Устройство измерения линейных размеров частиц Советский патент 1987 года по МПК H04N7/18 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано как в промышленности, так и в медицине, в частности при исследовании дисперсных сред при изучении атмосферы.

Цель изобретения - повышение точности измерений при одновременном повьппении гйэмехоустойчивости.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства измерения линейных размеров частиц; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства измерения линейных размеров частиц; на фиг« 3 передаточная характеристика блока нелинейного преобразования видеоимпульсов; йа фиг. 4 - структурная электрическая схема блока фиксации вершин импульсов и времен№1е диаграммы его работы.

Устройство измерения линейных размеров частиц содержит блок 1 синхронизации (БС)5 первый выход которого через блок 2 формирования рамки (БФР соединен с управляющим входом ключа 3 выход которого соединен с первым входом триггера 4, выход которого является выходом устройства измерения линейных размеров частиц второй выход БС 1 через блок 5 формргрования видеоимпульсов (БФВ) соединен с входом дифференциатора 6, выход которого через блок 7 нелинейного преобразования (БНП) видеоимпульсов соединен С входами первого и второго блока фиксации вершин импульсов (БФИ) 8 и 9, выход первого БФИ 8 соединен с Входом ключа 3, а выход второго БФИ 9 - с вторым входом триггера 4, кроме того, каждый из БФИ 8 и 9 содержит последовательно соединенные блок 10 фиксации максимума производной видеосигнала (БФМП), дифференциатор 11 и инвертор 12.

Устройство измерения линейных размеров частиц работает следующим образом.

С выхода БФВ 5 (фиг. 1) видеосигнал и (фиг, 2) поступает на вход дифференциатора 6, где нейтрализуется неравномерность фона. Импульсы производной llj, (фиг. 2) видеосигнала поступают в БНП 7, где производится увеличение отношения сигнал-шум и далее в БФИ 8 и 9 (фиг. 1),. на выходах которых появляются прямоугольные ршпульсы и и и. (фиг. 2), передние фронты которых во времени совпадают

с моментом достижения импульсами U (фиг. 2) производных своих максимальных значений т.е. моментам наибольшей крутизны фронтов видеоимпульсов и (фиг. 2). Триггер 4 (фиг. 1) формирует импульсы и., (фиг. 2), продолD

жительность которых соответствует промежутку между точками наибольшей

крутизны фронтов видеоимпульсов.

На кривой преобразования (фиг. 3) импульсов БИЯ 7 имеются три участка. Участок I с малой крутизной служит для подавления шумов фона. Участок II

с большой крутизной служит для усиления импульсов производной видеосигнала. Участок III с плавным изгибом служит для ограничения сигнала в случае поступления на вход дифференциатора б видеоимпульсов большой амплитуды от ярких объектов. Участок III обязателен в кривой преобразования, так как в случае ограничения выходного напряжения БНП оказывается невозможным фиксация импульса производной . Указанные свойства БНП 7 позволяю- производить очистку сигнала от шумов фона и усиление импульсов производной видеосигнала с сохранением

положения вершины импульса на оси времени.

Дальнейшее преобразование сигнала и (фиг. 2) производится в БФИ8 и 9.

Фиксация момента времени достиже- ния производной своего максимального значения производится с помощью

БФШ 10 (фиг. 4,а), констру-кция которого такова, что для положительного импульса в сигнале U, (фиг. 4,6),

соответствующего переднему фронту видеоимпульса, выходное напряжение Ug- (фиг. 4,6) будет близко к нулю. С началом отрицательного импульса на Bkofle БФМП 10, соответствующего

заднему фронту видеоимпульса, выходное напряжение Ug (фиг. 4,б) будет представлять собой прямоугольный импульс, причем задний фронт его будет совпадать с моментом достижения

отрицательного импульса своего экстремального значения. Далее, путем дифференцирования и инвертирования получается узкий импульс и„ (фиг.4,б), передний фронт которого совпадает

во времени с вершиной импульса производной и, что тоже самое, с точкой наибольшей крутизны заднего фронта видеоимпульса. Так как положение вершины производной фронтов видеоимпульсов от одного и того же объекта слабо зависит от освещенности и чувствительности по полю и не связано с линейностью функции преобразо- валия оптико-электронного преобразователя (например, телевизионной передающей трубки), то погрешности измерения линейных размеров частиц существенно уменьшаются.

Фиксация вершины положительного входного импульса- соответствует точке наибольшей крутизны переднего фронта видеоимпульса,производится

осуществляет тактирование и синхронизацию всего устройства.

Формула изобретения

Устройство измерения линейных размеров частиц, содержащее блок синхронизации, первый выход которого 1Q через блок формирования рамки соединен, с управляющим входом ключа, выход которого соединен с первьм вхо- цом триггера, выход которого является выходом устройства измерения лианалогично. Для этого лишь изменяет- 15 teйныx размеров частиц, второй выход

ся конструкция БФМП 10 так, что для положительного импульса выходное напряжение и (фиг. 4,6). будет представлять прямоугольный импульс, а для отрицательного напряжения выходное напряжение и будет близко к нулю. После дифференцирования и инвертирования на выходе инвертора 12 появляется узкий прямоугольный импульс Ua (фиг. 4,6).

Передними фронтами выходных импульсов и, % (фиг. 4,6) производится установка и сброс триггера 4 (фиг. 1).

блока синхронизации через блок формирования видеоимпульсов соединен с входом дифференциатора, отличающееся тем, что, с целью по20 вьшения точности измерений при одновременном повышении помехоустойчивости, введены блок нелинейного преобразования видеоимпульсов и блоки фиксации вершин импульсов, причем вькод

25 дифференциатора через блок нелинейного преобразования видеоимпульсов соединен с входами первого и второго блоков фиксации вершин импульсов.

выход первого блока фиксации верпшн

Ключ 3 (фиг. 1) запрещает установ- зо импульсов соединен с входом ключа, а ку триггера 4 в случае, если левьй выход второго блока информации вер- край рамки, формируемой БФР 2, пере- шин импульсов - с вторым входом триг- секает изображение частицы, БС 1 гера.

осуществляет тактирование и синхронизацию всего устройства.

Формула изобретения

Устройство измерения линейных размеров частиц, содержащее блок синхронизации, первый выход которого через блок формирования рамки соединен, с управляющим входом ключа, выход которого соединен с первьм вхо- цом триггера, выход которого является выходом устройства измерения либлока синхронизации через блок формирования видеоимпульсов соединен с входом дифференциатора, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений при одновременном повышении помехоустойчивости, введены блок нелинейного преобразования видеоимпульсов и блоки фиксации вершин импульсов, причем вькод

дифференциатора через блок нелинейного преобразования видеоимпульсов соединен с входами первого и второго блоков фиксации вершин импульсов.

Изобретение м.б. использовано как в промьпаленности, так и в медицине. Цель изобретения - повышение точности измерений при одновременном повьшении помехоустойчивости. Устр-во содержит блок 1 синхронизации, блок 2 формирования рамки, ключ 3, триггер 4, блок 5 формирования видеоимпульсов, дифференциатор 6. В устр-во введены блок 7 нелинейного преобразования видеоимпульсов и блоки 8 и 9 фиксации вершин импульсов . Каждый блок 8 и 9 содержит последовательно соединенные блок фиксации максимума производной видеосигнала, дифференциатор и инвертор. 4 ил. е S