Устройство автоматического бесконтактного контроля геометрических параметров движущихся микрообъектов

 

Изобретение относится к измерительной технике Целью и.юбетения является повышение лроизводительноаи и точности контроля за счет параллельного измерения в нескольких сечениях геометрических параметров объектов неправильной формы, у которых нет единственной ппоскости резкой наводки. Устройство обеспечивает одновременное наблюдение набора плоскостей пространава. в котором находится объект, смещенных друг относительно друга на величину, соответавующую глубине резко изображаемого пространства . Одновременное наблюдение плоскостей достигается за счет конструкции блока 3 оптической задержки в виде набора сегментов I, II, III различной оптической толщ1 ШЫ. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. IX н ы ел ы о OS чо

COfO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, cW

4И

М (фЭ

<Ф

Ch 40 (21) 4013554/28 (22) 17.1 2:85 (46) 15.1193 Бюп. Na 41-42 (72) Доморацкий ЕП„. Цетников АА (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО 6ЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

IlAPAMDP08 ДВИЖУЩИХСЯ МИКРООбЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобетения является повышение производительности и точности контроля за счет параллельного измерения в нескольких сечениях гео(19) SU (ll) 1353069 Л1 (51) 5 0 0 18 21 06 метрических параметров объектов неправильной формы, у которых нет единственной плоскости резкой наводки. Устройство обеспечивает одновременное наблюдение набора плоскостей пространства. в котором находится объект, смещенных друг относительно друга на величину, соответствующую глубине резко изображаемого пространства. Одновременное наблюдение плоскостей достигается за счет конструкции блока 3 оптической задержки в виде набора сегментов I, II. Ш различной оптической толщины. 1 з.п.ф — лы, 3 ил.

1353069

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к автоматическим оптоэлектронным устройствам бесконтактного контроля геометрических параметров микрообьектов различной физической при- 5 роды, и может быть использовано для контроля геометрических размеров и формы гранул ядерного микротоплива.

Целью изобретения является повышение производительности и точности контроля за счет параллельного измерения в нескольких сечениях геометрических параметров обьектов неправильной формы, у которых нет единственной плоскости резкой наводки. 15

На фиг, 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 показан пример выполнения блока оптической задержки для числа наборов сегментов 1, ll, ill. равного трем; на фиг, 3 — разрез А-А на фиг, 2. 20

Устройство автоматического бесконтактного контроля геометрических параметров движущихся микрообьектов, содержит импульсный источник 1 света, оптически связанные оптическую систему 2 формирования изображения. блок 3 оптической задержки в виде набора сегментов различной оптической толщины и детектор 4 изображения, полосовой фильтр 5, аналогоцифровой и реобразователь 6 и вычислитель 7. 30

Устройство работает следующим образом, Микрообъекты различных размеров и формы подаются системой подачи (например, в пролете под действием газовой струи) 35 последовательно друг.а другом на позицию контроля, где с помощью импульсного источника 1 света осуществляется экспозиция каждого микрообьекта и формируется его иэображение с помощью оптической систе- 40 мы формирования изображения 2.

Для высокопроизводительного контроля с высокой точностью геометрических параметpoe каждого движущегося микрообьекта необходимо иметь возмож- 45 ность одновременного наблюдения набора плоскостей, смещенных друг относительно друга на величину Л, соответствующую глубине резко изображаемого пространства, Число таких плоскостей М, ва всей области пространственного разброса микрообъектов L должно быть равно M —, В

Л: этом случае для любой точки контура теневой проекции микрообьекта всегда найдется такая плоскость. в которой наблюдается ее (точки) резкое изображение.

Для контроля геометрических размеров и формы каждого микрообьекта достаточно имат определенное числп точек его контура, зависящее от требуемой точности измерений, которое и необходимо получить резким в плоскости наблюдения, При этом точность измерений не зависит от положения заданного набора точек на контуре теневой проекции, Общее число точек N, которое необходимо считывать с контура теневой проекции, должно быть равно произведению числа резко изображаемых точек и в каждой плоскости наблюдения на число этих плоскостей М, т,е. N = n M.

Для обеспечения указанной функции блок оптической задержки представляет собой непересекающиеся наборы сегментов различной оптической толщины, постоянной для каждого набора.

При этом число и взаимное расположение сегментов в каждом наборе блока оптической задержки выбрано одинаковым.

Оптическая толщина каждого сегмента в каждом из наборов отличается от толщины соседнего сегмента на величину. соответствующую глубине резко изображаемого пространства.

В этом случае, в какой бы точке области пространственногс разброса ни находился микрообъект. всегда найдется хотя бы один сегмент для любой точки контура теневой проекции, через который она резко отображается в плоскость изображений.

Для исключения взаимного наложения участков контура с различной оптической задержкой блок оптической задержки помещен в плоскости изображения, Блок оптической задержки 3 обеспечивает получение в плоскости входного зрачка детектора 4 одновременно изображение набора точек контура теневой проекции микрообьекта, лежащих в разных плоскостях, независимо от его размеров, формы и ориентировки на позиции контроля.

При этом число резких точек контура необходимо и достаточно для контроля каждого микрообъекта с заданной точностью.

Детектор изображения 4 является позиционно чувствительным. В момент экспозиции он работает в режиме записи (накопления) информации и запоминает иэображение полученной теневой картины, после чего в режиме считывания он осуществляет построчную выдачу видеосигналов кадра изображения в полосовой фильтр 5.

Этот фильтр осуществляет частотный анализ огибающей строчного видеосигнала.

При этом резким точкам контура изображения соответствуют более крутые фронты и соответственно большая частота видеосигналов, чем нерезким точкам. Таким образом. полосовой фильтр 5 осуществляет

1353069

4-А

Составитель Е.Глазкова

Техред М.Моргентал Корректор A. Козориэ

Редактор

Заказ 3243

Тираж Подписное

HOO "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 автоматический выбор резких точек контура на изображении микрообъекта.

После преобразования в аналого-цифровом преобразователе 6 цифровые значения видеосигналов, соответствующие резким точкам изображения, поступают в

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ

МИКР006ЬЕКТОВ. содержащее импульсный источник света. расположенные по ходу светового луча оптическую систему формирования изМражения, блок оптической задержки и детектор изображения, выход которого соединен с входом полосового фильтра, аналого-цифровой преобразователь и вычислитель; соединенные последовательно, отличающееся тем, что, с вычислитель 7, который определяет требуемые геометрические характеристики микрообьекта, (56) Патент США М 3.824.393, кл. 250 — 222, 5 1974. целью повышения производительности н точности контроля, блок оптической задержки помещен в плоскости изображения оптической системы и выполнен в виде непересекающихся наборов сегментов раз. личной оптической толщины. постоянной для каждого набора. а выход полосового фильтра соединен с входом аналого-цифpoaom преобразователя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что число и взаимное расположение

i20 сегментов в каждом наборе блока оптической задержки выбрано одинаковым.