Sensor Instruments
Entwicklungs- und Vertriebs GmbH
Schlinding 11
D-94169 Thurmansbang
Telefon +49 8544 9719-0
Telefax +49 8544 9719-13
info@sensorinstruments.de

Перевести эту страницу:

Что такое блеск?



Блеском объекта считается прямое отражение света в видимом диапазоне. Прямое отражение в чистом видеможно наблюдать напр. на поверхности зеркал, при этом: угол падения = угол отражения. Угол определяется исходя из нормали к поверхности.
 
В основном, однако, имеет место смешанное отражение, так как почти все поверхности имеют неровности (шероховатость). С увеличением неровности увеличивается не направленное прямо отражение. Естественно, следует учесть и то, что часть падающего на объект света поглощается или пропускается.
 Имеются также рассеянное и прямое отражения. Для измерения блеска интерес представляет только ПРЯМОЕ ОТРАЖЕНИЕ, в то время как для контроля блеска и для анализа используется как ПРЯМОЕ так и РАССЕЯННОЕ ОТРАЖЕНИЕ.

Рассеянное отражение
Поверхность состоит из зеркалсо случайным распределением, поэтому падающие лучи отражаются во все стороны.
 

Прямое отражение
Поверхность состоит из направленных зеркал, поэтому падающие лучи отражаются в одном направлении.

 
Измерение блеска: ПРЯМОЕ ОТРАЖЕНИЕ
Контроль блеска: ПРЯМОЕ ОТРАЖЕНИЕ + ДИФФУЗНОЕ ОТРАЖЕНИЕ
 

 Калибровочные поверхности

Для калибровки датчиков измерения блеска используется черное стекло или серебряное зеркало! 

Оба эти продукта имеют плоскую поверхность. Кроме этого, отражение падающего света происходит только от одной поверхности (при серебряном зеркальном покрытии это почти что полное отражение, при поверхности черного стекла только прим. 5 % падающего света) остаток поступающего излучения полностью поглощается, так что задняя поверхность в прямом отражении не участвует.
 
Черное стекло

Часть падающего света, отраженная от черного стекла, служит в качестве эталонного размера, степень блеска на черном стекле определяется при этом как 100 (Единица: [1]). Степень блеска (черное стекло) = 100 ([1])
 

Серебряное зеркало

При использовании серебряного зеркала его поверхность служит в качестве контрольного значения и устанавливается на 100 (Единица: [1]).
 

Измеряемый угол 

20°:
Для сильно блестящих поверхностей.
20°-датчик блеска используется, если должны определяться степени блеска >70GU. Это означает, если степень блеска была измерена с 60°-прибором измерения блеска >70GU, используется 20°-датчик блеска.
 
45°:
TAPPI-стандарт (бумажная промышленность) для блестящих поверхностей.
 
60°:
Для полублестящих поверхностей.
60°-датчик блеска используется, если должны определяться степени блеска >10GU до  <70GU. Этот вариант является "универсалом". 60°-датчик блеска является стандартом для большинства применений.
 
75°:
TAPPI-стандарт (бумажная промышленность) для матовых поверхностей.
 
85°:
Для матовых поверхностей.
85°-датчик блеска используется, если должны определяться степени блеска <10GU. Это означает, если степень блеска была измерена с 60°-прибором измерения блеска <10GU, используется 85°-датчик блеска.
 
[GU = Gloss Unit]

 

20° к нормали
Такая геометрия измерений используется главным образом при сильно блестящих объектах, напр. блестящий алюминий, блестящая пленка или стеклянные пластины с покрытием.
 

В зависимости от применения калибровка датчика блеска проводится на черное стекло или на серебряное зеркало (здесь специальная версия датчика).

45° к нормали
Степень блеска черного стекла составляет 100[1] (у специальной версии на серебряном зеркале также 100[1]). Такая геометрия измерения применяется исключительно в бумажной промышленности, чтобы проводить измерения на особо глянцевой бумажной поверхности (так наз. TAPPI-стандарт).
 

Калибровка осуществляется на черное стекло. Степень блеска черного стекла составляет 100 [1].
60° к нормали
Это чаще всего используемый вариант. Он может оптимально использоваться для любых объектов, от матовых до блестящих. 

Также и здесь калибровка производится исключительно на черное стекло. Степень блеска черного стекла составляет 100 [1].

75° к нормали

Этот измерительный прибор преимущественно находит применение в бумажной промышленности. Так же и здесь может измеряться поверхность бумаги от матовой до блестящей (TAPPI-стандарт). 

Калибровка осуществляется на черное стекло, степень блеска составляет 100 [1].
85° к нормали 
С данной геометрией измеряются в основном очень матовые поверхности (напр. матовая деревянная поверхность). 

Также и здесь калибровка проводится на черное стекло, степень блеска составляет здесь также 100 [1].

 

Применяемые ручные устройства

Производителями в настоящее время предлагается целый ряд АВТОНОМНЫХ приборов (ручных), с помощью которых можно измерить степень блеска даже в лаборатории. При рулонном материале перед началом производства обычно берется образец для измерения в лаборатории. Следующий образец берется в конце производства. Между началом и концом производства при этом нормального измерения блеска провести нельзя. При производстве листового материала, напротив, даже во время производства можно взять образец, этот метод, однако, требует много времени и образцы, как правило, очень сложно ввести обратно в производственный процесс.
 

Устройство ручных приборов: 

В качестве источника света служит обычно лампа накаливания, с помощью излучающей оптики белый свет направляется параллельно (диаметр светового пучка при этом как правило меньше 10 мм), часть излучаемого света с помощью делителя пучка выводится и через оптику (эталонная оптика) попадает на эталонный приемник, чтобы можно было компенсировать возможный дрейф.

Большая часть света покидает, однако, устройство измерения блеска и падает на измеряемую поверхность. Ручное устройство при этом должно быть установлено на объект, чтобы выдерживался интервал измерения и на приемник не попадал посторонний свет. Фокусируемый с помощью приемной оптики на приемник свет сообщает о степени блеска. Защитная крышка для оптики у ручных устройств служит в качестве калибровочной пластины, так как внутри крышки установлено черное стекло.
 
Недостатки ручных устройств:
  • ТОЛЬКО АВТОНОМНОЕ измерение, требуется отбор образца. При рулонном материале измерение возможно только в начале и в конце материала
  • Возможно только выборочное измерение (в лаборатории), 100% измерение продукта невозможно
  • Бесконтактное измерение невозможно, так как датчик укладывается на измеряемый объект
  • Чувствительность к постороннему свету, так как в качестве источника света используется лампа накаливания (не модулированная)
  • Ограниченный срок службы источника света (лампа накаливания)
  • Отсутствие дискретных переключающих выходов и аналоговых выходов

Встроенные устройства (фирмы Sensor Instruments GmbH)


Конструкция встроенных устройств похожа на конструкцию ручных устройств, встроенные устройства отличаются, однако, следующим:

Преимущества ВСТРОЕННЫХ УСТРОЙСТВ:
  • Вместо лампы накаливания используется белый светодиод, свет, таким образом, модулируется и система измерения не чувствительна к постороннему свету.
  • Вследствие нечувствительности к постороннему свету, измерительная система может быть ВСТРОЕННОЙ и работать бесконтактно.
  • Эталонная ветвь выведена наружу, тем самым окружающие условия на измерительном и на эталонном участке действуют одинаково.
  • Оптические крышки из плоского стекла, это значительно облегчает очистку оптики.
  • Система имеет переключающие выходы и два аналоговых выхода (по напряжению и по току).
  • Несколько последовательных интерфейсов (с помощью преобразователей): RS232, USB и Ethernet.
  • На мониторе могут быть представлены несколько измерительных линий с помощью мультиплексного устройства (до 8 измерительных линий) (индикация тренда, числовая и графическая индикация степени блеска, отображение среднего значения, установленного допустимого значения и запись данных под определенным номером заказа).
  • Так как мощность излучения белого светодиода может изменяться, мощность светового потока на актуальной измеряемой поверхности может оптимально регулироваться.
  • Диаметр специального светового пучка составляет прим. 20 мм, таким образом, интегрируется значительно больший участок поверхности объекта, чем у ручных устройств. Поэтому измерительная система нечувствительна к местным колебаниям. 

 Измерение блеска

Встроенные датчики блеска фирмы Sensor Instruments работают по тем же стандартам для измерений, что и ручные приборы. Здесь учитываются необходимые для встроенных применений прочность, бесконтактное, не зависящее от посторонних источников света, измерение, а также наличие соответственных сигналов (аналоговых и цифровых), выдающих информацию о степени блеска. Также при встроенном измерении блеска следует учитывать, что измерения должны одновременно проводиться в нескольких позициях на объекте, для чего обязателен мультиплексный режим с соответственным монитором.
 

Аппаратное обеспечение
Датчик блеска состоит в основном из источника света (у SI: модулированные белые светодиоды) в излучающей оптике, светоотделителя, чтобы часть излучаемого света могла быть выведена к эталонному приемнику, приемной оптики и собственно приемника.

 

 
Геометрия измерений
Встроенные датчики блеска фирмы Sensor Instruments отвечают всем основным стандартам:
 


Интерфейсы

Датчик блеска имеет 5 дискретных выходов, которые могут соответственно обрабатываться подключенным ПЛК. При этом может быть представлено до 31 степени блеска (с соответственными допустимыми значениями) (двоичный код). Также имеются два аналоговых выхода, сообщающие актуальную степень блеска, один из выходов является выходом по напряжению (0В10В), другой выдает токовый сигнал (4 mA до 20 mA). Передача данных может осуществляться также через интегрированный интерфейс RS232. С помощью внешнего преобразователя интерфейса для USB и Ethernet, можно присоединиться к соответствующей системе. Мультиплексное устройство M-PLEX-08 обеспечивает присоединение до 8 измерений блеска (RLS-GD-датчики), чьи замеренные значения, кроме того, могут быть показаны с помощью мониторингового устройства (SI-PP320-10,4°) графически (индикация тренда) и в цифровой форме (актуальное или определенное значение). Кроме этого, данные могут записываться, они сохраняются по заказам.

Программа

С помощью Windows®-программы RLS-GD-Scope V4.8 можно просто и удобно параметрировать датчик блеска. Программа служит также индикации важнейших параметров, тких как исходное значение эталонного приемника, а также приемника для прямого отражения.

Важнейшие вводимые параметры:

  • Мощность белых светодиодов отрегулированная/не отрегулированная: 
    РЕЖИМ МОЩНОСТИ: ДИНАМИЧЕСКИЙ/СТАТИЧЕСКИЙ
  • Настройка мощности при СТАТИЧЕСКОМ режиме:      

  • 0: Светодиод выкл 
    1000: светодиод макс.
  • Расчет среднего значения определенной величины блеска:
    В ДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ МОЩНОСТИ интегрированный в датчике контроллер пытается отрегулировать мощность так, чтобы исходное значение эталонного сигнала или исходное значение приемника для прямого отражения находились в верхней трети динамического диапазона (см. столбчатый индикатор на экране)
  • Среднее значение может устанавливаться на                                                                                       1 - 32000:
  • Настройка числа степеней блеска, которые должны выдаваться на дискретных выходах MAX-W6:
  • При этом непосредственно могут выдаваться до 5 степеней блеска, при более чем 5 степеней блеска выдача осуществляется в двоичном коде.
  • Режим обработки данных NORM или GLOSS:
    В режиме анализа GLOSS происходит постоянное сравнение с эталонным сигналом, который представляет собой значение, полученное при калибровке на черном стекле (или серебряном зеркале). Соотношение ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ/ЭТАЛОН во время калибровки служит при этом в качестве контрольной точки. Только режим GLOSS предназначен для измерения блеска, режим NORM описан подробнее в Главе КОНТРОЛЬ БЛЕСКА.
  • Аналоговый выход:                                                                                                Аналоговое значение представляет обычно степень блеска от 0 до 100 (0В+10В), этот диапазон может быть, однако, увеличен в 10 раз, так что затем диапазон степени блеска от 5 до 15 может выдаваться как аналоговое значение от 0В до 10В (или 4 mA до 20 mA).
  • Таблица степени блеска
  • Графическая и цифровая индикация: Степень блеска, а также эталонное значение и замеренное значение указываются в цифровой форме, также осуществляется графическая индикация степени блеска.
    В Teach-таблицу можно ввести до 31 степени блеска.
    Допустимые значения при этом также могут устанавливаться. Может вводиться одно и то же значение степени блеска GN и устанавливаться допустимое значение GTO по нисходящей в таблице. Датчик блеска обрабатывает тогда всю таблицу сверху вниз. Значение, которое сходится первым (в пределах допустимых значений), передается дальше на дискретные выходы в виде номера в таблице. Таким образом, с помощью Teach-таблицы можно провести разделение степени блеска по классам (напр. по увеличивающемуся допустимому значению или в виде каскада).
  • Калибровка
    С помощью кнопки можно перейти в окно CALIBRATE:
    При этом можно выбрать между калибровкой на цель (как правило, на черное стекло или у RLS-GD-20°/20°-UV также на серебряное зеркало) или адаптацией на ручной прибор. 
    Тем самым можно компенсировать возможные отклонения между встроенным и ручным устройствами, у оператора имеются тогда два устройства, показывающие одинаковое значение.
    Эти отклонения получаются в первую очередь оттого, что калибровочные крышки (черное стекло) ручных приборов загрязнены или устройства уже устарели.
  • С помощью программы мониторинга RLS-GD-MONITORING V4.8 в соединении с мультиплексным устройством MPLEX-08 и монитором SI-PP320-10,4могут быть одновременно представлены степени блеска от 8 датчиков. Степени блеска могут указываться при этом как в цифровой, так и в графической форме к индикации тренда. Записанные значения могут также направляться к соответствующему номеру заказа.
     
 

Контроль блеска

Серия RLS-GD

Датчики блеска серии RLS-GD прекрасно подходят для контроля блеска. Для этого выбирается режим анализа NORM в программе параметрирования RLS-GD-Scope V4.8.

В этом режиме устанавливается соотношение между прямым и диффузным отражением. Также и здесь можно записать до 31 значения блеска в TEACH-таблицу.

 

При этом можно изменять как NORM-значение, так и NORM допустимое значение. Таблица обрабатывается сверху вниз. Первое значение в таблице, которое совпадет с актуальным обрабатываемым NORM-значением, выдается на дискретных выходах прямо или двоично-кодированным (в зависимости от параметрирования и числа запрограммированных значений).


Предлагаются следующие типы датчиков блеска:


 

Наряду с дискретными выходами имеются два аналоговых выхода, они оба сообщают о стандартном значении: 1x выход по напряжению (0 В+10 В) 1x выход по току (4 mA 20 mA)



В качестве пользовательского интерфейса для параметрирования датчика блеска и для мониторинга исходных данных определенных значений, а также для контроля блеска предоставляется программа RLS-GD-Scope V.
Устанавливаемые параметры, в том числе мощность излучения отрегулированная/не отрегулированная (ДИН/СТАТ), мощность излучения (в СТАТ-режиме), определение среднего значения (AVERABE), число запрограммированных значений, подключение выходов (прямо или двоично-кодированных, с удлинением импульсов), режим анализа, допустимые значения в Teach-таблице, могут быть просто и удобно введены под Windows®.
 

Серия SPECTRO-1
С помощью датчика SPECTRO-1-FIO вместе со световодом проходящего света D-S-A2.0-2,5-1200-67° или D-S-A3.0-1200-67°, а также V-держателем (тип KL-20/20°, KL-15/45°, KL-12/60°, KL-10/75° и KL-5/85°) можно просто и эффективно провести контроль блеска. Датчики выдают аналоговый сигнал (0В...+10В или 6 mA...20 mA), а также два дискретных сигнала.

С помощью Windows®-программы SPECTRO1-Scope V2.0 можно установить напр. диапазон допустимых значений для актуальной степени блеска, мощность излучения, определение среднего значения и усиление. Также может быть активирована функция ВНЕШНЕГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ МЕТОДОМ ОБУЧЕНИЯ, что обеспечивает простое программирование с помощью ПЛК.

 

 Контроль цвета и блеска

Контроль блеска используется в различных применениях. Несмотря на это, имеются задачи, которые требуют контролировать наряду с блеском еще и цвет.

Cистема SI-COLO-GD-40 контролирует как степень блеска, так и значение цвета. Таким образом можно распознавать даже мельчайшие отличия у различных продуктов.


Датчик цвета и блеска SI-COLO-GD-40

Датчик цвета и блеска SI-COLO-GD-40 состоит в основном из комбинации датчика цвета серии SI-COLO4 с компонентами датчика блеска серии RLS-GD. В качестве источника света служат белые светодиоды с модулированным светом для достижения повышенной нечувствительности к посторонним источникам света. Вместе с детектором цвета (основные значения R, G, B) еще один детектор для прямого отраженного света, а также приемник для рассеянного отраженного света (DIF) посылают сигнал на интегрированный в датчике цвета и блеска (DIR) контроллер.


Анализ цвета проводится по следующим алгоритмам:



Или, в качестве альтернативы этому, также и для датчиков цвета предлагаются так наз. s, i, M-значения.

Анализ блеска осуществляется по следующей формуле:  
 

Наряду с основными данными (R, G, B, DIR, DIF) контроллеру предоставляются также параметры x, y, INT, GN и s, i, M, GN.

В то время как x, y, INT и s, i, M дают информацию о характеристике цвета, значение GN сообщает о блеске объекта.

 

Для анализа могут использоваться следующие режимы:

x, y, INT GN
s,i, M GN
x,y, INT, GN
s, i, M, GN
 
Процесс программирования методом обучения проводится также как и у датчиков цвета, только каждый раз добавляется еще один параметр: GN!
 

Таблица со значениями x, y, IMT и GN выглядит следующим образом:

Nb x y INT CTO GN GTO
0            
1            
2            
3            
x, y, INT GN

Nb x y INT CTO GN GTO
0            
1            
2            
3            
x, y, INT GN


А  s, i, M и GN таблица выглядит так:

Nb x y INT CTO GN GTO
0            
1            
2            
3            
s, i, M GN

Nb s i M GN CGTO
0          
1          
2          
3          
s, i, M GN


Анализ здесь также зависит от выбранного режима:

BEST HIT
FIRST HIT
MINIMAL DISTANCE
 

В выбранном режиме x, y, INT GN или s, i, M GN сначала проверяется, находится ли актуальное значение цвета и блеска в заданном диапазоне допустимых значений GN, тем самым GTO. В заключении контролируется, подходит ли критерий для значения цвета (в пределах CTO). Если имеются несколько кандидатов, проводится выбор в зависимости от установленного режима (BEST HIT, FIRST HIT, MINIMAL DISTANCE, см. КОНТРОЛЬ ЦВЕТА).

В режиме анализа x, y, INT, GN и s, i, M, GN проводится выбор цвета-блеска в
четырехмерном пространстве, допустимое значение CGTO расширяет при этом четырехмерную структуру. Также и здесь актуальное значение цвета/блеска обязано находиться в пределах диапазона допустимых значений, если запрограммированное значение цвета/блеска должно приниматься в расчет в качестве возможного кандидата.

ГРАФИЧЕСКОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ в x, y, INT GN или s, i, M GN РЕЖИМЕ АНАЛИЗА:
Значение x, y, INT и s, i, M показаны здесь в 3 видах. Индикация
GN-значения выполнена в виде диаграммы.


Сохраненные значения цвета/блеска


 


Сохраненные значения цвета/блеска:

 
 

В режиме BEST HIT: Значение цвета и блеска 5
В режиме MINIMAL-DISTANCE: Значение цвета и блеска 5
В режиме FIRST HIT: Значение цвета и блеска 1

ГРАФИЧЕСКОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ в x, y, INT GN или s, i, M GN РЕЖИМЕ АНАЛИЗА:
Значение x, y, INT, GN и s, i, M, GN в этих обоих режимах показано в 6 видах:


Сохраненные значения цвета/блеска
:



Сохраненные значения цвета/блеска:



В режиме BEST HIT: Значение цвета и блеска 3
В режиме MINIMAL-DISTANCE: Значение цвета и блеска 3
В режиме FIRST HIT: Значение цвета и блеска Ø

Windows ® интерфейс SI-COLO-GD-SCOPE:




 
Контроль цвета и блеска с SPECTRO-3-50-FCL-30°/30°
Датчик цвета и блеска имеет два устройства освещения, которые могут использоваться поочередно с помощью дискретного входного сигнала IN0. Датчик применяется главным образом там, где у объектов имеются небольшие различия в цвете и блеске, которые нужно распознать. Напр. различие кожзаменителей, кож или пластмассовых компонентов в автомобильной промышленности или различие пленок и ламината в мебельной промышленности..

 
Windows ® интерфейс SPECTRO-3-SCOPE:
 



 


АКТУАЛЬНО СЕГОДНЯ

Даты выставок:

Empack Utrecht 2020
15, 16 и 17 сентябрь 2020 года
Jaarbeurs Utrecht

all about automation 2021
1 и 2 март 2021 года
Messe Friedrichshafen

подробнее...

...............................................................

Новые применения:

Контроль цвета темно-синих пластиковых крышек
(№684)
Контроль слоя клея на пластиковых лентах
(№685)

Разделение кусочков металла по цвету
(№686)

подробнее...

...............................................................

Новый пресс-релиз:

Придайте декоративной пленке нужный блеск!
Серия GLOSS

подробнее...

...............................................................

Новые видео:

Счет прозрачных пластиковых крышек с SPECTRO-1-CONLAS + A-LAS-N-F16-...
Аутентификация изделий с LUMI-STAR-MOBILE-BL/OR-POL-IOS
Маркировка кож с LUMI-INLINE-SL-IR/IR
подробнее...

...............................................................

Указания по
обновлению ПО:
подробнее...




FIND US ON ....

Facebook Youtube in Instagram Twitter

TOP