Brevet FR2741698A1 — publié le 19970530

l Dispositif d'éclairage à lampes halogènes à vapeur métallique. L'invention concerne un dispositif d'éclairage pour un dispositif de détection des défauts à l'intérieur ou à la surface de matériaux, compor- tant des lampes halogènes et des caméras qui détectent les défauts. Pour la détection de défauts à la surface ou à l'intérieur de maté- riaux, tels que des bandes de verre, des films transparents, des bandes de papier, etc..., à l'aide de caméras, les exigences posées en matière d'éclai- rage sont élevées. Compte tenu des temps d'exposition généralement courts, l'intensité lumineuse doit être très élevée. Durée de vie impor- tante, stabilité élevée et absence de phénomènes parasites (bruit) sont autant d'exigences supplémentaires qui sont posées aux systèmes d'éclai- rage. Des expériences concluantes ont été faites dans le passé avec des lampes halogènes à incandescence. Ces lampes ont une durée de vie d'environ 2000 heures, mais leur rendement d'éclairage est relativement faible et le développement de chaleur très élevé. L'invention a pour objectif d'améliorer un dispositif d'éclairage du type indiqué en introduction de manière à obtenir un dispositif d'éclai- rage qui présente un rendement d'éclairage élevé, une très longue durée de vie et une bonne résistance aux chocs. Cet objectif est atteint conformément à l'invention par le fait que l'on utilise comme lampes halogènes, des lampes halogènes à vapeur métallique. Les lampes halogènes à vapeur métallique constituent des sour- ces de lumière de haute qualité qui se caractérisent par un rendement d'éclairage élevé. Les composés métalliques présents dans la décharge gazeuse augmentent le rendement d'éclairage d'un facteur 4 par rapport aux lampes à incandescence. La tenue aux chocs de ces lampes correspond sensiblement à celle d'une lampe à incandescence antichocs. Pour concentrer le faisceau lumineux, les lampes sont avanta- geusement disposées au foyer d'un miroir elliptique ou d'un miroir parabolique. Lorsque l'intensité lumineuse d'une lampe n'est pas suffisante, on dispose avantageusement au moins deux lampes l'une à côté de l'autre, de telle sorte que leurs faisceaux lumineux se chevauchent dans le plan à contrôler. En disposant une plaque-diffuseur dotée d'une transparence très élevée ou une optique devant les lampes, on peut encore améliorer l'éclai- rement en fonction du type d'application. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparai- tront au cours de la description qui va suivre d'exemples de réalisation faite en référence aux dessins. Ceux-ci représentent: figure 1, l'agencement de base d'un dispositif d'éclairage pour la détection de défauts à l'intérieur de ou à la surface de matériaux, figures 2 à 10, différentes variantes du dispositif d'éclairage en fonction du type de contrôle à effectuer. La figure 1 montre l'agencement de base d'un dispositif d'éclai- rage. Etant donné que lorsqu'on utilise des caméras d'exploration par ligne, seule une ligne est explorée, ou dans le cas de caméras à images bidimensionnelles (également connues sous le nom de caméras TDI) quel- ques lignes seulement sont explorées, la lumière peut être concentrée sur une bande relativement étroite. On utilise pour focaliser la lumière un miroir 5 elliptique ou parabolique. L'illumination élevée et régulière de la bande de contrôle est obtenue en disposant les unes à côté des autres en ligne, un nombre variable de sources lumineuses ou de lampes 3, dont les faisceaux lumineux se chevauchent dans le plan de contrôle. La vibration résiduelle de l'éclairage dépend de l'effet de diffusion du matériau à contrôler et de la distance entre les différents sources lumineuses 3. Elle peut être réduite en utilisant une plaque 6 diffusant la lumière dans une direction ou par des lentilles cylindriques disposées les unes à côté des autres. Les figures 2 à 9 montrent différentes variantes de l'éclairage en fonction du type de contrôle à effectuer. La figure 2 montre un agencement pour le contrôle par diffusion. Le matériau 1 à contrôler agit comme un diffuseur. Le repère 2 désigne sur toutes les figures une caméra. La lampe 3 est disposée à l'intérieur d'un miroir 5 elliptique. Le faisceau lumineux porte le repère 4. Comme le montre la figure 3, il peut être nécessaire de placer une plaque-diffuseur 6 entre la source lumineuse 3 et la bande de contrôle, lorsque la surface est brillante et que le pinceau réfléchi est très étroit. La figure 4 montre un agencement pour la détection de défauts déviant la lumière par réflexion spéculaire. Entre la lampe 3 et le matériau 1 à examiner est placée une plaque-diffuseur 6 avec une zone noire 8. La figure 5 montre un contrôle par lumière transmise, par exem- ple de papier 1. Ce type de contrôle permet de distinguer les défauts dus à des impuretés et les défauts d'épaisseur à partir de la direction du signal; le défaut de type "trou", en revanche, pose des problèmes étant donné que la caméra 2, selon la position d'un trou, regarde soit directement une lampe 3 (signal positif), soit à côté d'une lampe 3 (signal négatif). Les figures 6 et 7 montrent des variantes qui produisent des signaux positifs en présence de défauts de type "trou". Sur la figure 6, une plaque-diffuseur 6 à faible atténuation est disposée directement sous la bande 1; sur la figure 7, une bande 6 diffuseuse à faible atténuation est pla- cée sur le verre de l'unité d'éclairage ou entre le verre de ladite unité d'éclairage et le matériau. La figure 8 montre un agencement pour le contrôle sur fond clair, pour des défauts absorbant la lumière dans des matériaux 1 transparents. Lorsque l'on doit rechercher, en plus des défauts absorbants, les défauts qui provoquent une diffraction, le fond clair doit être limité. La figure 9 montre un agencement pour le contrôle sur fond som- bre. Il permet de détecter des défauts qui provoquent une diffraction de la lumière. Notamment lors du contrôle par lumière transmise de bandes 1 circulant à grande vitesse, il peut arriver que l'intensité lumineuse ne soit pas suffisante. Il est possible dans ce cas (voir figure 10) de focaliser la lumière 4 en une bande plus étroite, à l'aide de lentilles cylindriques ou d'une optique 7, et ainsi d'augmenter l'intensité lumineuse. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les différen- tes sources lumineuses 3 sont montées dans un boîtier 9 (voir figure 1). La longueur du boîtier 9 dépend chaque fois de la largeur à contrôler. De manière avantageuse, les dispositifs d'éclairage peuvent être réalisés à partir de projecteurs individuels. Ceux-ci sont fixés avec possibilité de coulissement sur un rail dont la longueur est fonction de la largeur à contrôler. Un système d'éclairage de ce type présente une grande sou- plesse et rend superflus d'autres travaux d'installation. Les avantages d'un système de ce type sont les suivants: 1. Adaptation à la longueur à contrôler par découpe du rail de fixation à la longueur correspondante, 2. modification de l'intensité lumineuse par modification du nombre de lampes ou par changement de type de lampe (150 W / 400 W), 3. accessibilité optimale des moyens d'éclairage et des lampes pour l'entretien et les réparations et 4. travaux répétitifs de montage pour l'unité d'éclairage sup- primés. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'éclairage pour un dispositif de détection des défauts à l'intérieur ou à la surface de matériaux (1), comportant des lampes halogènes ainsi que des caméras (2) qui détectent les défauts, caractérisé par le fait que les lampes halogènes sont des lampes (3) halo- gènes à vapeur métallique. 2. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les lampes (3), aux fins de focaliser le faisceau lumineux (4) produit, sont disposées au foyer d'un miroir elliptique ou d'un miroir para- bolique (5). 3. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1 ou la revendi- cation 2, caractérisé par le fait qu'au moins deux lampes (3) sont disposées l'une à côté de l'autre et que leurs faisceaux lumineux (4) se chevauchent dans le plan à contrôler. 4. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait qu'une plaque-diffuseur (6) ou une opti- que (7) est disposée devant les lampes (3).