Brevet FR2133659A1 — publié le 19721201

La .présente invention concerne des dispositifs sensibles à la couleur et plus particulièrement un appareil pour observer un écart dans la couleur ou la teinte d'un produit choisi, à l'intérieur d'un spectre de fréquences optiques, et pour fournir un si-5 gnal de sortie constituant une indication de l'écart dans la couleur à partir d'une couleur préalaolement choisie, indépendamment des variations de l'éclat de la lumière ambiante'. . L'industrie demande constamment qu'on lui fournisse un moyen de contrôle de la couleur d'un produit durant son traitement. Oe 10 contrôle de la couleur peut être désiré pour des raisons d'assortiment de couleurs, de degré de préparation d'un produit comme lors d'une teinture, d'un rôtissage, d'une cuisson, d'.un mélange, .d'un tri, etc, ou servir simplement à fournir une couleur compatible entre des lots de produit, qui soit représentative du pro-15 duit, et/ou qui soit de façon constante d'un aspect agréable pour un consommateur. En conséquence, à titre d'exemple, des produits^comestibles tels que cacahuètes, grains de café, pommes de terre chips, galettes, pâtisserie, condiments, sauces, etc, exigent un rôtissage, 20 une cuisson ou un mélange à un degré voulu, qui est généralement accompagné, et par conséquent représenté par une couleur distinc-tive, par exemple une nuance pouvant être choisie de brun, de marron clair, de jaune brun, de rouge, etc. La nuance de couleur daos ces différents cas est une indication de l'achèvement ou du degré 25 ae préparation du produit. Le degré de préparation d'un tel produit affecte non seulement directement le goût et par conséquent sa qualité, mais détermine également l'aspect et par conséquent l'attraction visuelle du produit pour un consommateur. D'autre part des denrées agricoles comme des tomates pas as-50 sez mûres, mûres ou trop mûres, des pêches fraîchement pelées, des poires, etc., exigent une séparation avant traitement, pour permettre de soumettre la denrée à des conditions- choisies de température, de temps, etc., pour obtenir un produit final uniforme. Dans cet exemple, la couleur est une indication de la ma-55 turité du produit. Dans une autre application, telle que la fabrication de peintures, de textiles, de papier, de tuiles, etc., il est désirable de maintenir une couleur constante, en minimisant ainsi toute modification appréciaole de la teinte qui pourrait être très désa-h-ù gréaole à l'oeil. 72 12903 2 2133659 A l'heure actuelle, des systèmes ou des procédés antérieurs pour réaliser un assortiment de couleur consistent à retirer effectivement un échantillon du produit après qu'il ait été traité ou pendant son traitement, après quoi une comparaison de couleur 5 est faite entre produit traité et un étalon de couleur au moyen d'un spectrophotomètn? , d'un colorimètre ou d'un autre dispositif similaire de comparaison. Evidemment, un tel processus est encombrant, prend du temps, et n'est généralement pas effectué en permanence durant le' traitement effectif du produit, mais plutôt ul-10 térieurement. Il s'ensuit que l'appareil de traitement ne peut pas être corrigé pour des écarts du produit de la. couleur recherchée durant l'opération de traitement. Par conséquent les systèmes antérieurs ne fournissent pas-un moyen pour délivrer en permanence des'signaux représentatifs de la couleur du-produit, les-15> quels sont de façon similaire appliqués continuellement en retour à l'appareil de traitement pour corriger immédiatement des différences de couleur durant le déroulement du traitement du produit. L'invention fournit un dispositif électro-optique pouvant fonctionner en permanence et automatiquement pour effectuer une 20 opération d'observation de couleur sur un lot entier du produit, et non pas seulement "sur un échantillon,- pendant le traitement de celui-ci. Le dispositif consiste essentiellement en la combinaison de -moyens é-lectro-optiques d'observation et de moyens de calcul électronique de contrôle. Puisque la couleur d'une zone, -25 lorsqu'elle est observée, dépend de l'intensité de" différentes couleurs qui sont réfléchies, le calcul du rapport des intensités entre deux couleurs spécifiques qui sont choisies eh accord avec - le produit particulier, fournit un moyen d'observation de la couleur du produit. C'est-à-dire que toute variation d'intensité de 30 l'une des deux couleurs choisies provoquera n1importe comment une légère variation du 'rapport de couleur calculé par l'appareil selon l'invention, pour fournir une variation du signal de sortie de celui-ci qui soit représentatif de la variation du rapport, et par conséquent de la différence, ou de l'écart, de la teinte du 3? produit à partir de la couleur recherchée. - La présente inverrcion prévoit la combinaison de moyens optiques pour éclairer et pour observer coaxiâlement le produit éclairé. Les moyens optiques d'observation coaxiaux sont couplés à un transducteur électro-optique pour fournir une paix^e de signaux 4-0 électriques de sortie représentatifs des intensités de deux cou 72 12903 3 2133659 leurs préalablement choisies, lesdits signaux électriques de sortie étant exx synchronisme en temps effectif. Les signaux électriques de sortie synchronisés sont introduits à leur tour dans un circuit de calcul de contrôle. Toute modification dans le rapport 3 des intensités de couleur représentées par les signaux électriques de sortie est reflétée comme une variation du signal de sortie par le circuit de calcul de contrôle, ladite variation pouvant être affichée et/ou utilisée différemment en tant que signal de rétro-action pour réguler l'appareil de traitement qui provo-10 que la variation de couleur du produit. L'appareil est talonné en plaçant un étalon optique ayant un pouvoir de réflexion choisi correspondant au pouvoir de réflexion du produit sur la zone d'observation et en réglant l'étalonnage du circuit de calcul de contrôle pour fournir un signal 1p de sortie correspondant à la valeur du pouvoir de réflexion de 1' étalon optique choisi. Après étalonnage, la lumière réfléchie à partir d'objets, de matériaux, etc., contrôlée, aura une valeur de coloration bichromatique'spécifique correspondant à leur couleur, en fournissant par conséquent un signal de sortie corres-20 pondant représentatif de la couleur du produit. L'appareil sensible à la couleur selon l'invention peut ainsi être utilisé dans certains des trieurs disponibles actuellement dans la technique dans laquelle une opération de tri de couleur doit être effectuée, particulièrement pour distinguer entre 25 une grande succession de nuances ou de teintes de couleur se modifiant graduellement. Par conséquent l'appareil de l'invention peut être utilisé à la place d'appareils d'observation optiques et d'appareils sensibles à la couleur généralement impliqués dans des trieurs de l'art antérieurr une variation dans le rapport 30 établi par l'appareil de l'invention, fournissant un signal de sortie représentatif d'une variation de couleur, un seul appareil conforme à l'invention peut être prévu par canal de l'appareil de tri, dans lequel les valeurs successives au signal électrique de sortie sont affectées aux canaux de tri successifs et distincts, 3? si bien que le produit est séparé en couleurs ou en nuances successives lorsqu'il traverse l'appareil d'observation optique. ua. description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. -4-0 Sur les dessins : 72 12903 4 2133659 la figure 1 est un schéma synoptique simplifié illustrant une combinaison électro-optique élémentaire selon l'invention ; la figure 2 est un schéma synoptique illustrant de façon plus détaillée le schéma de la figure 1, comprenant un système optique 5 modifié selon l'invention ; la figure 3 est une élévation simplifiée de l'optique formant le dispositif de synchronisation optique de l'invention ; la figure 4 est une coupe transversale simplifiée selon la ligne 4-4 de la figure 3 ; 10 la figure 5 est une élévation simplifiée du dispositif d'ob servation optique qui, conjointement vers l'optique des figures 3 et 4, constitue l'optique commune d'observation et de synchronisation de 1'invention j la figure 6 est un schéma synoptique illustrant en détail un 15 mode de réalisation du système de calcul électronique de contrôle de l'invention ; la figure 7 est une vue de la disposition du panneau avant du dispositif de calcul de contrôle de l'invention illustrant les différents contrôles représentés sur le schéma de la figure 6 ; 20 la figure 8 est un graphique montrant l'effet d'un changement dans la couleur d'un produit durant le traitement, relativement aux rapports engendrés par l'appareil de l'invention. Sur les dessins, les abréviations ont les significations suivantes : 25 S.CoRok. : Sortie de contrôle de relais de mesure» S.An. : Sortie analogique S.num. : Sortie numérique M F 30 M A E jVlS S 35 Eq Fo *8 EZ Aw Non fermé Fermé Marche Arrêt Echantillonnage Masse Sortie Equilibrage Fonctionnement Réglage Essai Z Gourant alternatif 40 En se reportant à la figure 1, on voit, représenté à titre 72 12903 2133659 d'exemple, .un. dispositif de contrôle de couleur 12 selon l'invention. Un appareil de transport du produit, tel qu'une canalisation, un convoyeur à courroie sans'fin 14-", etc., est éclairé par des moyens d'éclairement appropriés 16, tels qu'une lampe à in-p caiiaescence ou fluorescente, ou une combinaison des deux. Le produit 18 est protégé de la lumière àmoiante ou des changements de couleur s'il y en a, au moyen d'un élément de protection-20. Get élément de protection 20 n'est pas nécessaire pour des variations d'intensité de la lumière, puisque l'invention envisage un pro-10 cessus de division dans lequel les deux entrées sont soumises aux mêmes variations d'intensité lumineuse qui sont par conséquent annulées par le processus de division. Des moyens électro-optiques d'observation, désignés ici dans leur ensemble par la référence 2 72 12903 6 2133659 Un diaphragme de synchronisation 30 est disposé à l'intérieur de l'objectif 26 (doublet plan-convexe). A la suite du système de lentilles de synchronisation 24 et du diaphragme 2b, est disposé un miroir semi-transparent non coloré diviseur de faisceau 56. Le 5 diviseur de faisceau 3b laisse passer une partie de la lumière du plan image A diaphragmé vers un détecteur photoélectrique 32 et réfléchit la partie restante de la lumière vers un détecteur photoélectrique 34. La zone formée par le diaphragme de synchronisation 30 est mise au point par le système de lentilles de synchro-10 nisation 24 aux plans image u et G situés sur les éléments photosensibles 35j 35 à l'intérieur des détecteur photoélectrique 32 et 34, respectivement. Le diaphragme de synchronisation 30 est réalisé en matériau opaque et a une ouverture centrale 40- de dimensions et de forme déterminées par la forme des zones photo-"15 sensibles des éléments photo-sensibles 33, 35- Des filtres de couleur 42, 44- sont disposés dans les faisceaux transmis et réfléchis introduits dans les détecteurs photoélectrique 32, 34, respectivement . Puisque l'objet pour le système de synchronisation est la 20 zone formée par le diaphragme de synchronisation 30, la lumière reçue par chaque détecteur photoélectrique 32 et 34 est en synchronisme chacune avec l'autre et complètement diffusée, n'ayant pas de caractéristiques d'image du produit 18 ou du diaphragme 28. Par conséquent l'invention contrôle la teinte du produit en 25 calculant le rapport de deux longueurs d'onde spécifiques de lumière réfléchie (dans laquelle les deux longueurs d'onde spécifiques dépendent de la couleur du produit), ladite lumière provenant exactement de la même zone du produit. Chaque teinte est représentée par son propre rapport de différence l'identifiant. 30 Les caractéristiques, par exemple, les longueurs d'onde de couleur, des filtres 42, 4-4- sont déterminées par le produit à trier, a titre d'exemple seulement, on supposera que le produit est constitué par des pommes de terre chips qui ont été rôties par passage dans un fourneau (non représenté) continu à huile chau-35.de par l'intermédiaire du convoyeur à courroie 14. Dans ce cas, des filtres n-d et 44 sont choisis pour transmettre des bandes é-troites spécifiques (par exemple de longueurs d'onde) de lumière vert-bleuâtre et rouge (4-96 et 6?6 nanomètres, respectivement), puisque le rapport de la lumière vert-bleuâtre à la lumière rouge 40 réfléchie par une pomme de terre chips s'accroît avec le temps de 72 12903 7 2133659 cuisson, c'est-à-dire que la lumière vert-bleuâtre décroît à une vitesse plus grande que la lumière rouge avec la modification de la couleur du chips depuis une couleur crème pâle à une couleur jaune brun foncé durant le processus de rôtissage dans l'huile > chaude. En conséquence, l'achèvement du rôtissage et l'aspect des pommes de terre chips sont régulés par le contrôle de la modification des rapports de la lumière vert-bleuâtre à la lumière rouge. a la figure 6 est représenté un graphique montrant l'effet d'un changement dans la couleur de pommes de terre chips durant 10 le rôtissage, relativement aux rapports engendrés par l'appareil de l'invention. Le graphique s'explique de lui-même ; à la longueur d'onde du filtre 4-2 du canal z (par exemple 49fo nanomètres) un chips "clair" (c'est-à-dire un chips qui n'a pas été assez rôti) réfléchit 47>c de lumière, et à la longueur dronde du filtre 15 44 du canal Y (par exemple 676 nanomètres) il réfléchit 7^% de lumière. D'autre part, un chips "sombre" (c'est-à-dire un chips qui a été trop rôti) réfléchit 40ï& de lumière à la longueur d'onde du filtre 4d du canal Z, et */0% de lumière à la longueur d'onde du filtre 44 du canal Y. Par conséquent le filtre 4-2 voit une 20 diminution de 77^ du pouvoir de réflexion de la lumière, mais le voit filtre 44-/seulement une diminution de 470 du pouvoir de réflexion. En conséquence, si le rapport iS/I est mesuré pendant que le chips est rôti, il est égal à 47/74 ou fo5,P/c pour un chips pas assez rôti, mais est pour un chips trop rôti. La dif-25 férence entre les rapports de t>3,5 - 57» 1 = 6,4yo est facilement détectée par le dispositif extrêmement sensible selon l'invention puisqu'il est facilement réglé pour fournir une déviation à pleine échelle avec une différence de 10/o dans les rapports. Par conséquent même des écarts de l'ordre de U,1>_> sont facilement détec-30 tés et affichés par l'appareil de l'invention. Les signaux électriques de sortie des détecteurs photoélectriques 52, 54 (appelés ci-après "signaux de couleur" par commodité) sont proportionnels respectivement à l'intensité des deux pinceaux de couleur cui sont transmis par les filtres respectifs 00 Les signaux de couleur sont introduits dans un dispositif de calcul électronique de contrôle, désigné ici dans son ensemble par la référence h-6, par l'intermédiaire d'un circuit de commande de li'';ne (figure 2) à faible isipéaance de sortie, à tension asservie et d'un câble h-6 de longueur pouvant être choisie, j-ie 4-0 circuit de comrnande de li^ne ^7* décrit ci-après, comprend une 72 12903 a 2133659 paire de circuits à 100% de contre-réaction tels que ceux représentées par les amplificateurs opérationnels FaIKGHILD 740, à transistor à effet de champ d'entrée, 50, 52 de la figure 2, qui procurent une impédance de sortie très faible au dispositif de 5 calcul de contrôle 4-6, indépendamment des variations de longueur du câble 48. Les amplificateurs opérationnels à tension asservie 50, 52 sont couplés thermiqueinent au moyen d'un anneau métallique ?5 (représenté en pointillés) qui compense les dérives internes dues aux différences de température entre les amplificateurs. 10 Les signaux de couleur en provenance des transducteurs élec- tro-optiques 32, 34 sont introduits dans des moyens multiplicateurs/diviseurs analogiques, référencés 54, et décrits ci-après en référence à la figure 2. Les moyens "diviseurs" 54 sont un dispositif à rapport analogique vrai, c'est-à-dire que le signal qui 15 en sort est un rapport vrai, ou division, des deux signaux de couleur qui lui sont appliqués. Un tel organe diviseur typique 54 est le modèle 107 0 fabriqué et vendu par Hybrid Systems Corporation. Puisque les deux signaux de couleur appliqués au diviseur 54 sont représentatifs des intensités des couleurs respectives 20 engendrées par le produit et transmises par les filtres 42, 44-, il s'ensuit que le signal de sortie du diviseur 54 (désigné dans ce qui suit par "signal de rapport de couleur") correspond au rapport vrai des deux couleurs. Le signal de rapport de couleur est présenté aux moyens d'affichage du signal 56, tel qu'un appareil 25 de mesure approprié, et est également fourni à une borne de sortie 58 dans n'importe lequel de plusieurs formats choisis, décrits ci-après. En se reportant maintenant à la figure 2, on voit représenté en détail un mode de réalisation de l'invention correspondant au 30 dispositif de contrôle 12 de la figure 1, dans lequel des composants identiques portent les mêmes références. En conséquence, un produit 18 sur un convoyeur à courroie 14 est ODservé par le trajet optique formé par le système optique coaxial commun, un diviseur de faisceau 5& identique à celui de-la figure 1 est dis-55 posé pour intercepter le trajet optique 58 pour fournir une première paire de trajets lumineux réfléchis et transmis. Le trajet de lumière transmise peut êtr-e ooservé par un opérateur tel qu' en bO au moyen d'une ouverture d'ODservation 62, la ■zone réelle sur la courroie 14 ooservée par le trajet optique 3 72 12903 2133659 optiques djooservation 22 relativement au produit 18. Un second diviseur de faisceau 64 est prévu dans le trajet optique réfléchi, une partie de l'énergie lumineuse provenant du produit 18 étant réfléchie sur un tuoe photomultiplicateur b6 du détecteur 5 photoélectrique 52, par voie du filtre de couleur 42, et la par-oie restante' étant transmise à un tube photomultiplicateur 68 du détecteur photoélectrique 54, par voie du filtre de couleur 44-, Gomme on peut le voir, l'appareil de la figure 1 est une version simplifiée de celui de la figure 2, dans laquelle ce dernier ap-'10 pareil comprend des moyens pour permettre à l'opérateur d'observer la vue embrassée par le trajet optique 38. Les moyens électro-optiques d'observation 22 sont représentés à la figure 2 comme étant disposés dans un boîtier 70 et comprennent le circuit de commande de ligne 47 disposé pour recevoir 15 les signaux de sortie provenant de la paire de tubes photomultiplicateurs od, 6b, par voie des résistances de charge respectives 67, b9- Le circuit de commande de ligne 47 comprend les amplificateurs opérationnels 50, 52, préalablement mentionnés, qui procurent une sortie à très basse impédance. Les signaux de couleur 20 en provenance des amplificateurs opérationnels respectifs 50, 52, sont introduits dans le système de calcul de contrôle 46 (représenté comme étant disposé à l'intérieur d'un boîtier 71) aux entrées Z et Y. La longueur de câble est variable et est' imposée par la distance du dispositif de contrôle 46 (boîtier 71) aux 25 moyens électro-optiques d'observation 22 (boîtier 70). En conséquence, le signal de rapport de couleur vu sur une ligne de sortie 76 est égal au rapport ^ • '-Coûte modification dans l'une ou l'autre couleur est reflétée sur la ligne 7ô comme une variation du rapport prédéterminé . L'autre part, toute modification dans 5u les niveaux a'intensité serait appliquée également aux d'eux signaux de couleur Z et Y, et par conséquent serait annulée par la division de Z par 2. 11 est nécessaire que le filtre (42) correspondant au plus petit des deux pinceaux de couleur, soit disposé dans le 'canal 5p Z, et que le filtre (44-) correspondait au plus grand pinceau de couleur soit disposé dars le canal Y, pour fournir ainsi le rapport approprié pour l'opération de division accomplie par le diviseur 5"-, c'est-à-dire que la plus petite valeur soit divisée par la plus grande valeur pour fournir un pourcentage inférieur 40 à loo^, correspondant au rapport des aeux couleurs. 72 12903 10 2133659 La ligne 76 provenant du diviseur 54 est couplée au circuit de contrôle de vitesse 78, ÇLui comprend un circuit à constante de temps variable, représenté ici par une résistance variable 80 en série avec un condensateur 62 qui est à son tour relié à la 5 masse. Le bras variable de la résistance 80 est relié à un amplificateur opérationnel 84 à transistor à effet de champ d'entrée qui empêche des erreurs dans le signal électrique en empêchant la charge de la résistance 80. Le signal de sortie en provenance de l'amplificateur opérationnel 84 est introduit, conjointement 10 avec une masse 86, à une paire de bornes 88 pour délivrer un signal de sortie analogique. Dans certaines applications, il est désirable de faire la moyenne des variations dans la variation de couleur du produit. En conséquence, le circuit de contrôle de vitesse 78, déjà men-15 tionné, agit comme un moyen pour faire la moyenne des fluctuations du signal du rapport de couleur. Ceci permet une durée choisie pour transmettre avant que les signaux de rétro-action en provenance du dispositif de contrôle 46 affectent l'appareil de traitement contrôlé. 20 Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 84 est également appliqué à une pluralité de bornes de sorties 90, par voie d'un convertisseur analogique/numérique 92, pour fournir des signaux de sortie numériques pour réunir le dispositif d'observation de couleur 12 à l'appareil numérique de contrôle de trai-25 tement, par exemple calculateurs numériques, enregistreurs, etc., (non représentés) qui contrôlent les opérations de traitement. Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel est également appliqué aux moyens d'affichage du signal. 56-, qui fournissent un appareil *de mesure 94 pour observer visuellement le si-30 gnal de sortie,- aussi bien qu'un-relais 96 à point de réglage haut-Das 9^> qui en fait partie intégrante, pour contrôler le fonctionnement de 1'appareil" de traitement (non représenté) par l'intermédiaire- d'une pluralité de bornes de sortie de rétroaction 98. Les bornes de sortie de rétro-action 98 sont couplées 55 par l'intermédiaire d'un circuit de rétro-action (non représenté) à des contrôles de l'appareil de traitement, par exemple des contrôles de température d'un four, d'une rôtissoire, des concrôles de soupape dans un appareil de mélange du produit, etc. . j-.es différentes bornes de sortie 86, yù, yô décrites ci-dessus cor-40 respondent par conséquent aux bornes de sortie désignées dans 72 12903 n 2133659 leur ensemble par 5b à la figure 1. Selon l'invention, il est désirable que les signaux qui sont appliqués à partir des tubes photomultiplicateurs e>6, 68 au diviseur 54 soient en phase, par exemple, en synchronisme en temps 0 effectif. i'out;efois la sensibilité de la surface de photocathode (désignée ici par les références 55, respectivement) varie par rapport à la position du point lumineux frappant la surface. Par conséquent les signaux de sortie des deux tuoes photomultiplicateurs bô, 06 ne sont pas nécessairement "en phase" quand ils 1u sont frappés par un faisceau lumineux, à cause du fait que les é-léments de photocathode ne sont pas fabriqués physiquement ou photo-optiquement avec une sensibilité précise et linéaire le long de leurs longueurs et de leurs largeurs de surface. Toutefois, si les signaux de sortie respectifs des tubes photomultiplicateurs 15 66, 6b ne sont pas en phase, l'opération de division effectuée par le diviseur 54 est erronnée. Celle-ci fournit à son tour un signal de rapport de couleur faux. Pour corriger cette condition, ainsi que pour observer la même zone au même moment avec deux canaux de couleur, la combinai-20 son de l'invention propose le "système de synchronisation optique" formé par le diaphragme j>0 et le système de lentilles de synchronisation 24. La dimension de l'ouverture 40 dans le diaphragme est choisie pour adapter les dimensions de la "région de meilleure collection" des éléments de photocathode 55, 55» De plus, l'inven-25 tion propose l'appareil d'observation optique commun en combinaison avec le système de synchronisation optique, par la disposition coaxiale du diaphragme 28 et de l'objectif 26. La combinaison de l'optique définit un trajet d'observation optique commun (5°) conjointement avec le système de synchronisation optique. 5^ On se réfère plus particulièrement aux figures 5 et 4 où est représenté le système de synchronisation optique de l'invention, moins le système de lentilles 26 constituant l'objectif et le diaphragme db, c'est-à-dire moins la partie ae l'optique formant 1' image, --xinsi qu'on l'a noté ci—dessus, les tuoes photomultiplica— ;>? teurs ne fournissent pas toujours un signal de sortie "en phase" quand ils sont frappés par de la lumière tombant sur la surface entière de leurs éléments de pïiotoeathode. ^n conséquence, l'invention propose l'ouverture 4^ dans le diaphragme ladite ouverture dans le diaphragme 50 étant choisie quelque peu plus pe-40 -cite que la "région de meilleure collection", puisque les deux 72 12903 12 2133659 faisceaux appliqués aux détecteurs photoélectriques 32, 54 voient la même zone au même moment, et puisque leur image se forme sur les 'régions de meilleure collection" des tubes 66, 6b, des signaux synchrones sont engendrés par les tubes 66, 68 pour assurer que 5 les signaux délivrés au diviseur 5*+, par l'intermédiaire des lignes 72, 74, soient en phase. A la figure 5 est représentée la partie du système optique qui détermine le trajet d'observation optique 58 et qui, en com-Dinaison avec le système de synchronisation optique des figures 10 5, 4 procure une optique commune pour observer le produit tout en fournissant des signaux électriques synchrones représentatifs de la couleur du produit. En conséquence, la. lumière collectée par le système de lentilles 26 constituant l'oDjectif et provenant du produit 18 est mise au point au plan image a du système de len-15 tilles de synchronisation 2m-. La zone d'observation sur la courroie 14 est déterminée par le diaphragme 2b disposé entre les deux lentilles plans-convexes 24 et peut être circulaire, rectangulaire, carrée, etc. . Pour déterminer les constituants à utiliser dans les moyens 20 électro-optiques d'observation 22, les longueurs optiques L2, L5, et L4 (et par conséquent la distance focale du système de lentilles de synchronisation 24) sont déterminées par les dimensions, les distances de photocathodes, etc. , relativement à l'image formée par le diaphragme 50. ±>a distance focale du système de 25 lentilles 26 constituant l'oDjectif est déterminée par L1 et L2. Gomme déjà mentionné, la dimension du diaphragme 30 est déterminée par la dimension des éléments de photocathode 35, 55- La longueur optique L1 est déterminée par l'application particulière pour le système 12, par exemple par la distance des moyens élec-30 tro-optiques d'observation 22 de la zone à observer. La taille et la forme du diaphragme 28 sont déterminées par l'application pour le système, par exemple la zone à observer, le type du produit traité, les conditions de fonctionnement, etc. . jtl la f igure 6, est .représenté en détail un schéma synoptique 55 de la partie électronique au système électro-optique d * observation 2/d, ainsi que le système de calcul électronique de contrôle 4b v ôes eomposancs iden ci que s dans les circuits des finrres 1. cL S t» Ô pûX'"C0ïi G _lÔS X'6-l. ô3 « Le trajet optique j>ê (fi;_rar« a ;?) frappe les cathodes 40 photoélectriques 39, 00 pour produire des signaux de couleur à 72 12903 13 2133659 partir des^ tubes photomultiplicateurs respectifs 66, 68. Les sorties sont couplées à des résistances de charge 67» 69, respectivement, ainsi qu'aux entrées des amplificateurs opérationnels 50, p2 à transistor à effet de champ d'entrée. Les résistances 5 de charge 67, t>9 sont choisies selon le niveau du signal optique provenant du produit observé. Les photomultiplicateurs 66, 66, aussi bien que les filtres de couleur 4^, 44 des figures 1 à 5» sont choisis selon les parties des spectres optiques utilisés pour le produit observé. 10 Les cathodes d'une paire de diodes de blocage 104, 106 sont respectivement couplées aux sorties des tubes photomultiplicateurs 66, 08. Leurs anodes sont couplées ensemble et de là au point de jonction entre une paire de résistances 108, -"110 qui sont branchées entre - 15 volts et la masse respectivement. Par 15 conséquent les diodes 104 et 106 procurent une action de blocage pour limiter le niveau d'entrée sur le circuit de commande de ligne 47 a 10,1 volts pour éviter une surchage de ce dernier. Les extrémités libres des résistances de charge 67, 69 sont reliées à la masse par l'intermédiaire de condensateurs de dérivation 20 112, 114 qui évitent de recueillir des tensions parasites, et aussi aux circuits de polarisation à tension variable 116 et 117-Les gains des photomultiplicateurs 66, 68 sont contrôlés au moyen des circuits de contrôle de gain 118, 119. un commutateur fonctionnement-réglage 120 est prévu dans les lignes 72, 74, qui 25 conjointement avec un contrôle de gain 122 et un contrôle d'équilibrage 124, procure des moyen pour régler le diviseur 54. Le signal de sortie du diviseur 54 est appliqué par l'intermédiaire du circuit de contrôle de vitesse 78 et de l'amplificateur opérationnel 84 à transistor à effet de champ d'entrée déjà 50 mentionné, à un commutateur analogique 126 relié aux bornes de sortie bfcs, et également à un commutateur numérique 12fc relié aux bornes de sortie numériques 90 par l'intermédiaire du convertisseur analogique-numérique y2. Ge convertisseur 92 est du type classique avec les entrées habituelles d'alimentation, le signal ^5 analogique lui étant appliqué par l'intermédiaire d'une résistance de réglage 150. Le signal de sortie '/S de l'amplificateur opérationnel 84 est également appliqué aux moyens d'affichage du signal 56 par 1'intermédiaire de moyens modificateurs d'échelle 152. Ces der-40 niers comprennent la combinaison d'un commutateur de fonction 72 12903 14 2133659 134 relié à l'appareil de mesure 94, d'un commutateur d'ajustage d'ouverture 156 et d'un commutateur de pourcentage de décalage 138. lie commutateur de fonction 134 permet la sélection de contacts de commutateur et de circuits pour permettre l'équilibrage 5 de la circuiterie durant l'étalonnage préalablement au fonctionnement du système d'observation. Une sélection convenable de la position du commutateur d'ajustage d'ouverture 136 modifie la sensibilité d'échelle de l'appareil de mesure 94, tandis que la sélection de la position du commutateur de pourcentage de décalage 10 138 détermine le pourcentage du décalage d'échelle. Par conséquent les commutateurs 136, 138 procurent à l'appareil de mesure 94 une sensibilité accrue sur une plage choisie du déplacement de l'aiguille de l'appareil de telle sorte que même de légers écarts dans le signal de rapport de couleur soient facilement détectés. 15 Les moyens de relais 96 comprennent deux relais et deux points de réglage, par exemple un relais à point de réglage haut 140 et un relais à point de réglage bas 142. Les réglages des contacts des relais à point de réglage haut et bas 140, 1h-2 sont déterminés par positionnement mécanique correspondant aux index de 20 réglage haut et Das 144 et 146, respectivement, sur l'appareil de mesure 94. En fonctionnement, les contacts des relais 140, 142 sont modifiés lorsque l'aiguille de l'appareil 148 passe devant les index 144, 146. Une sortie de contrôle du relais est prévue sur l'un des jeux de bornes de sortie de relais haut et/ou bas 2p 98, en fermant le circuit de relais par l'intermédiaire d'un commutateur 150. En conséquence, le système d'ooservation de couleur de l'invention procure différents types de signaux de sortie pour adapter le système à des applications spécifiques. Par exemple, la 50 sortie de contrôle du relais fournit une commutation haut et bas en réponse à la couleur du produit observé, commutation qui peut être utilisée pour des voyants de contrôle, sonneries, soupapes de four, etc., pour fournir par conséquent un circuit de correction par contre-réaction, ^e signal de sortie analogique sur les 35 bornes 88 peut être utilisé, par exemple, pour tracer des courbes continues sur une feuille dans un enregistreur, etc. Le signal de sortie numérique sur les bornes 90 peut être utilisé pour contrôler un appareil dans un appareillage numérique de traitement ; par exemple pour introduire des signaux numériques dans un calcu-40 lateur qui contrôle à son tour la température d'huiles de rôtis 72 12903 2133659 sage, la vitesse d'un convoyeur à courroie, des températures de four, des soupapes d'écoulement de matière, etc. . a la figure V est représenté le panneau avant du système de calcul électronique de contrôle *tb. Les différents cadrans sont 5 référencés et en conséquence s'expliquent d'eux-mêmes quand on les compare à la circuiterie décrite à la figure 6. Toutefois 1' appareil de mesure 94 comprend les index de réglage 144, 14b qui sont réglés en position manuellement par des Doutons respectifs 1^2, 1^4 pour déterminer les positions liaute et basse pour le 10 fonctionnement des relais 140, 142. A titre d'exemple seulement, il y a différentes procédures d'étalonnage à accomplir avant de faire fonctionner l'appareil de l'invention au cours d'une procédure d'observation. La première procédure d'étalonnage est le réglage "permanent" du diviseur 54 15 durant l'assemblage du système. En se référant aux figures 6 et 7, le commutateur fonction 154 est réglé sur la position "fonctionnement". Le commutateur de réglage d'ouverture 136 est placé dans la position "Ix" et le circuit de contrôle de vitesse 78 (bras 80) est tourné dans le sens des aiguilles d'une montre vers 20 la position "ï"1 (ou rapide). Les commutateurs d'alimentation, a-nalogique et numérique 162, 126 et 128 respectivement, sont fermés . Le commutateur fonctionnement-réglage 120 est placé sur la position "G" et le contrôle 122 est réglé pour une tension de sor-25 tie de 10 volts aux bornes de sortie analogiques 88. Le commutateur 120 est ensuite placé en position "Jâ" et le contrôle de polarisation 124 est réglé pour la même tension de sortie de 10 volts sur les bornes 88. Les deux opérations ci-dessus peuvent être répétées. 50 Ensuite le commutateur fonctionnement-réglage 120 est placé sur la position "G" et une impulsion d1échantillonnage à temps de montée rapide a'environ + 2,5 volts est appliquée à la uome "échantillonnage" reliée au convertisseur analogique-numérique 92. La résistance de réglage 150 est ajustée pour tous les signais 55 de sortie "b- La seconde procédure dJétalonnage implique le réglage ou 1' équilibrage du système de calcul électronique de contrôle —ô par 40 rapport au produit spécifique ocservé et la sélection des régla 72 12903 16 2133659 ges du décalage d'échelle désiré et d'ouverture, a. cette fin, avec les moyens électro-optiques d'ooservation 22 installés au-dessus du convoyeur à courroie 14, les commutateurs analogique, numérique et de relais 126, 1^8, 150 sont respectivement ouverts 5 et le commutateur d'alimentation 162 est fermé (Figures 6 et 7). La coulisse optique 29 (Figures 1 et 2) est fermée pour "bloquer toute la lumière provenant du système optique, c'est-à-dire qu' ainsi aucune lumière ne parvient aux photomultiplicateurs 66,68. Avec le commutateur de fonction 154 sur "essai Z", le contrôle 10 ZD (circuit de polarisation 117) est ajusté pour positionner 1' aiguille 148 de l'appareil de mesure sur zéro. Ensuite avec le commutateur de fonction 154 sur "réglage Y", le contrôle YD (circuit de polarisation 116) est ajusté pour fournir un réglage de zéro pour l'aiguille 148 de l'appareil de mesure. Les contrôles 15 ZI) et YD règlent la sortie électrique, (c'est-à-dire les signaux de couleur) pour les moyens d'observation 22 correspondant à la condition "sombre" ou "pas de lumière". La coulisse optique 29 est ensuite ouverte pour permettre aux moyens d'observation 22 de voir un étalon optique (non repré-20 senté) placé sur la zone d'observation. L'étalon optique consiste en une plaque ayant un coefficieiit de réflexion dépendant du produit observé. Par exemple, un produit "clair" tel que des pommes de terre chips utiliserait un étalon optique de l'ordre de 8(^.o de coefficient de réflexion. Un produit "sombre" tel qu'un 25 café torréfié utilise un étalon optique ayant un coefficient de réflexion de l'ordre de 5>- Le commutateur de fonction 154 est placé sur la position "réglage Y", et le circuit de contrôle de gain de Y 118 est ajusté pour une déviation totale de l'aiguille 148 de l'appareil de mesure. Le commutateur de fonction est en-30 suite placé sur la position "équilibrage" et le contrôle de gain d'équilibrage Z 119 est ajusté pour une sortie à pleine échelle de l'aiguille 146 de l'appareil de mesure. 11 est généralement désirable à ce moment de répéter les opérations précédentes pour se débarrasser des effets de l'écou-35 lement du courant d'obscurité dans les tubes photomultiplicateurs 66, 68. Ensuite le commutateur de fonction 13^ est placé sur la position "fonctionnement", et avec l'étalon optique maintenant en position, l'aiguille 1^8 de l'appareil de mesure indiquerait une ^0 déviation à pleine échelle, ^'étalon optique est ensuite enlevé 72 12903 17 2133659 et le commutateur de pourcentage de décalage 15& est placé sur le réglage de pourcentage correspondant à la plus faible valeur attendue pour le produit observé. Ensuite le commutateur ae réglage d'ouverture 15® est placé en accord avec la gamine du produit observé, iie dispositif de l'invention est alors prêt pour le processus d'observation. 72 12903 1b 2133659 1) Dispositif d'observation de couleur pour observer en permanence l'énergie lumineuse réfléchie par un produit éclairé à l'intérieur du spectre des fréquences optiques, caractérisé en ce 5 qu'il comprend des moyens électro-optiques disposés pour observer la même zone du produit avec une paire de trajets optiques coa-xiaux de longueurs d'onde respectives à l'intérieur du spectre des fréquences optiques, lesdits trajets optiques ayant des niveaux d'énergie lumineuse réfléchie sur la paire de longueur d' 10 onde, niveaux représentatifs de la couleur pour ces longueurs d' onde, et des moyens électriques couplés aux moyens électro-optiques pQur engendrer un rapport de la paire desdits niveaux lumineux, lequel rapport est représentatif des énergies réfléchies des longueurs d'onde et par conséquent de la couleur du produit. 15 2) Dispositif d'observation de couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une source de lumière pour éclairer le produit, lesdits moyens électro-optiques comprenant des moyens pour observer le produit et engendrer en permanence une paire de signaux électriques de couleur en phase représen-20 tatifs de la couleur du produit observé, lesdits moyens électriques comportant des moyens couplés aux moyens d'observation et de division de la paire de signaux électriques de couleur en phase pour fournir un signal de rapport de couleur égal à la division de la paire de signaux électriques de couleur en phase, lequel si-25 gnal de rapport de couleur est représentatif de la couleur du produit observé, et des moyens de sortie couplés aux moyens de division Pour fournir un signal de sortie représentatif du signal de rapport de couleur et par conséquent de la couleur du produit. 5) Dispositif d'observation de couleur selon la revendication 50 d, caractérisé en ce que les moyens d'observation comprennent des moyens électro-optiques d'observation disposés pour observer le produit et pour recevoir de la lumière réfléchie par celui-ci, lesdits moyens d'observation définissant des moyens optiques pour fournir une paire de trajets optiques coaxiaux de longueurs d'onde 55 dominantes choisies qui observent la même zone du produit, et des transducteurs pour recevoir les trajets optiques coaxiaux et pour fournir la paire de signaux électriques de couleur en phase de grandeurs correspondant à ladite paire de niveaux de lumière. h-) Dispositif d'observation de couleur selon la revendication ••G 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de division comprennent 72 12903 -w 2133659 des moyens £e calcul de contrôle connectés aux moyens électrooptiques d'observation pour recevoir la paire de signaux électriques de couleur en phase, lesdits moyens de contrôle comprenant un diviseur analogique pour effectuer la division de la paire de p signaux électriques de couleur et pour engendrer le signal de rapport de couleur ; et en ce que les moyens de sortie comprennent un circuit de sortie incorporé aux moyens de calcul de contrôle et connecté au diviseur pour fournir un signal de sortie de format choisi qui est représentatif du signal de rapport de couleur. 10 y) Dispositif d'observation de couleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens électro-optiques d'observation comprennent une paire de transducteurs électro-optiques disposés pour recevoir une image du produit éclairé, des filtres de couleur disposés devant les transducteurs électro-optiques 15 respectifs à l'intérieur de chacun des trajets optiques respectifs pour définir les trajets optiques de longueurs d'onde dominantes choisies, et des moyens de synchronisation disposés devant les filtres de couleur pour appliquer l'image du produit éclairé formée par les trajets optiques aux transducteurs électro-optiques dO en phase. o) Dispositif d'observation de couleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de calcul de contrôle comprennent des moyens d'étalonnage pour régler le signal de rapport de couleur à une valeur choisie en rapport avec la référence de cou- dLj leur voulue pour le produit, et en ce que lesdits circuits de sortie reçoivent toute variation du signal de rapport de couleur à partir de celui correspondant au réglage par les moyens d'étalonnage des moyens de calcul de contrôle, ladite variation étant représentative de la différence de couleur entre le produit ooser-50 vé et la couleur désirée pour celui-ci. '/) Dispositif d'observation de couleur selon la revendication o, caractérisé en ce que lesdits moyens électro-optiques dfooser-vation comprennent en outre un système de lentilles constituant l'oojectif, disposé le long d'un axe optique choisi ; lesaits y? moyens de synchronisation comprenant un système de lentilles de synchronisation, disposé le long de l'axe optiuue choisi et coaxialement avec lesaites lentilles d'objectif, un diviseur de faisceau disposé le long de l'axe optique choisi la paire de trajets optiques étant fournie auxdits transducteurs électro-opti-■+U ques par 11 intermédiaire de filtres de couleur. 72 12903 20 2133659 8) Dispositif d'observation de couleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de sortie comprennent des moyens d'affichage pour indiquer le signal de rapport de couleur. 5 9) Dispositif d'observation de couleur selon la revendica tion 8, caractérisé en ce que les moyens d'affichage comprennent en outre un relais à point de réglage haut/bas pour fournir un signal de sortie indiquant que le signal de rapport de couleur décroît en dessous ou croît au-dessus du point de réglage haut/ 10 bas de celui-ci. 10) Dispositif d'observation de couleur selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de sortie comprennent un convertisseur analogique-numérique pour fournir un signal de sortie numérique représentatif du signal de rapport de cou- 15 leur. 11) Procédé d'observation de l'énergie lumineuse réfléchie par un produit éclairé à l'intérieur du spectre des fréquences optiques, caractérisé par les opérations d1éclairement du produit et de mesure du rapport de deux longueurs d'onde spécifiques de 20 la lumière réfléchie par la même zone du produit, ledit rapport étant représentatif de la couleur du produit. 12) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'opération de mesure comprend en outre les opérations de formation d'une paire de trajets optiques coaxiaux de longueurs d'onde 25 respectives à l'intérieur du spectre des fréquences optiques, trajets voyant la même zone du produit, et de génération d'un signal de sortie représentant le rapport vrai des niveaux de lumière des trajets optiques réfléchis, ce rapport étant représentatif de l'énergie réfléchie aux deux longueurs d'onde et par conséquent 50 de la couleur du produit. 15) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'opération de formation comprend les étapes de génération d'une image d'une zone choisie de produit, de présentation de l'image aux dimensions choisies à une paire de transducteurs électro-op- 23 tiques, et en ce que l'opération ae génération d'un signal de sortie comprend en outre la division de la paire de signaux de couleur pour fournir un rapport de ceux-ci représentatif des niveaux de lumière des trajets optiques réfléchis. 72 12903 21 2133659 14) iifocédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les opérations d'affichage du rapport représentatif de l'énergie réfléchie aux deux longueurs d'onde choisies, et de génération de signaux de contrôle représentatifs d'écarts du rapport pour déterminer les écarts dans la couleur du produit.