Способ дефектоскопии поверхности Советский патент 1991 года по МПК G01N21/88 

Изобретение относится к контрольно- сортировочной технике и может быть использовановконструкциифотоэлектрического дефектоскопа, предназначенного для контроля локальных дефектов поверхности изделий.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля поверхностных дефектов.

На чертеже представлена схема реализации способа (для случая вычисления двух ординат корреляционной функции).

Способ дефектоскопии поверхности заключается в следующем.

Контролируемую поверхность освещают, придают ей движение развертки и регистрируют отраженный свет фотодатчиком. За длительность цикла развертки принимают, например, время одного оборота изделия в форме тела вращения в случае многоканального сьема информации, В течение времени развертки (цикла развертки) формируют строб-импульс, разрешающий обработку сигнала фотодатчика. Сигнал фотодатчика усиливают и центрируют (отсекают низкочастотную составляющую). Затем вычисляют некоторые из текущих ординат его корреляционной функции. В наиболее простом случае это две текущие ординаты - при нулевой задержке (дисперсия) и при некотором фиксированном значении задержки сигнала. В случае разнообразных дефектов поверхности количество вычисляемых ординат может быть увеличено. При вычислении дисперсии сигнал возводят в квадрат и усредняют во времени (фильтруют). При вычислении ненулевой ординаты сигнал дополнительно задерживают, прямой и задержанный сигналы перемножают и результат перемножения также усредняют. Пиковые за цикл контроля значения ординат раздельно запоминают в ячейках памяти в аналоговой форме. При этом выделяют минимальное значение нулевой ординаты и максимальное по абсолютной величине отрицательное значение ненулевых ординат. Пиковое значение ненулевых ординат умножают на отрицательный масшXJ

табный коэффициент (пороговое тноше- ние), тем самым делая его положительным, и затем сравнивают с пиковым значением нулевой ординаты (дисперсии). В спучае его превышения над минимумом дисперсии контролируемое изделие направляют г брак,

Величина первого ненулевого экстремума корреляционной функции, лежащего в отрицательной области значений, наиболее точно указывает на присутствие дефектов на контролируемом изделии. Оптимальную задержку (или несколько задержек) подбирают экспериментально.

Схема реализации способа содержит центрирующий фильтр 1, вход которого подключается к выходу усилителя сигнала фотодатчика (не показано), линию 2 задержки аналогового сигнала фотодатчика (на время порядка долей миллисекунды или единиц миллисекунд в зависимости от типов дефектов), аналоговые перемножители 3 и 4, причем один из входов перемножителя 3 соединен с выходом центрирующего фильтра через линию 2 задержки, а остальные входы перемножителей 3 и 4 - непосредственно, усредняющие фильтры 5 и б нижних частот, входы которых подключены к выходам перемножителей 3 и 4 соответственно, пиковые детекторы 7 и 8 минимума, сигнальные входы которых соединены с выходами фильтров 5 и 6 соответственно, инвертирующий масштабный усилитель 9 на выходе пикового детектора 7, стробиру- емый компаратор 10, сигнальный вход которого подключен к зыходу масштабного усилителя 9, а опорный вход - i; выходу пиксвого детектора 8, электронные ключи 11 и 12. Входы ключей 11 и 12 и вход стро- бирования компаратора 10 объединены и подключаются к формирователю строб-импульсов (не показано) дефектоскопа, разрешающих контроль изделия. Ключи И и 12 включены между положительным полюсом источника питания +Е и запоминающими емкостями пиковых детекторов 7 и 8 соответственно. Постоянные времени усредняющих фильтров 5 и 6 должны превышать время развертки дефектов максимальных размеров. Масштабный коэффициент усилителя 9 выбирается экспериментально и может принимать значения приблизительно от -0,3 до -2. В 11 и 12 должны использовать кремниевые транзисторы.

Схема работает следующим оэразом.

Усиленный сигнал от развертываемой поверхности с выхода фотодатчика центрируется фильтром 1 и задерживается линией 2, Прямой и задержанный центрированные

сигналы перемножаются перемножителем 3. Перемножитель 4 работает в режиме воз- веденил в квадрат незадержанного сигнала. Результаты перемножения усредняются

фильтрами 5 и б нижних частот. На их выходах формируются сигналы, соответствующие законам изменения (во времени) текущих ординат, корреляционной функции сигнала. При отсутствии положительного

0 строб-импульса, формируемого автоматикой дефектоскопа и разрешающего контроль изделия, электронные ключи открыты (на их входах - нулевой логический уровень), выходные сигналы фильтров 5 и 6 повторя5 ются на выходах пиковых детекторов 7 и 8 Компаратор 10 в это время блокируется. При поступлении строб-импульса запираются ключи 11 и 12 и приводится в действие компарзтор 10. На выходах пиковых детек0 торов 7 и 8 фиксируются уровни сигналов, существовавшие до поступления строб-импульса, Изменяться эти уровни могут только в сторону уменьшения, при этом уровень на выходе детектора 8 всегда остается положи5 тельным (по определению дисперсии), а уровень на выходе детектора 7 может перейти из области положительных значений в область отрицательных значений либо сразу стать отрицательным. По мере развертки

0 поверхности выходные уровни детекторов будут понижаться до тех пор, пока не будут выявлеь ь оба экстремума (минимума). Минимум ненулевой ординаты корреляционном функции - его максимум абсолютной

5 вепичины ее отрицательных значений. Отрицательный выходной сигнал детектора 7 инвертируется, умножается на отрицательный масштабный коэффициент усилителем 9 л сравнивается компаратором 10 как по0 лохительная величина с положительным выходным сигналом детектора 8. Если напряжение на сигнальном входе компаратора 10 превысит напряжение на его опорном входе, компаратор 10 станет вырабатывать

5 импульс брак вплоть до окончания строб- импульса.

Таким образом, предлагаемое изобретение повышает достоверность контроля локальных поверхностных дефектов за счет

; вычисления экстремумов ординат корреляционной функции сигнала, практически полностью его описывающей, т.е. за счет более полного использования содержащейся з сигнале фотодатчика информации.

5Фор N. ула изобретения

Способ дефектоскопии поверхности, заключающийся в том, что контролируемую поверхность освещают, придают ей движение развертки, регистрируют отраженный свет, вычисляют текущие ординаты корреляционной функции сигнала, запоминают минимальное за цикл контроля значение ординаты с нулевой задержкой и одно из максимальных за цикл контроля значений ординат, сравнивают запомненные максимальное и минимальное значения и их отношению судят о годности изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, для сравнения с минимальным значением используют максимальное по абсолютной величине отрицательное значение ненулевых ординат, корреляционной функции с задержкой, отличной от нуля.

I

Т

I