Устройство для дефектоскопии поверхности Советский патент 1980 года по МПК G01N11/08 

Изобретение относится к области неразрушакхдего контроля и можат быть использовано для дефектоскопии поверхности лент из различных материалов . Известно устройство для дефектоскопии поверхности, содержащее механическое устройство развертки, состоящее из лазера и сканирующего зеркала, син хрогенератор, фотоприемник, полосовой фильтр, пороговое устройство, видеосепаратор, блок памяти, дешифратор и исполнительный орган 1. Недостаток известного устройства - в недостаточной наделности контроля, что связано с ограниченной скоростью механических колебаний сканиру ющего зеркала, низкой разрешающей спо собностью, зависимостью результатов контроля от интенсивности освещения объекта контроля. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для дефектоскопии поверхности содержащее синхрогенератор, блок преобразования отражающих свойств поверх ности в электрический сигнал, соединенный с синхрогенераторсм, блок формирования статистического эквивалента эталонов, блок сравнения, соединенный блоком формирования статистического эквивалента эталонов, и исполнительный, орган, соединенный с выходом блока сравнения 2. Однако и это устройство не обеспечивает необходимой надежности контроля, что связанос его низкой чувствительностью и разрешающей способностью. Цель изобретения - повышение надежности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком стабилизации амплитуды видеосигналов, состоящим из соединенных между собой фотоэлемента и полосового усилителя с переменным коэффициентом усиления, и блоком формирования признака разбраковки, входы которого связаны с выходами синхрогенератора и блока стабилизации амплитуды видеосигнала, а выход соединен со входами блока формирования статистического эквивалента эталонов и блока сравнения. Дополнительно надежность контроля повышается тем, что блок формирования признака разбраковки содержит кадровый делитель и строчный распределитель, квадратор с п выходами и подключенных к выходам квадратора и строчного распределителя интегрирующих блоков, входы строчного распределителя и кад рового делителя предназначены для со единения с выходами синхрогенератора вход квадратора - с выходом блока ст билизации амплитуды видеосигнала, а выходы интегрирующих блоков соединены между собой и являются выходом блока .формирования признака разбраковки. На фи1. 1 представлена структурна сх€5ма устройства; на фиг. 2 - времен ная диаграмма работы блока формирова ния признака разбраковки. Устройство для дефектоскопии поверхности 1 объекта контроля состоит |ИЗ блока 2 преобразования отражающих свойств поверхности в электрический сигнал, соединенного с блоком 3 стаби лизации амплитуды видеосигнала, блока 4 формирования признака разбраковки, связанного с синхрогенератором 5, блока б сравнения, соединенного своими входами с блоком 4 формирования признака разбраковки и блоком 7 форми рования статистического эквивалента эталонов, а своим выходом 8 с исполнительным органом 9, и преобразователя 10 перемещения объекта контроля. BjiOK 4 формирования признака разбраковки состоит из строчного распределителя 11, кадрового делителя 12 и квадратора 13, соединенных со входа ми интегрирующих блоков 14, 15- и 16, выходы которых соединены между собой и являются выходом блока 4 формирования признака разбраковки. Интегрирующие блоки состоят из последовательно соединенных первого ключа 17, интегратора 18 и второго ключа 19. Первые ключи интегрирующих блоков 14-16 соединены с выходом квадратора 13 и соответствх.тощими выходами строчного рас пределителя 11, соединенными также со вторыми ключами интегрирующих блоков , являющихся их выходами. Входы строчного распределителя 11 и кадрового делителя 12 соединены с соответствующими выходами синхрогенератора 5, состоящего из задающего генератора 20 и последовательно с ним соединенных делителей 21 и 22, кадров вый делитель 12 соединен с задающим генератором 20 через делитель 21, а строчный распределитель 11 - непосредственно. Вход квадратора 13 соединен; с блоком 3 стабилизации амплитуды видеосигнала, состоящим из последовательно соединенных фотоэлемента 23 и полосового усилителя 24 с регулируемым коэффициентом усиления, и соединенных с соответствующими выходами блока 2 преобразования отражающих свойств поверхности в электрический сигнал, сс-стоящего в свою очередь из объектива 25, светоделительной пластины 26, сканирующего фотоэлектронного преобразователя.(диссектора) 27, соединенного с выходами блока 28 раэвертки этого же блока 2 и входом полосового усилителя 24, а входы блока 28 развертки через делители 21 и 22 соединены с задаюлим генератором. Блок 7 формирования статистического эквивалента эталонов рекомендуется выполнять в виде соединенных последовательно между собой пикового детектора 29, ключа 30, интегратора 31, резистйвного делителя 32, индикатора 33 нуля и источника 34 регулируемого напряжения. Вьлход индикатора 33 нуля, является выходом блока 7 формирования статистического эквивалента эталонов, а вход этого бг.ока состоит из формирователей 35 импульса спроса и формирователей 36 импульса сброса, соединенных своими выходами соответст венно с ключом 30 и пиковым детектором 29, второй вход которого совместно с входом интегратора 31 соединен с кнопкой 37 сброса, i Устройство работает следующим образом. Устанавливается режим формирования статистического эквивалента эталонов, для чего используется образец с допустимыми дефектами. Выбранный образец вводят в поле зрения диссектора 27 и с помощью кнопки 37 устанавливают исходное состояние устройства, после чего образец с эталонной поверхностью 1 перемещается. Изображение контролируемой поверхности строится с помощью объектива 25. Часть светового потока отделяется светоделительной пластиной 26 и попадает на фотоэлемент 23. Задающий гене- ратор 20 генерирует импульсы с частотой f, поступающие на вход строчного распределителя 11 и делителя 21, который делит частоту Г в N раз. С выхода делителя 21 импульсы с частотой f/N поступают в блок 28 развертки и на вход делителя 22, который понижает частоту импульсор до частоты кадров. Под действием токов строчной и кадровой разверток, формируемых блоком 26, диссектор 27 разлагает спроектированное изображение на заданное число строк. Входное напряжение диссектора 27 поступает на сигнальный вход полосового усилителя 24, коэффициент усиления которого обратно пропорционаленсветовому потоку, падаквдему на фотоэлемент; 23. Благодаря этому, величина сигнала на выходе усилителя 24 не : зависит от интенсивности освещения поверхности 1. С выхода усилителя 24 напряжение поступает на квадратор 13, а затем с помощью интегрирующих блоков 14-16 вычисляется величина D./sn i ° различных участков поверхностей, площадью S. Разделение контролируемой поверхности на участки осуществляется с помощью строчного распределителя 11 и кгщрового делителя 12. На каждом из п выходов строчного распределителя 11 последовательно формируются импульсы длительностью , где ТСТР длительность прямого хода строчной развертки диссе тора. Для случаяп 3 сигналы с трех выходов строчного распределителя 11 поступают на три интегрирующих блока 14-16, Кадровый делитель 12 делит высоту кадра АН (фиг. 2) на три равные части AL ,LG , G,H содержащие m строк. В начале кадра на каждой (уп + + 1)-и строке на выходе кадрового делителя 12 формируется импульс сброса (Гп+ 1)-е строки по кадру (на фиг. 2 обозначены L , G., И ) После сброса всех интеграторов 18 строкой L в момент начала развертки (L + 1)-й строки, на первом выходе строчного распределителя 11 формируется импульс длительностью АВ (эпюра AJ ,ключи 17 и 19 открываются, на вход интегратора 18 поступает видеоимпульс (эпюра е), а на выходе ключа 19 появляется напря жение t) г- rVct)dt, Где1п АВ (эпю t-Pi . ра и). По окончании интервала АВ ключи 17 и 19 блока 14 закрьшаются. В течение интервала BF открыты ключи только второго блока 15 интегрировани а на интервале FO - только третьего блока 16 интегрирования (эпюра ж). При развертке следующих строк процесс 1повторяется. В результате на выходе блока 4 формирования признака разбраковки появляется напряжение .,, где-isrl, 2, 3; Ту, . Напряжения D,Dj.,nj (эпюры л, м и) последовательно во времени поступ ют на вход пикового детектора 29 и вход блока 6 сравнения. Пиковый детектор 29 запоминает ма симальную величину напряжения Dfriufi В момент прохождения участка объекта контроля преобразователь 10 перемеще ния формирует импульс, поступающий на формирователи 35 и 36. Лормирова-7 таль 35 генерирует импульс стабильно длительности сР, открывающий ключ 30, и подает на вход интегратора 31 импульс с амплитудой , . Интегратор 31 запоминает вольтсекундную площадь этого импульса. Формирователь 5б задерживает входной импульс на величин сЯ и формирует на выходе импульс сбро са, сбрасывающий в нуль пиковый детектор 29. За время контроля ленты эл интегратором накапливается напря жение , где ч- - коэффициент пропорциональности, к - число yiiacTKOB . Полученное напряжение поступает на резистивный делитель 32 делящий напряжение U на k. Вычисленная величина пропорционал на математическому ожиданию ,М ( ) и является статистическим эквивалентом эталонов . Регулируя величину onojiнего напряжения WQJ, источника 34 опорного напряжения по индикатору нуля устанавливают нуль. Выходное напряжение источника 34 поступает на опорный вход блока 6 сравнения. С помощью внешнего прибора определяется закон распределения D на эталоне, и на его основе по вычисленной величине М (Dfog устанавливается опорный уробень блока 6 сравнения. После определения величины опорного напряжения компаратора Uop, M(D,g,J, в поле зрения диссектора 27 подается материал, на поверхности которого необходш о обнаружить с заданной вероятностью дефекты, превосходящие эталонные. При этом, на выходе блока 4 формирования признака раэбраковки последовательно во времени появляются напряжения - s 1 выработанные интегрирующими блоками 14-16 по описанному алгоритму. Эти напряжения сравниваются на блоке сравнении б с UQ , и в случае, если D -cin компаратор срабатывает, и исполнительный орган 8 фиксирует брак контролируемой поверхности. Формула изобретения 1.Устройство для дефектоскопии поверхности, содержащее синхрогенератор, блок преобразования отражающих свойств поверхности в электрический сигнал, соединенный с синхрогенератором, блок формирования статистического эквивалента эталонов, блок сравнения, соединенный с блоком формирования статистического эквивалента эталонов, и исполнительный орган, соединенный с выходом блока сравнения, о т личающеес я тем, что, с Целью повЕлиения надежности контроля, оно снабжено блоком стабилизации амплитуды видеосигналов, состоящим из соединенных между собой фотоэлемента и полосового усилителя с переменным коэффициентом усиления, и блоком формирования признака разбраковки, входы которого связаны с выходами синхрогенератора и блока стабилизации амплитуды видеосигйа.па, а ВЕОХОД соединен со входами блока формирования статистического эквивалента эталонов и блока сравнения. 2.Устройство ПОП.1, отличающеес я тем, что, блок формирования признака разбраковки содержит кадровый делитель и строчный распределитель, квадратор с г выходами и п подключенных к выходам квадратора и строчного распределителя интегрирующих блоков, входы строчного распределителя и кадрового делителя предназначены для соединения с выходами синхрогенератора, вход квадратора - с выходом блока стабилизации I С1МПЛИТУДЫ видеосигнала, а выходы интегрирующих блоков соединены между собой и являются выходом блока формирования признака разбраковки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СЫА 3774162, кл. G 01 N 11/08, 1973.

2.Заявка ФРГ И 2426866,

. G 01 N 11/08, 1976 (прототип).