Устройство для исследования макроструктуры пористых материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N21/01 

DO О Ч

sj

О) Изобретение относится к яо-измерительной технике и может бы использовано для исследования поверхностной структуры материалов, в частности для контроля качества строительных конструкций. Известно устройство для исследов ния пористой структуры бетонного об разда, включающее сканирукнцее уст|ройство, фотоэлектронный умножитель лвлякщийся приемником фотоответа от исследуемого образца, усилитель видеосигнала, модулятор и генератор Ьпорных сигналов, обеспечивающие Необходимое преобразование видеосиг аала с усилителя, и магнитофон, регистрирующий сигнал, несущий информацию о поверхности исследуемого.по ристого материала у . Недостатками этого устройства 11ВЛЯЮТСЯ сложность эксплуатации и невысокие точностные характеристики Так,использование в качестве фотоприемника фотоэлектронного умножите ля требует обеспечения условий зате нения при измерении, виброзащиты, стабилизации высоковольтного питания. Использование магнитофона в качестве регистратора вносит дополнительные погреиностк как при записи, так и при вослфоизведении, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство исследования MaKpocTpyK туры пористых материалов, содержащее сканирующее устройство с управляющим входом и последовательно сое диненные устройство запуска, подключенное к генератору образцовых импульсов, блок сортировки импульсов и импульсный счетчик izj . Однако на известном устройстве нельзя непосредственно измерять размеры пор и дифференцировать поры и инородные вкрапления на поверхнос ти пористьи материалов. Кроме того, при исследовании макроструктуры пористых материалов различных цвето необходимо настраивать сканирующее устройство для каждого отдельного цвета. Целью изобретения является повышение информативности и точности диагностики структуры материала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для исследова ния макроструктуры пористых материа лов, содержащее сканирующее устройство с управляющим входом и последовательно срединенные устройство запуска, подключенное к генератору образцовых импульсов, блок сортировки импульсов и импульсный счетчик, введены задатчик полярности видеоимпульсов, источник образцового напряжения и компаратор, первый вход которого соединен с источником образцового напряжения, а выход - с управляющим входом сканирующего устройства, выход сканирующего устройства соединен со вторым входом компаратора и с входом задатчика полярности видеоимпульсов, выход КОТО рого подключен к устройству запуска. На чертеже представлена структурная схема усч;ройства для исследования макроструктуры пористых материалов. Устройство содержит сканирующее устройство 1 с управляющим входом, компаратор 2, источник 3 образцового напряжения, задатчик 4 полярности видеоимпульсов, последовательно соединенные устройства 5 запуска, подключенное к генератору 6 образцовых импульсов, блок 7 сортировки импульсов и импульсный счетчик 8, Первый вход компаратора 2 соединен с источником 3 образцового напряжения, второй вход подключен к точке соединения выхода сканирующего устройства 1 и входа задатчика 4 полярности видеоимпульсов, а выход компаратора соединен с управляющим входом сканирующего устройства 1, Выход задатчика 4 полярности видеоимпульсов подключен к устройству 5 запуска, I Устройство работает следующим образом. Исследуемый образец помещают на подвижный предметный столнк сканирующего устройства 1, Предметный, столик перемещается в плоскости вдоль осей координат с помощью стабилизированного электропривода двигателя с кварцевой стабилизацией частоты его вращения, что увеличивает равномерность протяжки исследуемого образца, что, в свою очередь, дает возможность получения сплошной характернстики поверхности исследуемого образца. Поверхность образца сканируют световым лучом от источника света, например лазера. Световой луч, отражаясь от межпоровых перегородок, через диафрагму

3

попадает на фотоприемник - полупроводниковый фотодиод в сканирующем устройстве 1, Отраженный световой луч преобразуется фотодиодом в. электрические импульсы, длительност которых соответствует размерам межпороховых перегородок и пор, видеоимпульсы с выхода сканирующего устройства поступают на второй вход компаратора 2 и на. вход задатчика 4 полярности видеоимпульсов.

Управляющий вход сканирующего устройства 1 вьтолнен в виде электронного аттенюатора спеременным коэффициентом деления, управляемым сигналом с выхода компаратора 2. При этом регулируется размер отверстия диафрагмы, расположенной между исследуемым образцом и фотоприемником в сканирующем устройстве 1, для поддержания постоянным уровня видеосигнала на выходе сканирующего устройства 1 при исследовании пористых материалов различных цветов. Видеоимпульс, поступающий с задатчика 4 полярности видеоимпульсов,несет информацию либо о размерах межпоровых перегородок, либо о размерах пор в зависимости от выбранного режима работы задатчика, и поступает на вход устройства 5 запуска. Устройство 5 запуска формирует импульсы начала (синхронизированные с началом видеоимпульсов) , разрешающие прохождение образцовых импульсов наполнения от генератора 6 образцовых импульсов и импульсов конца синхронизированных с концом видеоимпульсов , запрещающих прохождение импульсов наполнения на блок 7 сортировки импульсов . Блок 7 сортировки импульсов пропускает импульс записи на один из десяти импульсных счетчиков в зависимости от количества поступивших на него импульсов с генератора 6 образцовых импульсов, Импульный счетчик 8 может представлять информацию на цифровые периферийные устройства - ЦПУ, дисплей и др. Пористая структура материала в цело состоит из собственно пор, распределенных в объеме материала, и межпоровых перегородок, причем в общем случае поверхность включает цветные вкрапления. Наличие последних значительно изменяет отражательную способность отдельных участков и

7764 ,

искажает информацию о действительной структуре материала, Введение . новых блоков в устройство позволяет, кроме выполняемой функции - измерения размеров и количества пор, надежно отличать поры от неоднородных по цвету вкраплений, исследовать образцы различных цветов без перестройки устройства, измерять новый параметр - размеры и количество межпоровых перегородок.

Достижение эффекта обеспечивается введением компаратора 2, один из входов которого соединен с источни ком 3 образцового напряжения, величи на которого принимается равной амплитуде видеоимпульса, полученного при отражении потока от поверхности черного образца. При исследовании цветных образцов компаратор 2 сравнивает ; видеоимпульсы с выхода сканирующего устройства 1 с образцовым напряжением и автоматически регулирует поток отраженного цвета, чтобы уровёнь видеосигнала на его выходе был постоянным и равным уровню черного, В результате уровень видеосигнала на выходе сканирующего устройства 1 не будет зависеть от

цвета исследуемого образца, так как поток отраженного цвета от светлых образцов будет автоматически уменьщаться с помощью диафрагмы. Видеоимпульсы, полученные в результате

отражения светов.ого потока от неоднородных цветовых вкраплений в межпоровых перегородках также сравниваются компаратором 2 с образцовым -напряжением, автоматически регулируя поток отраженного цвета

таким образом, чтобы уровень видеосигнала на его выхЬде бьт равным уровню черного, В результате этого уровень видеосигнала на выходе сканирующего устройства 1 не будет

зависеть от неоднократных цветовых вкраплений в межпоровых перегородках, так как поток отраженного света от вкраплений будет автоматически

изменяться при помощи диафрагмь, пропорционально их коэффициенту отражения. При переключении задатчика 4 полярности видеоимпульсов на режим измерения межпоровых перегородок, он инвертирует полярность видеоимпульсов, поступающих в устройство запуска, а далее работает так же, как и в режиме измерения пор, 5 только с.-учетом измененной полярнос ти видеоимпульсов. Этот режим позволяет измерять новые параметры размеры и количество межпоровых nep городок, что также расширяет функци ональные возможности и повьшает jiflG товерность исследования, структуры материала. При попадании луча в поры и дефекты структуры, наблюдает ся падение, уровня сигнала. Селек ция межпоровых перегородок или пор по размерам ведется по прямым или инвертированным (с помощвю задатчика полярности) импульсам,При постоянной скорости перемещения луча по отношению к материалу длительность сигналов представляет собой параметр, характеризующий размер пор. Сортировка с помощью особой электронной схемы импульсов по длительности соответствует распреде лению пор по размерам. Для этого 6« весь исследуемый диапазон размеров делится на ряд размерных групп. Количество импульсов в каждой группе, соответствующих по длительности определенным размерным интервалам, сзпимируется и определяется их содержание в общем числе импульсов. Технико-экономический эффект . изобретения по сравнению с известньб устройством выражается в уменьшении времени измерения более, чем в 1,5 раза за счет увеличения информативности рабочего сигнала. , Тем, самым повышается производитель ность труда в процессе контроля материалов. За счет автоматизации процедуры перенастройки установки значительно упрощается измерительпая процедура, что снижает требование к квалификации обслуживающего .персонала.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАКРОСТРУКТУРЫ ГОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ,. содержащее сканирующее устрбйство с , управляющим входом и последовательно соединенные устройство запуска, подключенное к генератору образцовых импульсов, блок сортировки импульсов и импульсный счетчик, отличающееся тем, что, с целью повьшения информативности и точности диагностики структуры материа4 ла, в него введеш 1 задатчик полярное -ги видеоимпульсов, источник образцов зого напряжения и компаратор, первый зход которого соединен с источником образцового напряжения, а выход - с управляющим входом сканирующего устройства, выход сканирунщего устройства соединен со вторым входом компаратора и с входом задатчика полярности видеоимпульсов, выход которого подключен к устройству запуска.