à ce moment, supposé immobile. Au cours de cette oscillation dont l'amplitude atteint au moins (i + r), on me 18576 3 2010354 sure de façon continue les valeurs de I et I . et on considère que le r,cr r + Ar,cr . ^ maximum des valeurs réfléchies mesurées correspond au cas où la normale au produit au point d'impact, divise l'angle (i + r) en deux parties égales. C'est pour cette position qu'on applique aux valeurs mesurées les relations conduisant à la connaissance de la rugosité. Bien entendu, l'invention nfest- nullement limitée aux exemples ci-dessus, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. - 69 18576 k 2010354 REVENDICATIONS L'invention a pour objet : l) Un procède pour la mesure de la rugosité de produits plats tels que des tôles, caractérisé en ce que l'on envoie un faisceau de radiations électroma-5 gnétiques de longueur d'onde appropriée et d'intensité connue, sur le matériau dont on veut mesurer la rugosité, sous une direction incidente faisant un angle (i) très petit avec la normale au plan du matériau au point d'incidence dudit faisceau, en ce que l'on mesure l'intensité du rayonnement réfléchi par ledit matériau dans une direction faisant un angle (r) très petit avec la même nor-10 maie, ce qui permet.de calculer la valeur a de la rugosité grâce à la formule I I = I. I. i i I - intensité réfléchie suivant la direction faisant un angle (r) avec la 15 normale à la surface, dans le plan d'incidence et pour le matériau de rugosité a. I^ = intensité du rayonnement incident sous une direction faisant un angle (i) avec la normale au point d'impact dudit rayonnement. I = intensité réfléchie suivant la direction faisant un angle (r) avec la 20 normale dans le plan d'incidence et pour un matériau de même substance que celui de rugosité a, mais parfaitement lisse. iji(cr) = relation expérimentale dépendant essentiellement de r et de 0 ; et en ce que d'une part, les angles (i) et (r) sont très petits et de préférence égaux, et d'autre part, la longueur d'onde X de la radiation utilisée est 25 nettement supérieure à 0, c'est-à-dire \ ^ no avec n 5.2. 2) Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que én plus de la mesure I et simultanément à celle-ci, on effectue au moins une autre mesure re de l'intensité réfléchie, mais cette fois dans une direction faisant avec la normale un angle r + Ar, ce qui fournit une valeur I + ^ et permet encore 30 de calculer au moyen de la relation : I j. A r t Ar 0 2—= (r + Ar,o); étant une fonction déterminée - I r,0 expérimentalement et valable uniquement pour des substances semblables entre 35 elles. 3) Un procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on soumet l'équipage "émetteur-récepteur r(s)" à une rotation périodique oscillatoire dont l'amplitude atteint au moins i + r, autour du point d'impact théorique du rayonnement sur le matériau dont le plan est à ce moment ^0 supposé immobile, en ce que l'on mesure de façon continue les valeurs des inten 69 18576 5 2010354 sites refléchies 1^, 1^ + ^ et en ce que l'on applique les relations ci-dessus données comme fournissant la valeur de a » quand on détecte un maximum dans les intensités réfléchies mesurées. k) Un procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caracté-5 risê en ce que les mesures sont exécutées de façon continue de meme que le calcul de o .