Устройство оптической дефектоскопии неметаллических конструкций Советский патент 1989 года по МПК G01N21/88 G01J1/44 

1

(21)4117056/31-25

(22)12.09.86

(46) 15.08.89. Бкш. № 30

(71)Северо-Западный заочный политехнический институт

(72)А.И.Потапов, С.С.Михейкин, В.В.Коннов и С.М.Ильичев

(53) 621.383(088.8 )

(56)Ощепков П.К. Контроль качества изделий методом тепловых полей.- Дефектоскопия. 1969, f 1, с. 125-127.

Клопов В.Д. и др. Оптический дефектоскоп.- Дефектоскопия. 1982, № 3, с. 17.

.(54) УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

(57)Изобретение относится к строительству и машиностроению, конкретно к методам дефектоскопии строительных материалов и конструкций из неметаллов, например пластиков, позволяет

определять величину и положение дефекта, оценивать раскрыв и может быть использовано при контроле изделий с переменной толщиной. Цель изобретения - повышение точности и надежности дефектоскопии изделий. Излучение злектромагнитной энергии, которой облучают исследуемьш объект, формируют в .виде импульсов,, экспоненциально спадающих во времени, принимают прошедшее через объект излучение дифференциальным фотоприемником, формируют постоянное напряжение, ранное по амплитуде меньшему сигналу дифференциального фотоприемника, сравнивают его С экспоненциально спадающим сигналом фотоприемника большей амплитуды и по результатам сравнения формируют прямоугольный импульс, по длительности которого определяют наличие и размеры дефекта. 1 ил.

СО

Изобретение относится к строительству и машиностроению, конкретно к методам дефектоскопии строительных материалов и конструкций из неметаллов, например пластиков, позволяет определять величину и положение дефекта, оценивать раскрыв и может быть использовано при контроле изделий с переменной толщиной. Цель изобретения - повышение точности и надежности дефектоскопии изделий. Излучение электромагнитной энергии, которой облучают исследуемый объект, формируют в виде импульсов, экспоненциально спадающих во времени, принимают прошедшее через объект излучение дифференциальным фотоприемником, формируют постоянное напряжение, равное по амплитуде меньшему сигналу дифференциального фотоприемника, сравнивают его с экспоненциально спадающим сигналом фотоприемника большей амплитуды и по результатам сравнения формируют прямоугольный импульс, по длительности которого определяют наличие и размеры дефекта. 1 ил.

Изобретение относится к контролю качества строительных материалов и конструкций и может быть использовано при дефектоскопии строительных материалов и неметаллических конструк- ций, например, из древесины, пласт- масс, композитов, а также при контроле изделий с переменной толщиной,

Цепью изобретения является повы- .шение точности и надежности дефектоскопии разнотолщинных изделий.

На чертеже представлена оптико- электронная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 излучения и расположенные по ходу излучения проекционный 2 и фокусирующий 3 объективы, а также генератор 4 экспоненты и источник 5 тока, выполняющие функцию модулятора излучения, фотоприемник 6, вьтолненный дифференциальным, содержащим два фотодиода 7 и 8, источник 9 запирающего напряжения, последовательно включенные первый усилитель 10, первый пиковый детектор 11, первый пороговый элемент 12 и последова- тельно включенные второй усилитель

31500921

второй пиковый детектор 14, второй пороговый элемент 15„

При одноименные электроды фотодиодов 7 и 8 подключены в обратном направлении к источнику 9 запирающего напряжения, а их вьэсоды подключены к входам первого 10 и второго 13 уси лителей соответственно, причем выход

При попндании в поле зрения фотоприемника 6 дефекта величины световых потоков, попадающих на фотодиоды 7 и 8 дифференциального фотоприемника 6, будут различны. При этом различными и амплитуды фотоэлектрических

сигналов и

в1

и и

Если по амплитуде меньшего сигнапервого усилителя 10 подключен к вхо-Ш ла (например, U) сформировать пое01/

ду второго порогового элемента 14, выход второго усилителя 13 подключен к входу первого порогового элемента 12, источник 5 тока подключен выходо к источнику 1 излучения, а по управ- ляющему входу - к вьгходу генератора 4 экспоненты, причем пороговые элементы 12 и 15 выполнены в виде компараторов ,

Устройство работает следующим об- разом.

Генератор 4 экспоненты фop шpyeт последовательность импульсов напряжения, экспоненциально спадающих во времени. Источник 5 тока, управляе- мый напряжением генератора 4, формирует экспоненциально спадающие импульсы тока, которые преобразуются источником 1 света в световые сигналы, экспоненциально спадающие во вре мени. Световой поток от источника 1 света поступает на входной зрачок проекционного объектива 2 который форг-жрует световое пятко на поверхности контролируемого объекта 16, Прошедший через объект 16 световой поток собирается фокусирующим объективом Зд который формирует изображение светового потока в плоскости диф ференциапьного фотоприемника 6. С учетом линейности передаточной характеристики фотодиодов 7 и 8 в фотоди- рдном режиме работы элементы дифференциального фотоприемника 6 руют экспоненциально спадающие фото- электрические сигнз-лы

1(о.). -i), (1)

де и

ai(ог)

амплитудное значение сигналов фотодиодов 7 и 8 дифференциального фотоприемника j tg - начальный момент времени излучения; t ,- текущее значение вре- -2 „ постоянная времени экспоненциально спадающих сигналов.

При попндании в поле зрения фотоприемника 6 дефекта величины световых потоков, попадающих на фотодиоды 7 и 8 дифференциального фотоприемника 6, будут различны. При этом различными и амплитуды фотоэлектрических

сигналов и

в1

и и

Если по амплитуде меньшего ла (например, U) сформировать пое01/

тоянное напряжение и сравнить с ним экспоненциально спадаюш 1й сигнал большей амплитуды (например, U,.,(t)), то условие совпадения сигналов будет определяться вьфажением

Uo,

ехр(

to- ti

),

(2)

где

t

момент совпадения сигналов по заднему фронту импульса. Решая уравнение (2) относительно временного интервала (tj, - t,), получаем выражение

dt (t t,)

- fin . (3)

Uo.

С учетом зависимости амплитуды фотоэлектрических сигналов от интенсивности прошедшего светового потока

Е.

,ф, квантовой эффективности фотоприемников /J, площади освещенного чувствительного слоя S ф, и S ф для и О1 и и, имеем

и

01 (oil

Eg/JS 1()0(4)

С учетом (4) и (3) получаем соотношение для временного интервала. 4t

ut -fin If. S ф1

(5)

Выражение (5) показывает, что выделенный временной интервал t пропорционален отношению освещенных площадей фотодиодов 7 и 8 и не зависит от интенсивности прошедшего через объект светового потока.

При отсутствии дефекта в поле зрения фотоприемника 6 оба фотоприемника освещены одинаково U и t 0.

Пиковые детекторы 11 и 14 формируют постоянное напряжение, равное амплитудам фотоэлектрических сигналов, которое поступает на входы компараторов 12 и Т5. На другие входы компараторов 12 и 15 поступают экспоненциально спадающие сигналы от усилителей 10 и 13. При совпадении на входах одного из компараторов указанных сигналов, на его выходе формируется прямоугольный импульс, длитель12

Н-о

15