Medidor de espessura a laser de baixo custo para o controle de qualidade em tempo real da fabricação de placas e folhas

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i9.7079

Palavras-chave:

Laser; Triangulação; Sensores de posição; Fotodetectores.

Resumo

Este artigo descreve a concepção, o desenvolvimento e testes de um protótipo de dispositivo simples e versátil para a medição de micro-deslocamentos e controle de espessuras de folhas de papel e filmes de materiais plásticos em geral, opacos ou transparentes, durante o processo de produção. O dispositivo baseia-se no fenômeno da triangulação, usando feixes de laser de diodo vermelho de baixa potência para as medições e fotodiodos de Silício de baixo custo para a detecção da luz. Foi avaliada a reprodutibilidade do sistema, bem como realizadas simulações experimentais para a medida de variações de espessuras de fitas adesivas. Os resultados mostram que o medidor é capaz de detectar e medir ou variações na espessura do filme inferiores a 5 µm em tempo real e pode ser facilmente implantado em um sistema de produção.

Referências

CNEN - Comissão Nacional de Energia Nuclear, ver, por exemplo, http://appasp.cnen.gov.br/seguranca/transporte/documentos/MANUAL-EXPLICATIVO-Anexo-I-PGT.pdf, acessado em 27/07/2020.

Cui, S. & Soh Y. C. (2010). Linearity Indices and Linearity Improvement of 2-D Tetra-Lateral Position Sensitive Detector. IEEE Transactions on Electron Devices，57 (9) 2310-2316, 2010. https://doi:10.1109/LSENS.2018.2835669

Donadello, S., Motta, M., Memir, A. G. & Previtali, B. (2019). Monitoring of Laser Metal Deposition Height by Means of Coaxial Laser Triangulation, Optics and Lasers In Engineering 112. 136-144. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2018.09.012

Gasvik, K. (2002). Optical Metrology, Wiley, New York.

Ji, Z., & Leu, M. C. (1989). Design Of Optical Triangulation Devices. Optics And Laser Technology, 21(5), 335-8. https://doi.org/10.1016/0030-3992(89)90068-6

Kumar, M., Udhayakumar, J., Nuwad, J., Shukla, R., Pillai, C. G. S., Dash A. & Venkatesh M. (2011) Development of a 147Pm Source for Beta-Backscatter Thickness Gauge Applications. Applied Radiation and Isotopes, 69 (3), 580-7. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2010.11.026

Nicola Massari, N., Gonzo, L., Gottardi, M., & Simoni, A. (2002). High Speed Digital CMOS 2D Optical Position Sensitive Detector. Proceedings of the 28th European Solid-State Circuits Conference, Florence, Italy, 2002, pp. 723-726.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., Shitsuka, R. (2018). Metodologia da Pesquisa Científica. [e-book]. Santa Maria. UAB/NTE/UFSM.

Remo, J. L. (1996). Solid State Optic Vibration/Displacement Sensors. Optical Engineering, 35, 2798-2803. https://doi.org/10.1117/1.600963

Swanson, F. R. Thickness measurement gauge. US Patent 5.666.394 (1997).

Wang,W.-H., Du, R.-X, Guo, X.-T., Jiang, J., Zhao, W.-W., Ni, Z.-W., Wang, X.-R., You, Y. M., & Ni, Z.-H. (2017). Interfacial Amplification for Graphene-Based Position-Sensitive-Detectors, Light: Science & Applications, 6, E17113; https://doi:10.1038/Lsa.2017.113

Zhang, Z., Feng, Q., Gao, Z., Kuang, C., Fei, C., Li, Z. & Ding, J. (2008). A New Laser Displacement Sensor Based on Triangulation for Gauge Real-Time Measurement, Optics & Laser Technology, 40 252. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2007.04.009

Zhuan, B. H., Zhang, J.-H., Jiang, C., Li, Z. & Zhang, W. (1995). Precision Laser Triangulation Range Sensor with Double Detectors for Measurement on CMMs. Proceedings of SPIE 2349, Industrial Optical Sensors for Metrology and Inspection. https://doi.org/10.1117/12.198697

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Publicado

13/08/2020

Como Citar

HENRIQUE, M. C.; DIB, L. F. G.; BARBOSA, E. A. Medidor de espessura a laser de baixo custo para o controle de qualidade em tempo real da fabricação de placas e folhas. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 9, p. e100997079, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i9.7079. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/7079. Acesso em: 11 ago. 2024.

Edição

v. 9 n. 9

Seção

Engenharias

Licença

Copyright (c) 2020 Marlene Correa Henrique; Luiz Felipe Gonçalves Dib; Eduardo Acedo Barbosa

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