Способ контроля качества микросеток Советский патент 1993 года по МПК G01N21/88 

Изобретение относится к области измерительной техники в металлоткацком производстве и может быть использовано в системах для оптической обработки изображения, а также в регистрирующих фотоприемных системах.

Цель изобретения - повышение надежности контроля и точности измерений за счет устранения влияния вибраций и паразитной модуляции сигнала.

На чертеже изображено устройство, реализующее предложенный способ. Предложенный способ реализуется с помощью устройства, состоящего из: оптической системы 1 с опорным приспособлением 2, устанавливаемым непосредственно на контролируемый участок микросеток 3, матричного многоэлементного фотоприемника 4, осветителя 5, генератора тактовых импульсов 6, микропроцессорного устройства 7 обработки видеосигнала Матричный многоэлементный фртоприемник 4 содержит

фоточувствительную часть 8, выходной регистр 9 и выходной усилитель 10.

Способ реализуется следующим образом.

Устанавливают устройство контроля на контролируемый участок микросетки 3 с помощью опорного приспособления 2, которое имеет размеры, обеспечивающие фокусировку изображения микросетки на фоточувствительной поверхности 8 много- элементного матричного фотоприемника 4.

Ориентируют устройство контроля так, что строки и столбцы матрицы становятся параллельными продольным и поперечным нитям микросетки.

Включают осветитель и тактовый генератор в одном из двух режимов: в режиме суммирования нескольких строк или нескольких столбцов.

В первом режиме сбрасывают сигналы нескольких строк в выходной регистр и после этого производят считывание сигналов выходного усилителя, который выдает выЁ

00

ю

4 СП

сл ел

ходной амплитудно модулированный импульс на каждый элемент выходного регистра. В этом режиме микропроцессорное устройство определяет средний период модуляции импульсов выходного регистра и отклонения от среднего, которые пересчитываются в средний период продольных нитей и отклонения от этого периода через известный размер элемента выходного регистра и коэффициент увеличения оптической системы.

Во втором режиме для каждой строки производится суммирование сигналов нескольких элементов выходного регистра в выходном усилителе, после чего суммарный выходной амплитудно модулированный импульс поступает в микропроцессорное устройство обработки, которое определяет средний период модуляции импульсов вдоль столбца и отклонения от этого периода, которые пересчитываются в средний период поперечных нитей и отклонения от этого периода через известный размер ширины строки матрицы и коэффициент увеличения оптической системы.

Суммирование строк и столбцов увеличивает точность определения периодов нитей и повышает надежность контроля .благодаря устранению эффекта паразитной модуляции сигнала нитями, перпендикулярными к тем, период которых требуется определить.

Предложенный способ реализован в устройстве контроля, содержащем матричный мнцгоэлементный Фотоприемник типа К1200ЦМ1,оптичяескую систему с коэффициентом трансформации от 3:1 до 1:3, генератор тактовых импульсов, работающий в двух режимах.

В первом режиме производится при считывании накопленных сигналов из фоточувствительной части матрицы перенос 16 строк матрицы в выходной регистр при неизменных потенциалах фаз выходного регистра, после чего производилось считывание содержимого выходного регистра с тактовой частотой 1 МГц.

Амплитудно модулированные импульсы с амплитудой до 0,5 В поступали из выходного усилителя матрицы в микропроцессорное устройство обработки, содержащее аналого-цифровой преобразователь, интерфейс связи с ЭВМ и персональную ЭВМ типа IBM PC.

Во втором режиме производился перенос содержимого очередной строки матрицы в выходной регистр и затем считывание содержимого выходного регистра с тактовой частотой 1 МГц, причем опрос выходного усилителя производился через каждые

15 мкс, что обеспечивало накопление сигналов от 16 элементов выходного регистра. Далее сигнал через упомянутый аналого- цифровой преобразователь и интерфейс

связи поступал в персональную ЭВМ типа IBM PC.

С помощью IBM PC осуществлялось адаптивное компарирование сигнала на уровне половины размаха модуляции импульсов. Адаптивность компарирования была предназначена скомпенсировать неравномерности освещения контролируемого участка и коэффициента передачи оптической системы по полю зрения. После

5 компарирования определяли величины периодов модуляции импульсов, соответствующие отдельным нитям.

Благодаря непосредственной установке устройства контроля на контролируемый

0 участок микросетки достигалось уменьшение погрешности измерения периода не менее чем на порядок в результате устранения вибраций сетки относительно устройства контроля.

5Введение режимов суммирования строк

и столбцов по сравнению с обычным режимом поэлементного опроса матрицы привело к устранению паразитных модуляций сигнала нитями, перпендикулярными к кон0 тролируемым.

Контроль за ориентацией матрицы от- . носительно нитей микросетки осуществлялся по величине максимального размаха- модуляции импульсов, которая определя5 лась с помощью персональной ЭВМ. Допустимый угол отклонения от оптимальной ориентации составлял 15°.

Средний период продольных и поперечных нитей определялся следующим обра0 зом. Последовательности переменных .сигналов, соответствующие изображению продольных и поперечных нитей микросетки преобразовывались в импульсный сигнал путем компарирования средней величины

5 переменных сигналов с заданным опорным сигналом, затем проводилось сравнение импульсного сигнала различной длительности соответствующего различным дефектам качества микросетки с импульсным сигна0 лом.определяемым эталонным или средним периодом микросетки, средний или эталонный период соответствовал бездефектной структуре контролируемой микросетки, по отклонению среднего периода от текущего

5 периода микросетки делались выводы о наличии дефектов качества микросеток. С помощью предложенного способа удалось обнаружить такие дефекты как рассека, пропуск нити, галочка, а также другие дефекты качества микросеток с достаточной точностью. которая более чем на порядок превышала характерные линейные размеры микросеток.

Предложенный способ контроля качества микросеток обеспечил регистрацию отдельных нитей, повышение надежности регистрации дефектов и увеличение величины контролируемой площади по сравнению с прототипом, а также возможность контроля однородности микросеток с точностью до одного микрона, что по крайней мере на порядок точнее, чем в прототипе, причем дальнейшее повышение разрешающей способности возможно по крайней мере еще на порядок за счет уменьшения линейных размеров элементов матрицы фоточувствительных приборов с зарядовой связью, что возможно с использованием традиционных методов фотолитографии, В результате контроля качества микросетки в процессе ее производства предложенный способ позволил повысить процент выхода годной микросетки за счет своевременного устранения дефектов, а также позволил повысить качество изготовляемого полотна микросетки в связи с обеспечением динамического контроля качества микросетки в процессе ее производства.

Формула изобретения Способ контроля качества микросеток. заключающийся в проецировании оптической системой изображения участка микросетки на фоточувствительную поверхность многоэлементного фотоприемника и обработке сигналов фотоприемника, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности и точности измерения параметров микросеток, проецируют изображение участка микросетки на фоточувствительную поверхность многоэлементного фотоприемника оптической системой, установленной непосредственно на контролируемый

участок микросетки, ориентируют изображение продольных и поперечных нитей микросетки параллельно строкам и столбцам матрицы многоэлементного фотоприемника и обрабатывают сигналы, накопленные в

матрице, суммируя сигналы п строк матрицы, где гм п 2, m -число строк в матрице, и по усиленным сигналам определяют средний период продольных нитей и отклонение от него, а затем суммируют сигналы m столбцов матрицы, где па m 2, 02 - число столбцов матрицы, и по усиленным сигналам определяют средний период поперечных нитей и отклонение от него.

8

Г7-А/ /

7

Сущность изобретения: освещают участок микросетки и проецируют оптической системой изображение участка на фоточувствительную поверхность многоэлементного фотоприемника, оптическая система которого устанавливается непосредственно на контролируемый участок сетки. В качестве многоэлементного фотоприемника используют матрицу приборов с зарядовой связью, а при обработке сигнала производят суммирование сигналов строк и столбцов в направлениях продольных и поперечных нитей микросетки. 1 ил.

/ /

N

J

/