Brevet FR2798995A1 — publié le 20010330

La présente invention concerne le domaine technique de l'inspection au sens général, de récipients ou d'articles au moins translucides. L'objet de l'invention concerne, plus précisément, le domaine de l'inspection de récipients, en vue de déterminer les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif d'un récipient au moins translucide. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'inspection de récipients en verre de formes diverses, telles que par exemple des bouteilles, des pots ou des flacons. Dans le domaine technique ci-dessus de l'inspection de bouteilles, il apparait le besoin d'effectuer un contrôle des bouteilles, afin de déterminer les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif d'une bouteille, à savoir verre. En tant que caractéristiques de transmission lumineuse, il est prévu de déterminer généralement les caractéristiques colorimétriques, telles que la longueur d'onde dominante, la luminance, la pureté mais également le pouvoir filtrant aux ultraviolets, l'estimation des taux de certains colorants et le niveau d'oxydo-réduction. Dans l'état de la technique, la détermination de telles caractéristiques du verre d'une bouteille, notamment les caractéristiques colorimétriques, nécessitent la mise en oeuvre d'un spectrophotomètre permettant de déterminer, en particulier, le taux de transmission lumineuse ou l'absorbance du verre. A cet effet, il est procédé au prélèvement d'un morceau de verre de la bouteille qui, après polissage, est utilisé pour effectuer les contrôles colorimétriques. Il est clair qu'une telle méthode impose le rebut des bouteilles contrôlées. De plus, un tel contrôle nécessite la mise oeuvre de différentes opérations manuelles relativement longues et délicates à mener à bien. Par ailleurs, de tels contrôles présentent une fiabilité relativement faible. L'objet de l'invention vise donc à remédier aux inconvénients énoncés ci- dessus en proposant une installation adaptée pour déterminer les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif d'un récipient au moins translucide, en conservant une totale intégrité audit récipient. Un autre objet de l'invention est de proposer une installation adaptée pour déterminer pratiquement sans intervention manuelle et de manière fiable, les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif d'un matériau au moins translucide. Pour atteindre de tels objectifs, l'objet de l'invention concerne une installation comportant - spectrophotomètre constitué # d'une source de production d'un faisceau lumineux avec au moins une longueur d'onde, destiné à traverser une paroi du récipient dans au moins une zone déterminée de mesure, # d'un système optique de réception destiné à être introduit à l'intérieur du récipient en étant placé en vis-à- ' de la source de production, de manière à récupérer le faisceau lumineux ayant traversé la paroi dans la zone déterminée de mesure, # et des moyens d'analyse du faisceau lumineux récupéré par le système optique, afin de déterminer l'énergie lumineuse pour chacune des longueurs d'ondes déterminées, - dispositif de mesure de l'épaisseur de la paroi du récipient dans la zone déterminée de mesure, - et une unité de traitement reliée au spectrophotomètre au dispositif de mesure d'épaisseur, permettant de déterminer les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif du récipient. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. La fig. 1 est un schéma illustrant un exemple de réalisation d'une installation conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue à plus grande échelle d'un détail caractéristique de l'objet de l'invention. fig. 1 représente une installation 1 conçue pour déterminer caractéristiques de transmission lumineuse du matériau au moins translucide constituant un récipient 2 au sens général. Dans l'exemple préféré de réalisation illustré, le récipient est une bouteille réalisée verre- L'installation 1 comporte un spectrophotomètre 3 constitué, notamment, d'une source production 4 d'un faisceau lumineux L présentant au moins longueur d'onde et, de manière générale, un spectre donné de longueurs d'ondes. Il doit être compris que le faisceau L comporte un domaine de longueurs d'ondes pouvant présenter une ou plusieurs valeurs discrètes ou des valeurs continues dans un intervalle donné. Dans un exemple préféré de réalisation illustré plus précisément à la fig. 2, la source de production 4 constituée par une cavité sphérique 7 illuminée par au moins une et, dans l'exemple illustré deux lampes d'éclairage 8 de type différent pour permettre la production d'un faisceau lumineux L présentant des valeurs déterminées de longueurs d'ondes. Par exemple, lampe 8 est du type halogène, tandis qu'une autre lampe 8 est une lampe flash au xénon. Par exemple, le flux lumineux L présente un spectre de longueurs d'ondes compris au moins entre 300 et 1000 nm. Dans l'exemple illustré, la cavité sphérique 7 s'ouvre à sa partie supérieure sur un miroir de renvoi 9 permettant d'orienter le faisceau lumineux L selon une direction sensiblement horizontale. La mise en oeuvre d'une cavité sphérique 7 permet de s'affranchir des déformations et des dispersions apportées au faisceau lumineux en raison de l'état de surface et de la courbure de la paroi P de la bouteille 2. Bien entendu cavité 7 peut comporter une ouverture frontale, afin de permettre la sortie directe faisceau lumineux. Selon une caractéristique préférée de réalisation, la cavité sphérique 7 est équipée ' capteur de mesure 11 de l'énergie lumineuse émise à l'intérieur de ladite cavité. fonction d'un tel capteur de mesure apparaîtra plus précisément dans la suite de la description. Le spectrophotomètre 3 comporte également un système optique de réception 13 destiné à être introduit à l'intérieur du récipient 2 en étant placé en vis-à-vis de la source de production 4, de manière à récupérer le faisceau lumineux L ayant traversé la paroi P dans zone déterminée de mesure Z. Dans l'exemple illustré, un tel système optique 13 est constitué sous la forme d'une canne 15 adaptée pour être introduite à l'intérieur du récipient par son ouverture ou son goulot dans l'exemple illustré. Une telle canne 15 est constituée par un tube muni à son extrémité libre, d'un élément optique 16 tel qu'un prisme de renvoi du faisceau lumineux ayant traversé la zone de mesure Z. Le faisceau lumineux est récupéré par un guide d'onde lumineuse 17, comme par exemple une fibre optique montée à l'intérieur de la canne 15 et destinée à être reliée à des moyens d'analyse du faisceau lumineux récupéré, afin de déterminer l'énergie lumineuse pour des longueurs d'ondes déterminées- De tels moyens d'analyse ne sont pas décrits plus précisément dans la description, car ils sont bien connus de l'homme du métier relevant de la spectrophotométrie. Bien entendu, le système optique de réception 13 peut être réalisé de manière différente. Ainsi, il peut être envisagé qu'un tel système intègre directement les cellules photosensibles qui sont alors reliées par un câble de raccordement traversant la canne, d'être relié aux moyens d'analyse du spectrophotomètre. Selon une caractéristique préférée de réalisation, le système optique reception 13 et la source lumineuse 4 sont montés de manière fixe l'une par rapport à l'autre sur un châssis 20, de manière que l'élément optique 16 s'étende en vis-à-vis et à distance de la source lumineuse 4, afin de pouvoir récupérer le faisceau lumineux L. Il est clair que la canne 15 est adaptée pour présenter une section transversale autorisant son introduction à travers l'ouverture ou le goulot de la bouteille. De même, la distance entre la source lumineuse 4 et le système optique de réception 13 est adaptée pour permettre l'interposition de la paroi P du corps d'un récipient. Selon une caractéristique préférée de réalisation, l'installation 1 comporte une structure 21 de déplacement relatif du récipient 2 par rapport au spectrophotomètre 3, en de permettre l'introduction du système optique de réception 13 à l'intérieur du récipient par son ouverture. Selon une forme préférée de réalisation, la structure de déplacement 21 comporte un chariot non représenté et guidé en translation verticale et équipé d'un plateau 22 de réception d'un récipient. Le déplacement du plateau 22 pennet l'introduction ou le retrait du système optique de réception 13, de l'intérieur du récipient 2. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installation 1 comporte appareil 24 de mesure de l'épaisseur de la paroi P du récipient 2 dans la zone déterminée de mesure Z. Un tel appareil de mesure d'épaisseur 24 peut être de tout type, tel que exemple mécanique, laser, ultrason, capacitif ou optique. Un tel dispositif de mesure 24 permet ainsi de délivrer une mesure d'épaisseur de la paroi P dans une zone limitée de mesure Z présentant un caractère ponctuel. De préférence, cet appareil de mesure d'épaisseur 24 est monté de manière fixe sur le châssis 20. Dans le cas où l'appareil de mesure d'épaisseur 24 ne peut effectuer sa mesure sur la zone déterminée Z en conservant au récipient 2 sa même position, il est prévu de manière avantageuse que le plateau 22 de réception du récipient 2 comporte des moyens de commande en rotation du plateau autour de son axe permettant de décaler angulairement la zone de mesure Z de la paroi, afin de l'amener successivement à être traversée par le faisceau lumineux et à être l'objet d'une mesure d'épaisseur. Par exemple, il peut être prévu de faire tourner le récipient 2 selon un quart ou un demi tour, en de permettre que la zone de mesure Z de la paroi se trouve située successivement en relation de l'appareil de mesure d'épaisseur 2 et du spectrophotomètre. II est à considérer peut être envisagé de réaliser les mesures d'énergie lumineuse par le spectrophotomètre et d'épaisseur par l'appareil 24, sur une zone déterminée de mesure Z sans modifier la position du récipient 2. Dans le cas d'un déplacement du récipient 2, la mesure l'énergie lumineuse peut être effectuée avant ou après la mesure d'épaisseur. Dans ce dernier , il peut être avantageux de choisir la zone de mesure correspondant à une épaisseur donnée, afin de procéder à la mesure d'énergie lumineuse sur la zone de mesure sélectionnée. Bien entendu, il peut être prévu de prendre en compte plusieurs zones déterminées de mesure Z sur ou plusieurs circonférences du récipient 2. Par exemple, il peut être avantageux de sélectionner 4 à 8 zones de mesure Z sur une même circonférence, afin d'effectuer sur chacune d'entre elles, les mesures d'énergie lumineuse et d'épaisseur. L'installation 1 comporte également une unité de traitement 26 reliée au spectrophotomètre 3 et au dispositif de mesure d'épaisseur 24 permettant de déterminer les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif du récipient 2. En effet, cette unité de traitement 26 reçoit les mesures d'énergie lumineuse et d'épaisseur pour chacune des zones de mesure Z sélectionnées. Une telle unité de traitement 26 pouvant être matérialisée par un ordinateur, est apte à déterminer les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau, notamment, les caractéristiques colorimétriques, à savoir longueur d'onde dominante, la luminance, la pureté mais également le pouvoir filtrant aux ultraviolets, l'estimation des taux de certains colorants et le niveau d'oxydo réduction du matériau constitutif du récipient. Dans une forme préférée de réalisation, l'unité de traitement 26 est également reliée à la structure de déplacement 21 pour permettre de piloter les mouvements de cette structure. La mise en oeuvre de l'installation décrite ci-dessus découle directement de la description qui précède. Préalablement à une mesure de transmission sur un récipient, il est procédé à l'aide du spectrophotomètre 3, à une mesure de référence de l'énergie lumineuse émise. A cet égard, cette énergie lumineuse de référence est obtenue en faisant la différence entre l'énergie lumineuse détectée par le capteur de mesure 11 placé ' l'intérieur de la cavité sphérique 7 et l'énergie lumineuse captée par le système optique de réception 13, l'absence de récipient 2. Ensuite, un récipient 2 est placé manière manuelle ou automatique, sur le plateau de réception 22 qui est déplacé pour permettre l'introduction la canne 15 à l'intérieur du récipient 2 par son ouverture, jusqu'à un niveau donné du récipient. Il est ensuite procédé à une ou plusieurs mesures d'énergies lumineuses et d'épaisseur sur le ou les zones de mesures sélectionnées Z. A partir de ces mesures et d'éventuels paramètres, comme par exemple, la courbe de sensibilité de l'oeil d'un observateur moyen et la caractéristique d'un illuminant standard, l'unité de traitement 26 permet de déterminer des caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif du récipient, telles que par exemple, les caractéristiques colorimétriques ou l'estimation des taux de certains colorants ou le niveau d'oxydo réduction du matériau constitutif du récipient. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Installation pour déterminer les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif d'un récipient (2) au moins translucide, caractérisée en ce qu'elle comporte - un spectrophotomètre (3) constitué # d'une source (4) de production d'un faisceau lumineux (L) avec au moins une longueur d'onde donnée, destiné à traverser une paroi (P) du récipient dans au moins une zone déterminée de mesure (Z), # d'un système optique de réception (13) destiné à être introduit à 'intérieur du récipient (2) en étant placé en vis-à-vis de la source de production (4), de manière à récupérer le faisceau lumineux ayant traversé la paroi dans la zone déterminée de mesure (Z), # des moyens d'analyse du faisceau lumineux récupéré par le système optique (13), afin de déterminer l'énergie lumineuse pour chacune des longueurs d'ondes déterminées, - un dispositif (24) de mesure de l'épaisseur de la paroi (P) du récipient dans la zone déterminée de mesure (Z), - et une unité de traitement (26) reliée au spectrophotomètre (3) et au dispositif de mesure d'épaisseur (24), permettant de déterminer les caractéristiques de transmission lumineuse du matériau constitutif du récipient 2 - Installation selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle comporte une structure (21) de déplacement relatif du récipient (2) par rapport au dispositif de mesure d'épaisseur (24) et spectrophotomètre (3), en vue de permettre, d'une part, l'introduction du système optique de réception (13) à l'intérieur du récipient par son ouverture et, d'autre part, le positionnement relatif du récipient, de manière qu'au moins une zone déterminée (Z) de la paroi (P) du récipient puisse être traversée par le faisceau lumineux (2) issu de la source et être l'objet d'une mesure d'épaisseur. 3 - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la structure de déplacement (21) comporte un chariot guidé en translation verticale et équipé d'un plateau de réception (22) d'un récipient, le déplacement du plateau permettant l'introduction ou le retrait, par rapport à l'intérieur du récipient, du système optique de réception (13) placé sur un bâti fixe (20) en vis-à-vis de la source de production (4) montée également sur le bâti fixe (20). 4 - Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le plateau de réception (22) d'un récipient (2) comporte des moyens de commande en rotation du plateau autour de son axe permettant de décaler angulairement une zone de mesure (Z) de la paroi, afin de l'amener successivement à être traversée par le faisceau lumineux (L) et à être l'objet d'une mesure d'épaisseur. 5 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système optique de réception (13) est constitué par une canne de réception (15) équipée à son extrémité libre, d'un élément optique (16) de récupération d'un faisceau lumineux (L) et de transmission vers guide d'onde lumineuse (17) traversant la canne de réception pour être relié aux moyens d'analyse. 6 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source de production (4) d' faisceau lumineux (L) est constituée par une cavité sphérique (7) illuminée par au moins une lampe d'éclairage (8), la cavité sphérique s'ouvrant sur un miroir de renvoi faisceau lumineux destiné à traverser la paroi (P) du récipient. 7 - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la cavité sphérique (7) est équipée d'une lampe d'éclairage halogène (8) et d'une lampe au xénon (8) pour permettre l'émission faisceau lumineux avec des longueurs d'ondes données. 8 - Installation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la cavité sphérique (7) est équipée d'un capteur de mesure (11) de l'énergie lumineuse émise à l'intérieur de la cavité.