Устройство для определения краевого угла Советский патент 1985 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам определения краевого угла смачивания твердых тел жидкостью по геометрической форме мениска, и может найти применение в химической, металлургической, легкой и других областях промышленности для определения адгезионных характеристик ткидкостей или расплавов.

Целью изобретения является повышение точности определения краевого угла путем исключения ошибок измерения линейных размеров, вносимых апертурной характеристикой электронно-оптического преобразователя и .. флуктуацией амплитуды видеосигнала.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюра сигналов на выходе электронно-оптического преобразователя; на фиг. 3 эпюра сигнала на выходе первого дифференциального усилителя; на фиг. 4 - эпюра сигнала на вых.оде второго дифференциального усилителя.

Устройство для определения краевого угла состоит из термостатируемой камеры 1 с образцом (каплежидкости на подложке) и оптической системы 2 для передачи изображения образца на электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 3, выход которого соединен последовательно с первой регулируемой линией 4 задержки с дифференциальным усилителем 5, предназначенным для сравнения поступающего и задержанного сигнала и усиления разности сигналов, и второй регулируемой линией 6 задершси с дифференциальным усилителем 7. Выход второго дифференциального усилителя 7 соединен с измерительным входом компаратора 8, управляемого с помощью блока 9 управления, который связан с ЭОП 3 и либо с автономным программным устройством 10, либо с ЭВМ. Выход компаратора 8 соединен с цифровым измерителем 11 интервалов времени, выход которого в свою очередь соединен с входом накопителя 12 информации либо ЭВМ 13. Устройство снабжено также видеоконтрольным блоком 14.

Устройство работает следующим образом.

При помощи проектирующей оптической системы 2 поверхность раздела фаз, сформированная в термостатируемой камере 1, проектируется на светочувствительную поверхность ЭОП 3. Видеоконтрольное устройство 14 позволяет визуально контролировать

изображение выбранного участка.

ЭОП 3, для которого определен эф фективный радиус апертуры в единицах времени (определено f), осуществляет разбиение изображения на множество равноудаленных строк, перпендикулярных оси симметрии поверхности раздела, преобразование .освещенности каждой строки в импульсный электрический сигнал, например видеосигнал (фиг. 2), при этом дальность видеоимпульса каждой строки пропорциональна диаметру соответствующего сечения изображения поверхности. С помощью линии 4

задержки осуществляется первая задержка поступающего видеосигнала на время , ас помощью усилителя 5 усиление разницы поступающего и задержанного сигналов. С выхода усилителя 5 сигнал поступает на вторую линию 6 задержки, где он задерживается на время 0,1 С , а затем на усилитель 7, Усиленный сигнал с выхода усилителя 7 поступает на измерительный вход быстродействующего компаратора 8, управляемого блоком 9 управления, на другой вход компаратора 8 подается сигнал нуля. В момент перехода сигнала, поступающего

из усилителя 7, через нуль (момент t) на выходе компаратора 8 формируется импульс запуска цифрового измерителя 11 интервалов времени, при повторном переходе преобразованного видеосигнала через нуль (момент tj, фиг. 4) формируется импульс останова цифрового измерителя 1 1 интервалов времени. Сигнал разрешения на с:равнение поступающего из усилителя сигнала с сигналом нуля поступает в компаратор 8 из блока 9 управления, в который из ЭОП 3 поступают строчные и кадровые синхроимпульсы. Сигнал разрешения

додается при совпадении номера строки, равного числу строчных синхроимпульсов, поступающих в блок 9 управления из ЭОП 3, с номером строки, заданным праграммой. Блок 9 управления управляется либо автономным программным устройством tO, либо непосредственно ЭВМ 13. Цифровой измеритель .11 интервалов времени измеряет интервал времени между им-, пульсами запуска и останова, поступающими из компаратора 8. Величина интервала времени, равная времени, за котороецентр сканирующей апертуры Фиг.1 12001 5 724 пересекает границы изображения,поступает в буферный накопитель 12 информации или в ЭВМ 13для расчета геометрических характеристик поверхности раздела фаз и определения краевого угла. Фиг. 2

и

Л

О

t о

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАЕВОГО УГЛА, содержащее камеру для образца, оптическую систему, проектирующую изображение образца на электронно-оптический -преобразователь, выход которого подключен к цифровому измерителю интервалов времени и ЭВМ, вход которой соединен с выходом цифрового измерителя интервалов времени, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, в устройство дополнительно введены две линии задержки, два дифференциальных усилителя и компаратор с блоком управления, причем выход электронно-оптического преобразователя соединен с входом первой линии задержки и одним из входов первого дифференциального усилителя, другой вход которого .соединен с выходом первой линии задержки, выход первого дифференциального усилителя соединен с входом второй линии задержки и одним из входов второго дифференциального усилителя, другой вход которого соединен с выходом второй линии задержки, выход второго дифференциального усилителя соединен с измерительным входом компаратора, подключенного через блок управления к электронно- оптическому преобразователю, а выход компаратора соединен с входом цифрового измерителя интервалов времени .