УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ О НАЛИЧИИ ДЕФЕКТА Российский патент 1994 года по МПК H04N7/18 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для дефектоскопии, в частности для контроля качества сварных швов изделий.

Известно устройство сигнализации о наличии дефектов, содержащее телевизионный датчик, подключенный к одному входу сумматора, выход которого подключен к входу блока памяти, а выход блока памяти через буферные элементы - к другому входу сумматора и к индикатору. Недостатком его является малая функциональная надежность, так как возможен пропуск дефектов.

Наиболее близким техническим решением к предложенному, взятому в качестве прототипа, является устройство для обнаружения объектов, содержащее телевизионную камеру, выход которой подключен к блоку памяти и одному входу блока череспериодного, выход которого подключен к сигнализатору, а также механизм перемещений и синхрогенератор, по которому изображение контролируемого неподвижного объекта накапливают и запоминают, затем объект смещают на фиксированное расстояние, повторно накапливают и запоминают изображение, затем запомненные изображения суммируют в противофазе, т. е. вычитают одно из другого и по уровню суммарного сигнала судят о наличии дефекта.

Недостатком этого устройства является малая точность выделения сигнала, что снижает функциональную надежность устройства.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - характер эпюр напряжений в некоторых точках устройства.

Устройство содержит предметный стол 1, на который устанавливают объект, механизм 2 перемещения объекта, телевизионную камеру 3, синхрогенератор 4, усилитель 5 с коммутацией полярности видеосигнала, первый триггер 6, второй триггер 7, делитель синхрочастоты 8, кнопку "пуск" 9, блок 10 формирования интервала воспроизведения, тумблер "Стоп" 11, формирователь 12 импульсов, первый элемент И 13, второй элемент И 14, блок коммутации видеосигнала 15, блок 16 формирования интервала "записи", запоминающую электроннолучевую трубку ЗЭЛТ 17, первый регистр 18, второй регистр 19, блок 20 формирования питающих напряжений ЗЭЛТ, блок 21 формирования интервала "стирания", блок 22 формирования интервала "подготовки", элемент ИЛИ 23, полосовой фильтр 24, пороговый элемент 25, индикатор 26, третий триггер 27, усилитель 28 мощности, электродвигатель 29 механизма перемещения объекта, блок 30 памяти и череспериодного вычитания (БП и ЧПВ), блок 31 управления БУ.

Работа устройства основана на том, что проецируют неподвижное изображение на фоточувствительную мишень, запоминают изображение неподвижного контролируемого объекта, смещают его на фиксированное расстояние, повторно запоминают изображение неподвижного контролируемого объекта. Полученные изображения складывают в противофазе. По уровню суммарного сигнала судят о наличии дефекта, причем сдвиг объекта осуществляют на величину L заданного разрешения и результат вычитания поэлементно сканируют с фиксированной скоростью v. Из полученного электрического сигнала выделяют частоту, которую определяют по формуле F= K , где L - сдвиг объекта; F - частота; v - скорость сканирования; K - коэффициент пропорциональности.

По уровню суммарного сигнала частоты судят о наличии дефекта.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии предметный стол 1 с закрепленным на нем объектов находится в статистическом состоянии. Изображение фрагмента объекта, преобразованное телевизионной камерой 3 в видеосигнал, поступает на сигнальный вход блока 30 памяти и черезпериодного вычитания, через видеоусилитель 5, блок коммутации 15, причем полярность видеосигнала однозначно определяется состоянием триггера 6, который управляет усилителем 5, полярность видеосигнала положительная (см. фиг. 2 в). Предварительно выставлены определенные временные интервалы на блоках формирования интервалов "подготовки" 22 "стирания" 21, "записи" 16, "воспроизведения" 10. На фиг. 2 приведен пример величин временных интервалов и напряжений на мишени ЗЭЛТ в последовательности: воспроизведение, запись - в первом периоде (1) и воспроизведение, подготовка, стирание, запись - во втором периоде (II) (см. фиг. 2). Для обработки одного фрагмента изображения необходима последовательность первый (I) период + второй (II) период, которые совместно составляют один полный цикл работы устройства. Кнопка "Пуск" 9 отжата. Тумблер "Стоп" 11 замкнут. Регистр 19 выставлен на счет n импульсов, регистр 18 выставлен на счет m импульсов, кадровый частоты с периодом Тк, m >> n, триггер 7 находится в исходном состоянии. При нажатии на кнопку 9 "Пуск" двигатель 29 начинает вращаться, что ведет к перемещению изображения в течение времени m ˙ Тк, причем время перемещения равно m ˙ Тк кадров. Поскольку скорость перемещения постоянна, а m ˙ Тк >> n ˙ Тк, то за время m ˙ Тк происходит смена сюжета, а за время n ˙ Тк смены не происходит, но элементы изображения, в том числе и дефекты смещаются на заданное разрешение. Запуск двигателя осуществляется по цепям блоков триггера 27, усилителя 28 и двигателя 29. Исходное состояние триггера 7 обеспечивает при поступлении напряжения на блоки 13 и 14 работу блоков 13 и 18 блоки 14 и 19 отключаются. Первый элемент И 13 дает разрешение регистру 18 за счет импульсов следующих с частотой F_к [ Tк= 40m ˙c] . Регистр прекращает счет на m^ом импульсе, т. е. после времени m ˙ Тк, на выходе регистра 18 появляется импульс (см. фи г. 2), который: а) отключает элементы 13, 18 путем изменения состояния триггера 7;
б) подключает (подготавливает) элементы 14, 19 к работе также через изменение состояния триггера 7;
в) останавливают двигатель 29 через элемент 23 ИЛИ, третий триггер 27, усилитель 28 мощности;
г) дает команду на вых. "сигнала записи со стиранием" блока управления 31, т. е. на 2-й управляющий вход блока 30 записи и черезпериодного вычитания. Этот импульс последовательно запускает блок 22 формирования интервала "подготовки", блок 21 формирования интервала стирания, блок 16 формирования интервала "записи", блок 10 формирования интервала "воспроизведения", которые в свою очередь в том же порядке воздействуя на блок 20 формирования питающих напряжений и блок 15 коммутации видеосигнала, обеспечивают режимы "подготовки", "стирания", "записи" и "воспроизведения" запоминающей трубки 17 (см. фиг. 2). Благодаря такой последовательности изменения режимов на электродах трубки на сигнальном выходе блока 30 памяти и черезпериодного вычитания имеет место сигнал (воспроизведения), генерируемый трубкой 17 негативной полярности (см. фиг. 2). В формирователе 12 из импульса, соответствующего заднему фронту интервала записи, формируется импульс, проходящий через замкнутый тумблер 11 "Стоп". Роль этого импульса почти аналогична запускающему импульсу. Он запускает электродвигатель 29, элементы 14 и регистр 19, а также переключает полярность входного видеосигнала с помощью триггера 6 и усилителя 5.

Элемент И 14 дает разрешение на счет импульсов регистру 19. Регистр прекращает счет n^ом импульсе, т. е. после времени n˙ Тк на выходе регистра 19 появляется импульс (см. фиг. 2), который отключает элемент 14 и регистр 19 путем изменения состояния триггера 7; подключает (подготавливает) элемент 13 и регистр 18 к работе, останавливает электродвигатель 29 через элементы ИЛИ 23, третий триггер 27, усилитель 28 мощности, дает команду на "выход сигнала записи без стирания" блока 31 управления, т. е. на 1-й управляющий вход блока 30 записи и черезпериодного вычитания.

Этот импульс последовательно запускает узел 16 формирования интервала "записи", блок 10 формирования интервала "воспроизведения", которые в свою очередь в том же порядке, воздействуя на блок 20 формирования питающих напряжений и блок 15 коммутации видеосигнала, обеспечивают режимы "записи" и "воспроизведения" запоминающей трубки 17 (см. фиг. 2). Благодаря такой последовательности изменения режимов на электродах ЗЭЛТ 17, на ее мишени записывается потенциальный рельеф изображения позитивной полярности, близкий по содержанию записанному ранее, т. е. n ˙ Тк - мало, а предыдущая запись была негативной полярности. Таким образом именно на мишени ЗЭЛТ 17 происходит алгебраическое сложение двух сигналов разной полярности, но сдвинутых относительно один другого на величину разрешения. В дальнейшем именно этот разностный сигнал, поступал на фильтр 24, пороговый элемент 25 выделяется на индикаторе 26. На этом заканчивается анализ изображения одного фрагмента - далее происходит смена фрагмента, стирание изображения с мишени (подготовка мишени к новой записи), запись нового изображения в негативе. В формирователе 12 из импульса, соответствующего заднему фронту интервала "записи", формируется импульс, который проходит через замкнутый тумблер 11.

Этот импульс запускает двигатель 29 через цепь 23, 27 и 28, запускает в работу элементы 11, 13 и регистр 18, переключает полярность видеосигнала на сигнальном входе блока 30 путем изменения состояния триггера 7.

Элемент И 13 дает разрешение на счет импульсов следующих с частотой F к регистру 18. Этот регистр прекращает счет на m-ом импульсе. Выходной импульс регистра 18 дает команду на остановку двигателя через элемент ИЛИ 23 триггера 27 и усилитель 28 мощности. Это останавливает двигатель 29, отключает элемент И, подключает элементы И 14 и 19, а также дает команду на "выход сигнала записи со стиранием" блока 31 управления, т. е. на второй управляющий вход блока 30 памяти и череспериодного вычитания. Этот импульс последовательно запускает блок 22 формирования интервала "подготовки", блок 21 формирования интервала "стирания", блок 16 формирования интервала "записи", блок 10 формирования интервала "воспроизведения", которые в свою очередь, в том же порядке воздействуя на блок 20 формирования питающих напряжений и блок 15 коммутации видеосигнала, обеспечивают режим подготовки, стирания записи и воспроизведения запоминающей трубки 17 (см. фиг. 2). Благодаря такой последовательности изменения режимов на электродах ЗЭЛТ 17 на ее мишени записывается новый потенциальный рельеф (причем предыдущий был предварительно стерт), причем этот потенциальный рельеф соответствует новому изображению, т. е. новому фрагменту изображения и по содержанию это изображение является новым фрагментом (т. к. m ˙ Тк - велико). Полярность этой записи негативная. Цикл работы закончен. Запоминающая трубка 17 находится в исходном состоянии для дальнейшей записи на ее мишень изображения положительной полярности сдвинутого на величину разрешения, что и осуществляется далее автоматически, поскольку с формирователя 12 поступает импульс, который начинает следующий цикл работы устройства. Отжатие кнопки "стоп" 11 останавливает работу устройства.

(56) Авторское свидетельство СССР N 285962, кл. Н 04 N 7/18, 1970.

Использование: автоматика для дефектоскопии, в частности для контроля качества сварных швов изделий. Сущность изобретения: устройство содержит предметный стол 1, механизм перемещения объекта 2, телевизионную камеру 3, синхрогенератор 4, усилитель с коммутацией полярности видеосигнала 5, три триггера 6,7,27, делитель синхрочастоты 8, кнопку "пуск" 9, блок формирования интервала воспроизведения 10, тумблер "стоп" 11, формирователь импульсов 12, два элемента И 13,14, блок коммутации видеосигнала 15, блок формирования интервала "записи" 16, запоминающую электроннолучевую трубку (ЗЭЛТ) 17, два регистра 18,19, блок формирования питающих напряжений ЗЭЛТ 20, блок формирования интервала "стирания" 21, блок формирования интервала "подготовки" 22, элемент ИЛИ 23, полосовой фильтр 24, пороговый блок 25, индикатор 26, усилитель мощности 28, электродвигатель механизма перемещения объекта 29, блок памяти и черезпериодного вычитания 30, блок управления 31. Устройство обеспечивает повышение точности. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ О НАЛИЧИИ ДЕФЕКТА, содержащее предметный стол с механизмом перемещения объекта, телевизионную камеру, синхровход которой соединен с выходом синхрогенератора, усилитель с коммутацией полярности видеосигнала, сигнальный вход которого соединен с выходом телевизионной камеры, синхровход соединен с выходом синхрогенератора, а выход соединен с сигнальным входом блока памяти и череспериодного вычитания, синхровход которого соединен с выходом синхрогенератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, введены последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого соединен с первым выходом блока памяти и череспериодного вычитания, пороговый блок и индикатор, а также блок формирования управляющих сигналов, вход запуска и синхровход которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока памяти и череспериодного вычитания, а первый, второй, третий и четвертый выходы блока формирования управляющих сигналов соединены соответственно с механизмом перемещения объекта, усилителем с коммутацией полярности видеосигнала и первым и вторым управляющими входами блока памяти и череспериодного вычитания. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования управляющих сигналов содержит три триггера, формирователь импульсов, два элемента И, два регистра, элемент ИЛИ, усилитель мощности, электродвигатель, кнопку "Пуск" и тумблер "Стоп", при этом вход запуска является сигнальным входом формирователя импульсов, управляющий выход которого соединен через тумблер "Стоп" с первыми входами первого и второго элементов И, входом первого триггера и первым входом третьего триггера, выход которого через усилитель мощности подключен к обмотке электродвигателя, связанного с механизмом перемещения через первый выход блока формирования управляющих сигналов, выход первого триггера является вторым выходом блока формирования управляющих сигналов, первый и второй выходы второго триггера соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с сигнальными входами соответственно первого и второго регистров, синхровходы которых являются синхровходами блока формирования управляющих сигналов, выход первого регистра соединен с первым входом элемента ИЛИ, первым входом второго триггера и является выходом сигнала записи со стиранием блока формирования управляющих сигналов, второй вход второго триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выходом второго регистра и является выходом сигнала записи без стирания блока формирования управляющих сигналов, а выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего триггера. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок памяти и череспериодного вычитания содержит запоминающую электронно-лучевую трубку (ЗЭЛТ), блок коммутации видеосигнала, сигнальные входы которых объединены и являются сигнальным входом блока памяти и череспериодного вычитания, делитель синхрочастоты, вход которого является синхронизирующим входом блока памяти и череспериодного вычитания, а выход подключен к синхронизирующему входу блока формирования "интервала подготовки", синхронизирующему входу блока формирования "интервала стирания", синхронизирующему входу блока формирования "интервала записи" и синхронизирующему входу узла формирования "интервала воспроизведения" и является синхронизирующим выходом блока памяти и череспериодного вычитания, управляющий вход блока формирования сигнала записи является первым управляющим входом блока памяти и череспериодного вычитания, сигнальный вход блока формирования "интервала подготовки" является вторым управляющим входом блока памяти и череспериодного вычитания, а выходы блока формирования "интервала подготовки" подключены к запускающему входу блока формирования "интервала стирания" и первому входу блока формирования питающих напряжений ЗЭЛТ, выходы блока формирования "интервала стирания" подключены к второму входу блока формирования питающих напряжений ЗЭЛТ и запускающему входу блока формирования "интервала записи", выходы которого подключены к третьему входу блока формирования питающих напряжений ЗЭЛТ, запускающему входу блока формирования "интервала воспроизведения" и являются запускающим выходом блока памяти и череспериодного вычитания, выход блока формирования "интервала воспроизведения" подключен к четвертому входу блока формирования питающих напряжений ЗЭЛТ и управляющему входу блока коммутации видеосигнала, выход которого объединен с сигнальным выходом ЗЭЛТ и является сигнальным выходом блока памяти и череспериодного вычитания, выходы блока формирования питающих напряжений ЗЭЛТ подключены соответственно к модулятору, дополнительному электроду и мишени ЗЭЛТ.