Фотоэлектрический дефектоскоп Советский патент 1990 года по МПК G01B21/30 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля качества поверхности.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности за счет увеличения чувствительности.

На фиг. 1 приведена блок-схема фотоэлектрического дефектоскопа; на фиг.2 -диаграммы изменения сигнала при контроле крупных и мелких дефектов, а также оптического фона.

Дефектоскоп содержит источник 1 света, направляющий световой поток на контролируемую поверхность 2, проекционное устройство 3 и оптически связанные с ним оптико-механическое развертывающее устройство 4 и фотоэлектрический преобразователь 5, колебательный контур 6 автогенератора 7, буферный кас кад 8, индикаторное устройство, выполненное в виде соединенных последовательно частотного детектора 9, усилителя 10 низкой частоты, регулируемого блока 11 дифференцирования, усилителя 12, амплитудного дискриминатора 13 и формирователя 14 импульса, и исполнительное устройство 15.

Дефектоскоп работает следующим образом.

Узкая полоска свега, излучаемая источником 1 света, отразившись от контролируемой поверхности 2, попадает в проекционное устройство 3, которое проецирует изображение контролируемого участка поверхности 2 на плоскость оптико- механического развертывающего устройства 4. Фотоэлектрический преобразователь 5, представляющий собой светочувствительный р-п переход (фотодиод), ескость которого изменяется под воздействием отраженного от поверхности 2 света, включен в колебательный контур 6 электронного автогенератора 7. Для повышения помехоустойчивости световой поток в дефектоскопе управляет не амплитудой электрического сигнала, а его частотой. Сигнал автогенератора 7, управляемый световым потоком, через буферны й каскад 8 подается на частотный детектор 9, преобразующий час-, тотно-модулированный сигнал состояния поверхности 2 в колебания низкой частоты. Последние усиливаются усилителем 10 низ- . кой частоты и поступают в блок 11 диф- . ференцирования, в ко тором имеется возможность регулирования постоянной времени дифференцирования в широких пределах. На выходе блока 11 выделяются импульсы одной положительной полярности.

Для определения необходимого времени дифференцирования следует обратиться в рассмотрению фиг.2. Приемная площадь фотоэлектрического преобразователя 5 (фотодиода) и площадь дефекта поверхности 2, проецируемого оптико-механическим развертывающим устройством 4 на этот фотодиод, конечны, а световое отражение от дефектной площадки всегда меньше, чем от

0 соответствующей по площади бездефектной поверхности , т.е. оптического фона.

При наличии крупных дефектов на поверхности 2 контроля, когда приемная площадь фотодиода 5 и площадь проекции

5 дефекта на фотодиод соизмеримы {фиг.2а), интегральное значение света, попадающего на фотодиод 5, при сканировании дефектного участка значительно меньше, чем при контроле бездефектного участка, равного

0 по площади дефекту, а фронт измерения сигнала от дефекта значительно круче, чем от оптического фона., ;

В данном случае при любом значении постоянной времени дифференцирования в

5 блоке 11 импульс от дефекта на выходе блока 11 по амплитуде всегда больше, чем импульс от оптического фона.

При наличии мелких дефектов, когда площадь проекции дефекта на фотодиод 5

0 может оказаться несоизмеримо малой по сравнению с приемной площадью фотодиода 5, интегральное значение света, попадающего на фотодиод, может оказаться выше (поглощающая способность меньше), чем

.5 при контроле бездефектных участков с максимально допустимой поглощающей свет способностью (фиг.26). При этом амплитудное значение изме нения сигнала от дефекта может быть ниже, чем от оптического фона,

0 но фронт изменения сигнала от дефекта все равно круче, чем от оптического фона.

В этом случае оптимальное значение постоянной времени дифференцирования выбирается примерно равным одной трети

5 от ti, где ti - время нарастания фронта сигнала от дефекта. Это обеспечивает максимальную разрешающую способность при максимальной чуствительности. При этом импульсы от дефекта на выходе блока 11 по

0 амплитуде всегда .больше, чем импуьс от оптического фона, а разница между этими импульсами максимальна. На фиг. 2 сигналы от дефектов и оптического фона условно совмещены.

5С выхода блока 11 дифференцирования сигнал после усиления в усилителе 12 поступает в амплитудный дискриминатор 13, в котором сигнал сравнивается по амплитуде с некоторым пороговым значением. При отсутствии дефекта на контролируемой

поверхности 2 сигнал на выходе амплитудного дискриминатора 13 отсутствует. При наличии дефекта сигнал с выхода амплитудного дискриминатора блока 13 поступает в формирователь импульса И, где происходитформированиеимпульсадля запуска исполнительного устройства 15, выполненного, например, в виде ждущего мультивибратора с релейным выходом,

Формула изобретения Фотоэлектрический дефектоскоп для контроля поверхности, содержащий оптически связанные источник света, оптическое проекционное устройство, оптико-механическое развертывающее устройство и фотоэлектрический преобразователь, ав

тогенератор, подключенный через колебательный контур к фотоэлектрическому преобразователю, буферный каскад и последовательно соединенные индикаторное и исполнительное устройства, автогенератор подключен через буферный каскад к индикаторному устройству, отличающий с я тем. что, с целью повышения разрешающей способности за счет увеличения чувствительности, индикаторное устройство выполнено в виде соединенных последовательно частотного детектора, являющегося входом дефектоскопа, усилителя низкой частоты, блока дифференцирования, усилителя, амплитудного дискриминатора и формирователя импульса, являющегося выходом дефектоскопа.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение разрешающей способности за счет увеличения чувствительности. Установлением времени дифференцирования блока 11 в пределах одной трети от времени нарастания фронта сигнала от дефекта обеспечивается возможность различать сигналы от фона, фона и малого дефекта и большого дефекта без присутствия фона. 2 ил.

Приемная площадь (ротойаооа 5

HanpoS/jeHue перемещения

Лео}р/:т

безде е/{тньш у vac т он (o/7ruvec/ ifc} (poHJ

вход

d/lOHQ 11

От

. От 5езде( /k Hoto t/vacmf Q f

а}

От de(

От б езде- (рентного

J V C/77/fa

t

( /k f

9и.г-2

От д9д}е /77а

- От ffejde e m ( ого i/vacf77Ha

iд)