Brevet FR2510259A1 — publié le 19830128

La présente invention concerne la mesure de la teneur en humidité d'une feuille, par exemple d'une feuille intercalaire de matière plastique utilisée dans la fabrication-de vitres stratifiées, par exemple des vitres employées en construction et des pare-brise d'avions ou d'automobiles. En général, dans la fabrication de pare-brise pour automo- biles, des feuilles de matière plastique, par exemple du type décrit dans le brevet des Etats-Unis ng 4 101 529, sont décou- pées dans un ruban continu, lavées, séchées, puis placées entre deux plaques de verre Les plaques de verre avec, entre elles, la feuille de matière plastique ou feuille intercalaire, sont- soumises à un traitement par application de chaleur et de pres- sion, par exemple suivant les enseignements des brevets des Etats-Unis N 2 3 987 449 et 4 046 951, pour former un pare-brise stratifié La teneur en humidité de la couche intercalaire peut exercer une influence sur la qualité du produit fini: par exemple, si la teneur en humidité -est supérieure à 0,70 % envi- ron, l'adhérence de la feuille aux plaques n'atteint pas le degré voulu et il pourra en résulter une déstratification Par contre, si la teneur en humidité est inférieure à 0,30 % en poids environ, l'adhérence aux plaques est trop grande, ce qui pourra abaisser la résistance aux chocs du pare-brise. Les feuilles de matière plastique sont nettoyées, séchées et placées entre les plaques de verre pour former un sous- ensemble dans un milieu ambiant contrôlé et la teneur en humi- dité de la feuille de matière plastique est vérifiée à des moments choisis, par exemple après les opérations de lavage et de séchage L'une des techniques de contrôle d'humidité consiste à vérifier manuellement des feuilles sélectionnées, en utilisant par exemple un analyseur d'humidité à l'infra-rouge de lockwood Ic Clorie Bien que cette technique soit acceptable, elle ne donne pap la teneur en humidité de chaque feuille de matière plastique et elle exige ordinairement les opérations manuelles consistant à retirer la feuille d'un transporteur, à mesurer la teneur en humidité de la feuille de matière plastique et à replacer cette feuille sur le transporteur. On dispose également d'instruments permettant de mesurer la teneur en humidité dans un ruban de matière plastique en mouvement continu Un tel instrument est vendu par la Moisture System Corporation sous le nom d'analyseur d'humidité Quadra- Beam TM Certes, cet instrument est acceptable pour mesurer la teneur en humidité dans un ruban continu en mouvement, mais on est obligé de prendre en considération des-facteurs supplémen- taires lorsqu'on cherche à mesurer la teneur en humidité dans des feuilles de matière plastique espacées en mouvement Par exemple, le temps de réponse du circuit de l'instrument au passage d'une période de non- contr 8 le, par exemple entre le bord arrière d'une feuille de matière plastique précédente et le bord avant d'une feuille de matière plastique suivante, à une période de contrôle, doit être bref si-l'on veut mesurer complètement et avec précision la teneur en humidité de la feuille située en amont Cette limitation peut être surmontée par modification du circuit de l'instrument, par variation sélective de la vitesse du transporteur ou par réduction de l'intervalle entre les feuilles Bien qu'il soit possible d'ef- fectuer ces modifications, il serait avantageux de disposer, pour l'inspection automatique de feuilles de matière plastique espacées en mouvement, d'un système qui ne nécessite pas de modifications de l'instrument ou de l'équipement transporteur. La présente invention concerne un procédé pour réduire le temps de réponse de l'équipement de-contrôle, entre une période de non-contr 8 le et une période de contrôle pendant laquelle des feuilles de matière plastique sont testées quant à leur teneur en humidité à l'aide d'au moins un faisceau d'énergie émis. Pendant la période de non-contrôle, le faisceau d'énergie émis est réfléchi par une plaque d'arrière-plan, sous forme de fais- ceau d'énergie réfléchi par la plaque ayant un niveau d'énergie prédéterminé, puis le faisceau d'énergie réfléchi par la plaque est évalué par des organes qui comprennent un circuit électrique. Pendant la période de contrôle, le faisceau d'énergie émis, diri- gé vers la plaque d'arrière-fond, est intercepté par une feuille de matière plastique et donne un faisceau d'énergie réfléchi par la feuille, puis l'énergie du faisceau réfléchi par la feuille est évaluée pour déterminer la teneur en humidité de la feuille au moyen du circuit électrique Le faisceau réfléchi par la plaque, produit pendant la période de nôn-contrôle, est choisi de manière à présenter un rapport prédéterminé avec la gamme de teneur en humidité escomptée pour les feuilles, afin de réduire le temps de réponse des organes de contrôle entre la période de non-contr 8 le et la période de contrôle Ce rapport est détermi- né par les modalités de l'opération de direction du faisceau et de l'opération d'évaluation. La présente invention concerne un dispositif permettant, entre autres choses, de réaliser le procédé défini ci-dessus et comprenant une plaque d'arrière-plan, par exemple un support dont la surface a été rendue réfléchissante pour réfléchir des faisceaux d'énergie émis, et des organes pour diriger des faisceaux d'énergie vers la plaque, ainsi que des organes, com- prenant un circuit électrique, pour détecter le faisceau réflé- chi afin de déterminer la teneur en humidité de la feuille. D'après un mode de réalisation de l'invention, un analyseur d'humidité Quadra-Beam TM dirige successivement un faisceau infra-rouge de référence et un faisceau de mesure vers une surface rendue réfléchissante Les faisceaux réfléchis, produits pendant la période de contr 8 le pour des feuilles acceptables, font apparaître sur l'analyseur une indication escomptée de 0,38 à 0,55 environ, ce qui correspond généralement à une humidité de 0,38 % à 0,55 % dans les feuilles Des faisceaux réfléchis par la surface rendue réfléchissante pendant la période de non- contrôle font apparaître sur l'analyseur une indication de 0,53 environ De cette manière, le temps de réponse pour le passage du circuit détecteur de i'analyseur de la période de non-contr 8- le à la période de contrôle est réduit au minimum, sinon éliminé. La fig 1 est une vue latérale en élévation d'un disposi- tif de nettoyage qui comprend un poste de lavage pour nettoyer des feuilles de matière plastique et un poste de mesure d'humi- dité auquel sont appliquées les caractéristiques de l'invention. La fig 2 est une vue faite suivant les lignes 2-2 de la fig 1 et illustrant une période de contrôle. La fig 3 est une vue similaire à celle de la fig 2, il- lustrant une période de non-contrôle. Sur la fig 1, le dispositif 10 comprend un transporteur métallique sans fin à chaînes 12 qui fait progresser des feuilles de matière plastique 14 le long d'une trajectoire 15 passant à travers une installation de lavage 16 destinée à nettoyer les feuilles 14, un séchoir 18 qui sèche les feuilles et un poste d'inspection 20, auquel sont appliquées les caractéristiques de l'invention, pour mesurer le pourcentage en poids d'humidité dans les feuilles Comme on le comprendra aisément, le transpor- teur 12, la technique de lavage, l'installation de lavage 16, la technique de séchage ou le séchoir 18 ne constituent pas des limitations del' invention et n'importe quelle technique ou n'importe quel dispositif approprié peuvent être utilisés dans la mise en pratique de l'invention D'autre part, dans l'exposé qui suit, la feuille est une feuille de matière plastique; mais, comme on le comprendra aisément, l'invention ne s'y limite pas. Comme on le voit sur les fig 1 à 3, il est dispose, au poste d'inspection 20, un analyseur d'humidité 22 pour mesurer la teneur en humidité des feuilles de la manière qui sera décrite ci-après, cet analyseur étant monté au-dessus de-la trajectoire -, tandis qu'une plaque d'arrière-plan 24 est montée au-dessous de la trajectoire 15 pour réfléchir vers l'analyseur 22 des faisceaux d'énergie 25 en provenance de ce dernier Dans la - description de l'invention qui suit, les feuilles 14 sont des feuilles d'acétate de polyvinyle plastifié, utilisées dans la fabrication de pare-brise pour automobiles, par exemple suivant les enseignements du brevet des Etats-Unis N 2 3 808 077 qui sont ici inclus à titre de référence, et l'analyseur d'humidité 22 est du type vendu par la Moisture System Corp sous le nom de marque "Quadra-Beam Td', c' est-à-dire un analyseur photométrique fonctionnant dans la région du proche infra-rouge, avec une longueur d'onde fixe d'énergie dans le proche infra-rouge. Dans la mise en pratique de l'invention, l'analyseur d'humi- dité 22 est monté à 8 pouces ( 20,32 cm) environ au-dessus du transporteur 12, de façon à diriger vers la plaque d'arrière-plan 24 un faisceau ou des faisceaux émis d'énergie d'infra-rouge de référence 26 et un faisceau ou des faisceaux émis d'énergie d'infra-rouge de mesure 28 Le faisceau de référence 26 n'est guère absorbé par les feuilles 14 et n'est guère absorbé par l'eau contenue dans les feuilles 14 Le faisceau de mesure 28 n'est guère absorbé par les feuilles 14, mais il est fortement absorbé par l'eau contenue dans les feuilles 14 On pourra trou- ver une description complète de l'analyseur d'humidité Quadra- Beam TM dans le Manuel d'instructions qui est ici inclus à titre de référence La plaque d'arrière-plan 24 utilisée dans la prati- que de l'invention est un miroir carré de 5 pouces ( 12,7 cm) de côté, monté h 1 pouce ( 2,54 cm) environ du brin supérieur du transporteur 12 dans le trajet des faisceaux 26 et 28. Les feuilles de matière plastique 14 contrôlées d'après les enseignements de l'invention ont une longueur d'environ 4,5 pieds ( 1,35 m) et un intervalle d'environ 2 pieds ( 0,6 m) est ménagé entre le bord arrière de la feuille aval, c'est-à-dire la feuille précédente, et le bord avant de la feuille amont, c'est-à-dire la feuille suivante sur le transporteur 12 qui se déplace à une vitesse d'environ 54 pieds/minute ( 16,2 m/mn). Dans le cadre du présent exposé, les feuilles 14 dont la teneur en humidité se situe dans la gamme de 0,38 % à 0,55 % en poids environ sont considérées comme acceptables à l'emploi dans des pare-brise stratifiés et, en conséquence, l'analyseur 22 est opportunément réglé entre une valeur inférieure d'environ 0,38 et une valeur supérieure d'environ 0,55. Comme le montre la fig 2, pendant une période de contrôle, les faisceaux émis d'énergie de référence 26 et les faisceaux émis d'énergie de mesure 28 sont dirigée successivement, vers la trajectoire 15, tandis qu'une feuille 14 progresse à travers ces faisceaux 26 et 28 Comme on l'a indiqué sur la fig 2 pour un incrément de temps et pour simplifier l'exposé, un faisceau émis de référence 26 quitte l'analyseur 22; tandis qu'une partie du faisceau émis de mesure 28 est réfléchie par la feuille 14 sous forme de faisceau de mesure réfléchi par la feuille 30 et qu'une partie du faisceau de mesure 28 passe à travers la feuille 14 en direction de la plaque 24; tandis qu'une partie du faisceau de référence 26 précédemment émis est réfléchie par la plaque d'arrière-plan 24 sous forme de faisceau de référence réfléchi par la plaque 32; tandis que le faisceau de mesure réfléchi par la plaque 34 passe à travers la feuille 14; et tandis que le faisceau de référence réfléchi par la plaque 32 et le faisceau de référence réfléchi par la feuille 36 se dirigent vers la cellule détectrice (non représentée) dans l'analyseur 22 Les faisceaux de référence réfléchis par la feuille et parla plaque, 32 et 36 respectivement, indiquent la quantité d'énergie réflé- chie à laquelle on peut s'attendre Le faisceau émis de mesure 28 est absorbé partiellement par l'humidité de la feuille 14 et les faisceaux de mesure réfléchis par la feuille et par la plaque et 34 ont respectivement moins d'énergie que les faisceaux de référence réfléchis 32 et 36 Le signal des faisceaux réfléchis , 32, 34 et 36 est analysé au moyen du circuit détecteur (non représenté) de l'analyseur 22 pour donner une valeur en rapport avec la teneur en humidité de la feuille Lorsque l'analyseur détecte dans la feuille un taux d'humidité supérieur à 0,55 en- viron ou inférieur à 0,38 environ, un signal d'alarme est oppor- tunément émis pour indiquer que la teneur en humidité de la feuille de matière plastique contrôlée est inacceptable. Tandis que le bord arrière de la feuille soumise au con- tr 8 le, c'est-à-dire de la feuille précédente, se déplace en aval des faisceaux 26 et 28, c'est-à-dire pendant la période de non-contrôle, les faisceaux émis 26 et 28 frappent la plaque d'arrière-plan 24 et sont réfléchis sous forme de faisceaux de référence réfléchis par la plaque 32 et de faisceaux de mesure réfléchis par la plaque 34 Pendant la période de non-contrôle, la plaque ou support 24 à surface rendue-réfléchissante produit une valeur de réponse de l'analyseur de 0,53 environ En l'ab- sence de plaque d'arrière-plan 24 pendant la période de non- contrôle, le circuit détecteur de l'analyseur 22 ne subit pas de charge et les valeurs indiquées sont voisines de l'indication maximum ou la dépassent Au moment o le bord avant de la feuil- le suivante commence à intercepter les faisceaux 26 et 28, ce qui marque le début de la période de contrôle, la réponse du circuit détecteur, par exemple de 1,00 environ à la gamme com- prise entre 0,38 et 0,55, aboutit à des indications inaccepta- bles pour les régions du bord avant de la feuille ou pour la feuille entière On comprendra mieux ce qui précède à l'aide de l'exemple suivant, exécuté sur une feuille de matière plasti- que ayant une longueur d'environ 4,5 pieds ( 1,35 m) et progres- sant à une vitesse d'environ 54 pieds/minute ( 16,2 m/mn) Un morceau de carton avait été placé sur la surface rendue réflé- chissante de la plaque d'arrière-plan et l'analyseur affichait, pendant la période de non-contrôle, une valeur de 1,19 Pendant la période de contrôle, l'analyseur a affiché une valeur de période de contrôle qui est tombée de 1,19 à 0,80 environ Les feuilles précédentes, contrôlées suivant les enseignements de l'invention, avaient donné, sur l'analyseur, des valeurs compri- ses entre 0,40 et 0,45 Par l'application du procédé de la pré- sente invention, la charge exercée sur le circuit détecteur par les faisceaux réfléchis par la plaque 32 et 34 pendant la pério- de de non-contrôle maintient le circuit détecteur en fonction- nement dans la gamme de 0,38 à 0,55 et, en conséquence, on obtient une indication plus précise de teneur en humidité pour la région du bord avant de la feuille et pour l'ensemble de la feuille Des plaques d'arrière-plan 24 ayant des surfaces différen- tes réfléchissent des faisceaux ayant des niveaux d'énergie différents et, comme on peut le comprendre d'après l'exemple qui précède, une surface de support donnant une valeur compara- ble à celle du carton n'est pas à conseiller pour contr 8 ler la teneur en humidité dans des feuilles espacées en mouvement dans la gamme acceptable de 0,38 à 0,55, mais elle est à conseiller si la gamme acceptable se situe entre 0,90 et 1,50 environ d'après les indications de l'analyseur L'utilisation d'un support en carton n'est pas à conseiller en tant que plaque d'arrière-plan, car il absorbe et libère de l'humidité de manière aléatoire. Comme on peut maintenant le comprendre, la combinaison de faisceaux réfléchis qui frappent successivement la cellule détec- trice (non représentée) de l'analyseur 22 n'a pas nécessairement besoin d'être celle qui 'est représentée sur les fig 2, 3 et qui a été décrite Par exemple, une combinaison de faisceaux de mesure réfléchis par la feuille 30 et de faisceaux de référence réfléchis par la plaque 32 et une combinaison de faisceaux de référence réfléchis par la feuille 36 et dea faisceaux de mesure réfléchis par la plaque 34 peuvent frapper successivement la cellule détectrice (non représentée) de l'analyseur 22 Par ailleurs, le faisceau émis et le faisceau réfléchi sont repré- sentés l'un et l'autre sous forme de faisceaux uniques sur les fig 2 et 3, mais il peut s'agir de plusieurs faisceaux De plus, la distance entre la plaque et la cellule détectrice de l'analy- seur peut-avoir un effet sur le signal de sortie du circuit détecteur: par exemple, la position de la plaque peut déterminer la combinaison de faisceaux réfléchis par la plaque et de fais- ceaux réfléchis par la feuille et peut régir le trajet et la longueur de parcours des faisceaux réfléchis par la plaque. En outre, on peut comprendre aisément' que l'invention ne se limite pas à une plaque d'arrière-plan particulière, ni à des plaques d'arrière-plan produisant des faisceaux réfléchis ayant des niveaux d'énergie correspondant à-la gamme escomptée de teneur en humidité des feuilles à contrôler Par exemple, la plaque d'arrière-plan utilisée peut donner une valeur de lecture en dehors de la gamme escomptée et, si nécessaire, la vitesse du transporteur peut être réduite sélectivement afin de compen- ser la période de réponse du circuit détecteur Plus précisément, on peut utiliser une plaque d'arrière-plan donnant, dans la période de noncontrôle, une valeur de lecture de 0,77 ou de 0,16 environ si l'on veut seulement obtenir une indication pour le bord arrière de feuilles de 4,5 pieds ( 1,35 m) de longueur, progressant à une vitesse de 54 pieds/minute ( 16,2 m/mn) Cela provient du fait que, comme le montre l'exemple qui précède, le temps de réponse du circuit, par exemple de 1,19 à 0,80 environ, est convenable Certes, la plaque d'arrière-plan intervient également pendant le contrôle, mais cette contribution est consi- dérée comme minime aux fine de l'exposé qui précède. REVENIDICAT IONS 1 Procédé pour réduire le temps de réponse d'un circuit de contrôle entre une période de non-contrôle et une période de contrôle pendant laquelle des feuilles de matière plastique sont testées quant à leur teneur en humidité à l'aide d'au moins un faisceau d'énergie émis, caractérisé en ce qu'il com- prend les opérations consistant à réfléchir le faisceau d'éner- gie émis, pendant la période de non-contrÈle, à partir d'une plaque d'arrière-plan choisie de manière à produire au moins un faisceau d'énergie réfléchi par la plaque ayant un niveau d'énergie prédéterminé; à évaluer, à l'aide du circuit de con- trôle, l'énergie du faisceau d'énergie réfléchi par la plaque produit pendant la période de non-contrôle; à diriger le fais- ceau d'énergie émis vers la plaque d"arrière-plan; à intercep- ter le faisceau d'énergie émis par une feuille de matière plas- tique pendant la période de contrôle, pour produire au moins un faisceau d'énergie réfléchi par la feuille; à évaluer, à l'aide du circuit de contrôle, l'énergie du faisceau d'énergie réfléchi pendant la période d'essai, pour déterminer la teneur en humidité de la feuille; et à choisir le niveau d'énergie prédéterminé du faisceau d'énergie réfléchi par la plaque de telle manière que les faisceaux réfléchis, produits pendant la période de non-contrôle, aient un rapport prédéterminé avec la gamme escomptée de teneur en humidité acceptable pour les feuilles, rapport qui est déterminé par les modalités des opé- rations de direction et d'interception du faisceau et de l'opé- ration d'évaluation de l'énergie du faisceau réfléchi pendant la période de contrôle, afin de réduire le temps de réponse du circuit au passage d'une période de non-contrôle à-une période de contrôle. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles sont des feuilles de matière plastique et en ce qu'il comprend en outre l'opération consistant à stratifier des feuilles ayant une teneur en humidité prédéterminée pour former au moins une glace. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'opération de stratification comprend une stratification de la feuille entre deux plaques de verre pour former un pare-brise d'automobile. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les opérations consistant à réfléchir et à diriger le faisceau comprennent l'une et l'autre l'opération consistant à émettre successivement un premier faisceau d'énergie émis qui n'est pratiquement pas absorbé par la matière de la feuille et par l'humidité contenue dans la feuille, et un second faisceau d'énergie émis qui n'est pratiquement pas absorbé par-la matière de la feuille et est absorbé par l'humidité contenue dans la feuille. 5 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'opération consistant à réfléchir le faisceau est effectuée en dirigeant successivement le premier faisceau vers la plaque pour obtenir un premier faisceau d'énergie réfléchi par la plaque, et le second faisceau vers la plaque pour obtenir par réflexion un second faisceau d'énergie réfléchi par la plaque. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'opération consistant à diriger le faisceau comprend l'opéra- tion consistant à -réfléchir sélectivement le premier faisceau émis à partir de la feuille, en tant que premier faisceau - d'énergie réfléchi par la feuille, et à partir de la plaque, en tant que premier faisceau d'énergie réfléchi par la plaque, et le second faisceau émis à partir de la feuille, en tant que second faisceau d'énergie réfléchi par la feuille, et à partir de la plaque, en tant que second faisceau d'énergie réfléchi par la plaque. 7 Procédé selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que la valeur d'énergie du faisceau réfléchi par la plaque pendant la période de noncontr 8 le est dans la gamme acceptable escomptée de teneur en humidité de la feuille, déterminée par les faisceaux réfléchis par ia feuille et par la plaque qui sont produits pendant la période de contr 8 le - 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les faisceaux d'énergie émis sont des faisceaux d'énergie infra-rouge. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la gamme escomptée est comprise entre O; 38 et 0,55 % en poids d'humidité dans les feuilles et en ce que le faisceau d'énergie réfléchi par la plaque, produit pendant la période de non- contrôle, correspond à une valeur du taux d'humidité se situant dans cette gamme. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la gamme escomptée est comprise entre 0,38 et 0,55 % en poids d'humidité et en ce que les faisceaux d'énergie réfléchis par la plaque, produits pendant la période de non-contr 8 le, se situent en dehors de cette gamme. 11 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaminme est comprise entre 0,38 et 0,55 %'en poids de teneur en humidité dans la feuille. 12 Dispositif pour réduire le temps de réponse d'un appareil de mesure par faisceaux d'énergie au passage d'une période de non-contrôle à une période de contrôle dans laquelle-la teneur en humidité d'une feuille de matière plastique est déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque d'arrière-plan ré- fléchissante -( 24) qui réfléchit des faisceaux:d'(énergie 25) l Ifrappant- - à un niveau d'énergie qui présente un rapport préalablement choisi avec le niveau d'énergie escompté de faisceaux réfléchis produits pendant la période de contrôle; des moyens ( 20)pour diriger au moins un faisceau d'énergie vers cette plaque réfléchissante pendant la période de noncontrÈle pour obtenir par réflexion des faisceaux réfléchis par la plaque ( 24), et pour diriger pendant la période de contrôle, des faisceaux vers la feuille à contr 8- ler ( 14) etvers -la plaque ( 24) afin'd'cbtenir, des faisceaux d 'énergie par réflexion à partir de celles-ci; et des noyens ( 22) pour évaluer l'énergie des faisceaux réfléchis pendant la période de contrôle et la période de non-contr 8 le. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une installation de lavage ( 16) pour net- toyer les feuilles et un séchoir ( 18) pour sécher les feuilles. 14 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la plaque réfléchissante ( 24) présente-une surface formant miroir. Dispositif selon la revendication ll ou 13, caractérisé en ce que les moyens pour diriger dirigent successivement un pre- mier faisceau d'énergie qui n'est pas absorbé par la feuille ou par l'humidité contenue dans la feuille et un second faisceau d'énergie qui n'est pas absorbé par la feuille et est absorbé par l'humidité contenue dans la feuille, en direction de la pla- que d'arrière-plan. 16 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour transporter une feuille le long d'une trajectoire qui coupe le faisceau d'énergie émis. 17- Dispositif selon la revendication 16, utilisé en combinai- son avec des moyens effectuant la stratification de la feuille de matière plastique pour former une glace.