Способ обнаружения дефектов и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК G01N21/86 

Изобретение относится к неразрушагиим методам и средствам контроля и может быть использовано, например при дефектоскопии плоских или цилиндрических изделий. Известен фотоэлектрический способ обнаружения дефектов полотна, в ко-, тором излучение направлено по линии на движущееся полотно. Отраженное излучение попадает на группу фотоприемников (ФП), каждая группа содержит расположенные влинию, изолированные друг от друга ФП. Пары ФП каждой гру пы подключают к соответствующим дифференциальным устройствам (ДУ), причем каждое ДУ выдaet сигнал, характеризующий разность его входных си1 налов 1. Недостаткомданного способа обнаружения дефектов является зависимость результата контроля от разбала са ФП и измерения их характеристик в времени. Наиболее близким по техничнской сущности к данному изобретению является способ и устройство обнаружения дефектов. Способ обнаружения дефектов заключается в том, что во время всего цикла, контроля изделия отраженный свет от участка поверхности, воспринятый, одним чувствительным .элементом, сравнивают с отраженным светом от других участков поверхности, воспринятым другими чувствительными элементами. Устройство обнаружения дефектов содержит последовательно соединенные блок чувствительнь1х элементов, вычислительную схему и устройство отбраковки. Вычислительная схема содержит блок дифференциальных усилителей, блок триггеров Шмидта, схему управления, схему ИЛИ с выходным усилителем. Разбалансные сигналы подаются на дифференциальные усилители и через регулируемые цепи на триггеры Шмидта. Уровень срабатывания устанавливается либо в триггерах Шмидта, либо в диФ3ференциальных усилителях. Триггеры Шкидта связаны с общей ячейкой ИЛИ, которая управляет устройством отбраковки 2} . Недостатком известного способа и устройства является то, что надежность обнаружения дефектов зависит от идентичности-чувствительных элементов, воспринимающих отраженный свет, и от коэффициентов усиления усилителей. Со временем процессы ста рения приводят к появлению различия чувствительности элементов и коэффициентов усиления усилителей, что при водит к погрешности измерения. Кроме того, на результат измерения будет влиять неравномерность окружающего фона. Цель изобретения - повышение надежности контроля. Поставленная цель достигается тем что в известном способе обнаружения дефектов, заключающемся в том, что освещают световым потоком изделие, регистрируют отраженный световой поток чувствительным элементом, преобразуют его в электрические сигналы, сравнивают их между собой,-перед сравнением сигнал с выхода каждого чувствительного элемента запоминают в начале цикла контроля каждого изде лия и сравнивают его с последующими сигналами, полученными данным чувствительным элементом от других участков поверхности изделия, а известное устройство, содержащее последователь но соединенные блок чувствительных элементов, вычислительную схему и блок отбраковки, снабжено последовательно соединенными блоком генераторов, блоком селекции, блоком памяти, включенными между выходом блока чувс вительных элементов и входом вычисли тельной схемы, выполненной в виде по следовательно соединенных реверсивно го счетчика и дешифратора, а второй вход вычислительной схемы соединен с выходом блока селекции. Сущность предлагаемого способа об наружения дефектов сострит в следующем. Имеется многоэлементная система источников света и фотоприемников ФП В начале контроля каждого изделия ин формацию о состоянии его поверхности поступающую от каждого ФП, запоминаю и сравнивают с текущей информацией, поступающей с того же самого ФП. При 2 ЭТОМ изменение освещенности и отражательной способности различных изделий, а также параметров ФП не влияет на результат контроля, что приводит кповышению надежности обнаружения дефектов. По модулю разности сравниваемых величин судят о наличии локальных дефектов, например, типа вмятина или рванина (сквозное отверстие) . На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временные диаграммы работы устройства. Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, содержит осуществляющий контроль изделия 1 блок 2 чувствительных элементов, блок 3 генераторов, блок селекции, блок 5 памяти, вычислительную схему 6, реверсивный счетчик 7, дешифратор 8 и блок 9 разбраковки. Блок 2 чувствительных элементов предназначен для восприятия информации о состоянии контролируемой поверхности и содержит источник света, например светодиоды и фотоприемники, например фотодиоды. Блок 3 генераторов содержит, например распределитель и п-генераторов, работающих последовательно по сигналам распределителя. Блок k селекции содержит, например генератор высокочастотных колебаний и логическую схейу, которая осуществляет пропускание на последующие блоки импульсов заполнения от генератора высокочастотных колебаний во время работы каждого из генераторов. Блок 5 памяти состоит из п-ячеек памяти, запись информации в которые производят в начале контроля каждого изделия во время первого цикла. Реверсивный счетчик 7 осуществляет арифметические операции. Дешифратор 8 производит анализ состояния реверсивного счетчика 7БЛОК 9 разбраковки осуществляет отбраковку дефектных изделий по сигналу от дешифратора 8. Устройство работает следующим образом. При входе изделия в зону контроля, свет ot излучателей блока 2 чувствительных элементов, например светодиоов, падает на изделие 1 и, отражаясь от него, воспринимается фотоприемниками, например фотодиодами блока 2 чувствительных элементов. Фотоприемники включены в соответствующие гене раторы блока 3 генераторов, работающие в ждущем режиме. Контроль качест ва поверхности осуществляется циклами. Во время каждого цикла генераторы последовательно переключаются от распределителя входящего в блок гене раторов. Каждый цикл состоит из так тов переключения - генераторов. Во время первого цикла контроля блок k селекции пропускает импульсы генераторов определенной длительности, заполненные высокочастотными колебаниями (фиг. 2, а) в соответствующие ячейки памяти блока 5 памяти. Во вре мя второго и последующих циклов блок k селекции отключает блок 5 памяти. Текущая информация поступает через блок 4 селекции в реверсивный счетчик 7, где происходит арифметическая операция вычитания по модулю значения текущей информации и значения ин формации, записанного в реверсивном счетчике 7 от соответствующей ячейки памяти блока 5 памяти. Например, перед первым тактом второго и последующих .циклов информация из первой ячейки памяти блока 5 памяти переписывается в реверсивный счетчик 7Во время первого такта в реверсивный счетчик 7 поступает текущая информация соответственно с первого фотопри емника и генератора через блок k селекции (фиг. 2, Ь). Аналогично происходит процесс перезаписи и для дру гих ячеек памяти (фиг. 2, c,d). В конце каждого такта работы дешифратор 8 определяет coctoяниe реверсивного счетчика 7- Если число импульсо поступающих во время, например, первого такта второго цикла меньше (фиг. 2, f) или больше (фиг. 2,д) число импульсов, переписанных в реверсивный счетчик 7 из первой ячейки .памяти блока 5 памяти, на выходе дешифратора появляется импульс . (фиг, 2, h) свидетельствующий о нали чии дефекта типа вмятина или соответственно сквозное отверстие. При записи информации о состоянии поверхности в блок 5 памяти может быть два случая. В первом случае во время цикла за писи дефекта нет. Во втором случае дефект есть. Если дефекта нет, в ячейки памяти блока 5 памяти запишется информация о состоянии поверхности годного изде 22 ЛИЯ, а затем эта информация сравнится с текущей. При наличии локального дефекта число импульсов, поступающих на реверсивный счетчик 7, изменяется и дешифратор 8 фиксирует сигнал дефекта. Во втором случае в ячейку памяти блока 5 памяти запишется информация о состоянии поверхности изделия имеющего дефект (фиг. 2, k, ). С этой информацией будет сравниваться текущая информация. В какой-то момент врег мени локальный дефект типа вмятина или сквозное отверстие закончится и дешифратор 8 зафиксирует сигнал дефекта (фиг. 2, h). Технико-экономическое преимущество предложения заключается в практическом исключении влияния на надежность контроля изменения параметров чувствительных элементов при их старении и разбалансе, условий освещенности, а также изменении цвета изделий . Предлагаемое изобретение позволяет упростить настройку устройства, так как каждый канал настраивается самостоятельно, независимо от других. Формула изобретения 1. Способ обнаружения дефектов, заключающийся в том, что освещают световым потоком издел ие, региструруют отраженный световой поток чувствительным элементом, преобразуют его в электрические сигналы и сравнивают их между собой, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности контроля дефектов, перед сравнением сигнал с выхода каждого чувствительного элемента запоминают в начале цикла контроля каждого изделия и сравнивают его с последующими с.игналами, полученными данным чувствительным элементом от других участков поверхности изделия. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее последовательно соединенные блок чувствительных элементов, вычислительную схему и блок отбраковки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля дефектов, устройство снабжено последов ательно соединенным блоком генераторов, бло

78837228

ком селекции, блоком памяти, включен- . Источники информации, ными между выходом блока чувствитель- принятые во внимание при экспертизе ных элементов и входом вычислитель- 1. Заявка Великобритании ной схемы, выполненной в виде последо- № ТЗЗПЭ,. кл. G 01 N 21/32, опублик. вательно соединенных реверсивного $ 1973.

счетчика и дешифратора, а второй вход 2. Заявка Великобритании вычислительной схемы соединен с выхо- № 1263968, кл. G 01 N 21/32, опублик. дом блока селекдии,1972 (прототип).