Оптический способ диагностики поверхности

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения - повышение производительности и точности за счет исключения операций интегрирования и измерения амплитуды видеоимпульса и связанных с ними погрешностей. Диагностика осуществляется по результатам сравнения значений координат поверхности, определенных по положению фронта видеоимпульса, полученного в результате преобразования теневой проекции поверхности на плоскость сканирующего фотопреобразователя , с их эталонными значениями в реперных точках. Положительный эффект обеспечивается тем, что вначале по положению фронта видеоимпульса определяют путем интерполяции координаты границы теневой проекции на плоскости фотопреобразователя , которые затем пересчитывают в координаты поверхности, что позволяет обойтись без интегрирования видеоимпульса и без измерения его амплитуды 1 ил. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsi)s G 01 и 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4233463/28 (22) 02.04.87 (46) 07.01.91. Бюл. М 1 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) А.Д.Притула и В.Е.Рудавка (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1068702, кл. G 01 В 11/24, 1984, (54) ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПОВЕРХНОСТИ .(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения— повышение производительности и точности за счет исключения операций интегрирования и измерения амплитуды видеоимпульса и связанных с ними погрешностей. ДиагноИзобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для бесконтактного измерения контроля поверхностей, например, элементов воздушных судов.

Целью изобретения является повышение производительности и точности за счет исключения операций интегрирования и измерения амплитуды видеоимпульса и связанных с ними погрешностей.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа.

Оптический способ диагностики поверхности заключается в том, что получают теневую проекцию поверхности на расположенном в плоскости изобретения объективе сканирующим фотопреобразователем, например, на приборах с зарядовой связью, преобразуют теневую проекцию в видеоимпульс, по положению фронта виде„„5U 1619143 А1 стика осуществляется по результатам сравнения-значений координат поверхности, определенных по положению фронта видеоимпульса, полученного в результате преобразования теневой проекции поверхности на плоскость сканирующего фотопреобразователя, с их эталонными значениями в реперных точках. Пол ожител ь н ый эффект обеспечивается тем; что вначале по положению фронта видеоимпульса определяют путем интерполяции координаты границы теневой проекции на плоскости фотопреобразователя, которые затем пересчитывают в координаты поверхности, что позволяет обойтись беэ интегрирования видеоимпульса и без измерения его амплитуды, 1 ил. оимпульса определяют путем интерполяции координаты х,, ус границы теневой проекции на плоскости фотоп реобраэователя по формулам

xi + хг хс 2 у1+уг . (1) где х1, yi — координаты, соответствующие началу фронта видеоимпульса; хг, уг — координаты, соответствующие . концу фронта и видеоимпульса.

По координатам хс, у определяют, используя известные соотношения геометрической оптики, координаты поверхности, сравн. вают полученные значения координат поверхности с рассчитанными заранее их эталонными значениями в реперных точках, по результатам сравнения осуществляют диагностику.

1619143

Устройство содержит длиннофокусный объектив 1, расположенные вдоль его оптической оси светофильтр 2 и фотопреобразователь 3, установленный в плоскости изображения объектива 1, последовательно соединенные видеоусилитель 4, входом подключенный к фотопреобразователю 3, блок 5 выборки и хранения, усилитель 6, вычислитель 7 координат, интерфейс 8, блок

9 вычислений, генератор 10 тактовых импульсов и блок 11 выдачи команд, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами интерфейса 8 и блока 9 вычислений, а выходы генератора 10 тактовых импульсов соединены соответственно с управляющими входами фотопреобразователя 4, блока 5 выборки и хранения и вычислителя 7 координат.

Устройство работает следующим обра зом.

Теневое иэображение границ исследуемой поверхности 12 проецируется длиннофокусным объективом 1 на оптический вход фотопреобрэзователя 3 через светофильтр

2. Светофильтр 2 пропускает проецируемое изображение об исследуемой поверхности на заданной длине волны, Световой поток, содержащий в себе информацию о.координатах исследуемой поверхности 12, попадая на фотопреобразователь 3, выполненный, например, на ПЗС, преобразуется в электрический сигнал — зарядовый пакет. Управление выходным сигналом с фотопреобразователя 3 осуществляется генератором 10 тактовых импульсов, который позволяет регулировать длительность импульсных сигналов, одновременно и в равной степени сохраняя все канальные и межканальные соотношения путем изменения лишь одного параметра. Электрический сигнал снимается с выходного регистра фотопреобразователя 3 и после усиления видеоусилителем 4 поступает в блок 5 выборки и хранения, который служит для выделения и хранения полезного сигнала, Далее сигнал усиливается усилителем 6 и подается на вычислитель 7 координат, который преобразует информационный сигнал, соответствующий определенному номеру ячейки ПЗС фотопреобразователя 3, вычисленйый пс формуле (1) в двоичный код. Сигнал с вычислителя 7 координат череэ интерфейс 8 поступает в блок 9 вычислений, выполненный, например, на основе процессора типа "Электроника — 60", где происходит сравнение преобразованных

5 величин реальных координат исследуемой поверхности с эталонными значениями координат теоретического профиля, рассчитанными заранее и заложенными в память блока 9 вычислений. Блок 11 выдачи команд

10 согласует работу блока 9 вычислений с остальными элементами устройства.

Таким образом, определение положения фронта видеоимпульса с помощью интерполяции по формулам (1) позволяет

15 исключить из процесса диагностики операции интегрирования и измерения амплитуды видеоимпульса, что, в конечном итоге, приводит к повышению точности определения координат исследуемой поверхности и

20 повышению производительности диагностики, Способ позволяет также осуществить в устройстве, его реализующем (на основе

ЭВМ), измерение координат поверхности в реальном масштабе времени.

Формула изобретения

Оптический способ диагностики поверхности, заключающийся в том, что получают теневую проекцию поверхности на располо30 женном в плоскости изображения сканирующем фотопреобраэователе, преобразуют теневую проекцию в видеоимпульс, определяют координаты поверхности по положению фронта видеоимпульсэ, о т л и ч а ю35 шийся тем, что, с целью повышения производительности и точности, по положению фронта видеоимпульса путем интерполяции определяют координаты хс и ус границы теневой проекции на плоскости фо40 топреобразователя по формулам х1 + х2 У1.+ У2 с2зус2 ° где х1,у1 — координаты, соответствующие началу фронта видеоимпульса;

45 х, у — координаты. соответствующие концу фронта видеоимпульса, используя значения хс, ус, определяют координаты поверхности в реперных точках. сравнивают их с эталонными значениями и

50 по результатам сравнений осуществля от диагностику.

1619143

Составитель О. Смирнов

Редактор Л. Гратилло Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н. Король

Заказ 42 Тираж 1/ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101