Изобретение относится к измерительной технике, в частности к автоматическим оптоэлектронным устройствам бесконтактного контроля геометрических параметров микрообъектов различной физической при- роды, и может быть использовано для контроля геометрических размеров и формы гранул ядерного микротоплива.
Целью изобретения является повышение производительности и точности контро- ля за счет параллельного измерения в нескольких сечениях геометрических параметров объектов неправильной формы, у которых нет единственной плоскости резкой наводки.-
На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 показан пример выполнения блока оптической задержки для числа наборов сепйентов , П, (П. равного трем; на фиг. 3 - разрез А--А на фиг. 2.
Устройство автоматического бесконтактного контроля геометрических параметров движущихся микрообьектов, содержит импульсный источник 1 света, оптически связанные оптическую систему 2 формирования изображения, блок 3 оптической задержки в виде набора сегментов различной оптической толщины и детектор 4 изображения, полосовой фильтр 5, аналого- цифровой преобразовательбивычислитель.
Устройство работает следующим образом.
Микрообъекты различных размеров и формы подаются системой подачи (например, в пролете под действием газовой струи) последовательно друг оЭ другом на позицию контроля, где с помощью импульсного источника 1 света осуществляется экспозиция каждого микрообъекта и формируется его изображение с помощью оптической систе- мы формирования изображения 2.
Для высокопроизводительного контроля с высокой точностью геометрических параметров каждого движущегося микрообъекта необходимо иметь возмож- ность одновременного наблюдения набора плоскостей, смещенных друг относительно друга на величину А , соответствующую глубине резко изображаемого пространства.
Число таких плоскостей М, во всей об- ласти пространственного разброса микрообъектов L должно быть равно М -r .В
этом случае для любой точки контура теневой проекции микрообъекта всегда найдет- ся такая плоскость, в которой наблюдается ее (точки) резкое изображение.
Для контроля геометрических размеров и формы каждого микрообъекта достаточно иметь определенное число точек его контура, зависящее от требуемой точности измерений, которое и необходимо получить резким в плоскости наблюдения. При зтом точность измерений не зависит от положения заданного набора точек на контуре теневой проекции, Общее число точек N, которое необходимо считывать с контура теневой проекции, должно быть равно произведению числа резко изображаемых точек п в каждой плоскости наблюдения на число этих плоскостей М, т.е. N п М.
Для обеспечения указанной функции блок оптической задержки представляет собой непересекающиеся наборы сегментов различной оптической толщины, постоянной для каждого набора.
При зтом число и взаимное расположение сегментов в каждом наборе блока оптической задержки выбрано одинаковым.
Оптическая толщина каждого сегмента в каждом из наборов отличается от толщины соседнего сегмента на величину, соответствующую глубине резко изображаемого пространства.
В зтом случае, в какой бы точке области пространственного разброса ни находился микрообъект, всегда найдется хотя бы один сегмент для любой точки контура теневой проекции, через который она резко отображается в плоскость изображений.
Для исключения взаимного наложения участков контура с различной оптической задержкой блок оптической задержки помещен в плоскости изображения.
Блок оптической задержки 3 обеспечивает получение 8 плоскости входного зрачка детектора 4 одновременно изображение набора точек контура теневой проекции микрообъекта, лежащих в разных плоскостях, независимо от его размеров, формы и ориентировки на позиции контроля.
При этом число резких точек контура необходимо и достаточно для контроля каждого микрообъекта с заданной точностью.
Детектор изображения 4 является пози- ционно чувствительным. В момент экспозиции он работает а режиме записи (накопления) информации и запоминает изображение полученной теневой картины, после чего а режиме считывания он осуществляет построчную выдачу видеосигналов кадра изображения в полосовой фильтр 5.
Этот фильтр осуществляет частотный анализ огибающей строчного видеосигнала. При этом резким точкам контура изображения соответствуют более крутые фронты и соответственно большая частота видеосигналов, чем нерезким точкам. Таким обра- зом. полосовой фильтр В осуществляет
автоматический выбор резких точек контура на изображении микрообъекта.
После преобразования в аналого-цифровом преобразователе 6 цифровые значения видеосигналов, соответствующие резким точкам изображения, поступают в
вычислитель 7, который определяет тре&ур мые геометрические характеристики микрообъекта.
(56) Патент США № 3.824.393, кл. 250-222, 1974.
Фор мула изобретения
1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ МИКРООБЬЕКТОВ. содержащее импульсный источник света, расположенные по хо10
целью повышения производительности и точности контроля, блок оптической задержки помещен в плоскости изображения оптической системы и выполнен в виде непересекающихся наборов сегментов раз- .личной оптической толщины, постоянной
ду светового луча оптическую систему ,5 Д о™ «абора. а выход полосового формирования изббражений, блок оптиче- фильтра соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.
2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что число и взаимное расположение
зователь и вычислитель, соединенные 20 сегментов в каждом наборе блока оптиче- последовательно, отличающееся тем, что, с ской задержки выбрано одинаковым.
А
/( f
ской задержки и детектор изображения, выход которого соединен с входом полосового фильтра, аналого-цифровой преобра /.
/.
f 3
х Фиг.3
Изобретение относится к измерительной технике Целью и.юбетения является повышение лро- изводительноаи и точности контроля за счет параллельного измерения в нескольких сечениях геометрических параметров объектов неправильной формы, у которых нет единственной ппоскости резкой наводки. Устройство обеспечивает одновременное наблюдение набора плоскостей прост- ранава. в котором находится объект, смещенных друг относительно друга на величину, соответа- вующую глубине резко изображаемого пространства. Одновременное наблюдение плоскостей достигается за счет конструкции блока 3 оптической задержки в виде набора сегментов I, II, III различной оптической толщ1 ШЫ. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. IX н ы ел ы о OS чо
Редактор
Составитель Е.Глазкова Техред М.Моргентал
Заказ 3243
ТиражПодписное
НПО Поиск Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина. 101
Корректор А. Козориз
