Способ определения пространственного распределения характеристик физических полей объекта и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к радиотехническим измерительным средствам. Технический результат заключается в решении задач электромагнитной совместимости электротехнического и радиоэлектронного оборудования. Для этого перемещают измерительный датчик, которым измеряют характеристики физических полей, оптическим путем определяют координаты точек расположения этого датчика в отдельных точках контролируемого пространства, а по значениям этих характеристик и координатам точек расположения измерительного датчика строят пространственную диаграмму распределения характеристик физических полей объекта. Перемещение измерительного датчика осуществляют совместно с излучателем света, при этом, по меньшей мере, одной стационарно установленной видеокамерой фиксируют отдельные точки расположения излучателя света во время его перемещения вместе с датчиком, отфильтровывают изображения излучателя света от изображения. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для решения задач электромагнитной совместимости электротехнического и радиоэлектронного оборудования промышленных, транспортных, общественных и бытовых объектов. Изобретение предназначено также для оперативной оценки пространственного распределения измеряемых характеристик физических полей внутри ограниченных по габаритам объектов, например электромагнитных, акустических, радиационных полей при зонировании внутреннего пространства помещений этих объектов по уровню экологической безопасности.

Известен способ определения пространственного распределения характеристик физических полей, заключающийся в том, что перемещают в пространстве вокруг контролируемого объекта измерительные датчики величины поля, которыми сканируют поверхности верхней полусферы и горизонтальной плоскости под объектом. По полученным в точках сканирования значениям характеристики поля в точках измерения и координатам этих точек судят о пространственном распределении характеристики физического поля относительно контролируемого объекта. [Патент РФ 20117724, 1994 г., МКИ G 01 R 29/10, аналог].

Известно устройство для получения оптического изображения пространственного распределения характеристик физического поля, содержащее измерительный датчик, устройство для его перемещения в направляющих вокруг оси, перпендикулярной плоскости, па которой расположено контролируемое устройство. Измерительный датчик установлен с возможностью перемещения на направляющих двухкоординатной следящей системы [Патент Великобритании 2264802, 1994 г., МКИ G 01 R 29/10, аналог].

Недостатком известных способа и устройства является низкая технологичность получения оптического изображения пространственного распределения характеристик полей во внутренних помещениях объектов, специально не предназначенных для этой операции. Установка в помещении жестко привязанных к координатам объекта временных направляющих механизмов для перемещения измерительного датчика - дорогостоящая и трудоемкая операция, требующая больших материальных затрат.

Известен способ определения пространственного распределения характеристик физических полей, заключающийся в том, что перемещают относительно этого объекта измерительный датчик, которым измеряют характеристики физических полей, оптическим путем определяют координаты расположения этого датчика в отдельных точках контролируемого пространства, а по значениям этих характеристик и координатам точек расположения измерительного датчика строят пространственную диаграмму распределения характеристик физических полей объекта.

Перемещение измерительного датчика при этом способе производится автоматически по заданной программе прецизионным приводом. [Anechoic chamber related issues for very large automated planar near field range / S. Christopher Aruna Rao Suma Varughese M.S. Easwaran / Proceeding of the International Conference on Electromagnetic Interference and compatibility *98. 3-6 December 1998 Hyderabad, India, p.p. 86-113, прототип].

Недостатком этого способа является конструктивная сложность, трудоемкость монтажа на объекте и высокая стоимость необходимого оборудования. Эти недостатки обусловлены тем, что габариты механического привода направляющих для измерительного датчика должны быть соизмеримы с габаритами объекта, внутри которого определяется распределение характеристики поля.

Учитывая конструктивную разнородность контролируемых помещений промышленных, транспортных, общественных и бытовых объектов, их различающиеся формы, габариты и разнообразную насыщенность внутреннего пространства оборудованием, привод для таких объектов при разумных затратах вообще не может быть реализован. Тем более, необходимость монтажа привода при контроле полей на каждом новом объекте настолько увеличивает трудоемкость получения оптического изображения пространственных характеристик полей, что эти работы становятся экономически нецелесообразными. Кроме того, высокая трудоемкость этих работ также обусловлена, как и при использовании аналога, необходимостью чрезмерно большого количества измерений из-за неравномерности распределения поля по зонам помещения.

Подавляющая масса точек измерения для достижения приемлемых доверительных интервалов величин, характеризующих распределение поля в местах малого градиента определяемого поля, оказывается избыточной, в то время как в местах наиболее резкого изменения определяемого поля (например, в непосредственной близости от излучающих узлов оборудования) может быть недостаточной.

Известно устройство для получения оптического изображения пространственного распределения характеристик физических полей, содержащее видеосистему, в поле зрения которой расположен измерительный датчик для измерения поля. Величину пространственного распределения характеристики поля, как величины напряженности поля вдоль заданной линии, характеризует изображение геометрической формы струи заряженной жидкости, вытекающей из капилляра. [Авт. свид. СССР 11776000, 1971 г., МКИ G 01 R 29/11, прототип].

Недостатком известного устройства является невысокая информативность результатов получения оптического изображения характеристик полей. Она обусловлена, с одной стороны, реализуемой схемой измерения только по одной координате - вдоль линии, и, с другой стороны, ее применимостью только к одному из видов полей, а именно к электростатическому полю. Этот способ не может быть непосредственно применен к магнитному полю. Он в принципе не может быть применен к радиационному тепловому, акустическому и другим физическим полям, не оказывающим непосредственного воздействия на геометрические параметры струи жидкости, истекающей из капилляра.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы по оценке характеристик пространственного распределения физических полей объекта за счет снижения стоимости необходимого оборудования, снижения трудоемкости измерений и упрощения использования оборудования при определении пространственного распределения характеристик различных физических полей в условиях широкой номенклатуры объектов (производственных, транспортных, общественных объектов, жилых и т.п.).

Для достижения указанного технического результата при определении пространственного распределения характеристик физических полей объекта видеокамерой фиксируют изображение объекта и воспроизводят его на экране монитора. Перемещают относительно этого объекта измерительный датчик, которым измеряют характеристики физических полей. Оптическим путем, по меньшей мере, одной стационарно установленной видеокамерой определяют координаты точек расположения этого датчика в контролируемом пространстве. По значениям этих характеристик и координатам точек расположения измерительного датчика строят пространственную диаграмму распределения характеристик физических полей объекта.

Перемещение измерительного датчика осуществляют совместно с излучателем света. Этой же видеокамерой фиксируют отдельные точки расположения излучателя света во время его перемещения вместе с датчиком. Отфильтровывают изображения излучателя света от изображения объекта. Для построения пространственной диаграммы распределения характеристик физических полей объекта модулируют световые параметры каждой точки изображения величиной соответствующего этой точке выходного сигнала датчика и воспроизводят расположение точек с модулированными световыми параметрами на экране монитора с наложением воспроизводимой пространственной диаграммы на изображение объекта. Для большей информативности пространственного распределения характеристик физических полей изображение объекта и положения излучателя измерительного датчика фиксируют, по меньшей мере, одной парой стационарно установленных видеокамер, а на экране монитора воспроизводят стереоскопическое изображение контролируемого объекта, наложенное на стереоскопическое изображение пространственной диаграммы распределения характеристик физических полей объекта.

Для упрощения процесса математической обработки результатов измерения путем получения пространственной диаграммы распределения характеристик физических полей объекта в виде поверхности равного уровня значения измеряемого параметра фиксируют положение измерительного датчика только при заданном пороговом значении его выходного сигнала. При этом пространственную диаграмму распределения физических полей объекта воспроизводят построением поверхности, сглаживающей точки, соответствующие зафиксированным положениям измерительного датчика.

Для рационализации управления движением измерительного датчика при фиксации точки его расположения в поле с заданным уровнем величины характеристики подают оператору, управляющему его движением, сигнал, характеризующий соответствие выходного сигнала датчика заданной величине.

Для реализации заявляемого способа используется устройство получения оптического изображения пространственного распределения характеристик физически измеряемых полей объекта, содержащее стационарно установленную видеосистему, в поле зрения которой расположен измерительный датчик. Измерительный датчик выполнен с возможностью перемещения и конструктивно совмещен с излучателем света. В тракт видеосистемы введены отключаемый фильтр отстройки светового излучения излучателя от светового излучения объекта и модулятор воспринятых видеокамерами импульсов излучения излучателя управляющим входом подключенным к выходу датчика, а также буфер видеопамяти одновременно воспроизводимых изображений объекта и пространственной диаграммы распределения характеристик его физических полей.

Видеосистема может быть выполнена стереоскопической, а модулятор световых параметров изображения излучателя выходным сигналом датчика может быть выполнен в виде порогового устройства, фиксирующего заданные значения измеряемого поля. Измерительный датчик может быть снабжен индикатором соответствия выходного сигнала в точке измерения заданной величине.

Конструктивная простота реализации заявляемых способа и устройства относительно прототипов обусловлена отсутствием необходимости установки прецизионных направляющих и соответственно привязки их к координатам помещения контролируемого объекта. Установка оптической системы устройства для получения оптического изображения точек расположения излучателя не требует привязки к координатам помещения и объекта, так как координаты точек расположения излучателя не задаются принудительно по заданной программе. Поэтому трудоемкость монтажа, обусловленная только трудоемкостью установки видеокамер, практически ничтожна. Стоимость оборудования, состоящего из типовых промышленных видеокамер, промышленного персонального компьютера, измерительного датчика с излучателем и вспомогательных средств (кабели, коммутаторы, штативы и т.п.) несоизмеримо меньше стоимости механизма для координатного перемещения датчика с прецизионной точностью. Это оборудование применимо к объектам различных назначений, габаритов, характеризующихся различным уровнем насыщения расположенным в нем оборудованием.

Возможность перемещения датчика и фиксация точек его расположения измерительного датчика позволяет, в зависимости от характера решаемых задач, получить двумерное (при одной видеокамере) стереоскопическое или трехмерное (3D графика) изображение распределения характеристик поля. Благодаря этому, а также за счет возможности использования датчиков для измерения распределения характеристик любых видов полей обеспечивается повышенная информативность по сравнению с устройством, принятым в качестве прототипа.

Формирование изображения пространственного распределения характеристик полей на экране монитора непосредственно во время измерений позволяет интуитивно выбирать количество точек измерения путем задания рациональных трасс движения измерительного датчика. Этот интерактивный процесс снижает трудоемкость операции сканирования помещения, которая может осуществляться как вручную (непосредственным перемещением датчика оператором), так и для экологически опасных полей механизмами с дистанционным управлением или роботом.

На чертежах приведен пример реализации способа.

На фиг. 1 изображен контролируемый объект со смонтированным в нем оборудованием и средствами получения оптического изображения пространственного распределения характеристики физических полей; на фиг.2 - изображение на экране монитора этого объекта, с поверхностями равного уровня излучаемого оборудованием поля, и на фиг.3 - блок-схема устройства определения пространственного распределения характеристик физических полей объекта.

Сущность предложенного способа поясняется примером его реализации для варианта получения стереоскопических изображений поверхности равного уровня, характеризующей напряженность электромагнитного поля.

На объекте 1 (например, в машинном отделении корабля, на участке цеха и т. п. ) с генерирующим электромагнитные поля (помехоактивные или с биологически опасным уровнем) оборудованием 2, а также помехочувствительным оборудованием 3 и рабочими местами 4 стационарно установлена стереоскопическая видеосистема 5. Стереоскопическая система 5 выполнена в виде двух пар цифровых видеокамер 6, пространственно разнесенных друг от друга и подключенных через коммутатор 7 к персональному компьютеру 8 (в принципе, могут быть использованы и цифровые фотокамеры, при их включении в нестандартный режим последовательного считывания кадров). В поле зрения видеосистемы 5, включающей видеокамеры 6, расположен измерительный датчик 9 для измерения величин характеристики физического поля. Измерительный датчик 9 выполнен перемещаемым и конструктивно совмещен с излучателем света 10, уровень излучения которого лежит выше уровня освещенности контролируемого объекта в заданной области спектра. Измерительный датчик 9 выполнен с возможностью перемещения вручную. Для этого он снабжен рукояткой (при необходимости получения оптического изображения распределения экологически вредных полей он может быть снабжен манипулятором с дистанционным управлением). Измерительный датчик 9 снабжен индикатором 11 соответствия выходного сигнала в точке измерения заданной пороговой величине.

На материнской плате 12 компьютера 8 установлены две видеокарты 13 с платами видеозахвата, поддерживающие воспроизведение стереоизображений на экране монитора 14 через стереоскопические очки 15. В памяти компьютера 8 выделены два буфера видеопамяти 16 одновременно воспроизводимых изображений объекта и пространственной диаграммы распределения характеристик его физических полей соответственно для правого и левого каналов 16п и 16л. Как вариант, может быть использовано формирование стереоскопических изображений двумя параллельными, независимо работающими видеосистемами с одновременным воспроизведением на соседних участках экрана общего монитора двух независимых изображений - правого и левого, рассматриваемых через обычный стереоскоп. (Для этой цели можно использовать устройство CyberScope, применяемое при проектировании сложных пространственных объектов, например в архитектуре. Оно имеет два окуляра и устанавливается на экран монитора). Однако такая работа ведет к быстрому утомлению оператора. Поэтому большее удобство наблюдении получается (как это и описано ниже) при использовании общего окна монитора за счет применения плат ввода видео (например, может быть использована плата СН4С, применяемая в комплексе "Видео-Бастион DDS"; эта плата имеет 4 стандартных разъема для подключеня аналоговых камер при разрешении 352х288 точек, что в подавляющем большинстве случаев достаточно для удовлетворительной оценки пространственного распределения характеристики физического поля). На материнской плате 12 может быть установлено до 4 таких плат, что позволяет одновременно получить стереоскопические изображения объекта и пространственного распределения характеристики физического поля относительно этого объекта с 8 пространственно разнесенных мест наблюдения.

Возможно также применение игровых видеокарт, а также работающих в паре с ними стереоскопических очков. (Для этой цели могут быть использованы видеокарты Jetway Apollo TNT или ASUS AGP-V7700, GeForce2 GTS DeLuxe и стереоскопические очки ASUS VR-II).

Видеокарты 13 подключены к монитору 14 через коммутатор правого и левого каналов 17, подключенным входом синхронизации к кадровой развертке 18 монитора 14.

Монитор 14 установлен в непосредственной видимости оператора, производящего управление перемещением измерительного датчика 9 контролируемого физического поля. В правый и левый тракты видеосистемы введены отключаемые фильтры, выделяющие излучатель на фоне изображения объекта. Эти устройства физически могут быть реализованы в виде съемных светофильтров 19 на объективах видеокамер 6, отсеивающих излучение излучателя 10 от окружающего фона. Также фильтрация может быть осуществлена и программными средствами компьютера (путем выделения из сигналов видеокамер 6 только сигналов превышающих по интенсивности фоновый уровень в заранее заданном участке спектра). Для фильтрации также возможно применение известных методов селекции перемещаемых объектов на фоне неподвижных.

Коммутатор 7 пар видеокамер 6 подключен управляющим входом к клавиатуре 20 компьютера. Выход измерительного датчика 9 подключен к модулятору цифровым выходом через порт, например RS-232C, компьютера 8 к управляющему входу модулятора 21, который может быть реализован программно.

Для реализации предлагаемого способа перед началом получения оптического изображения пространственного распределения характеристик физических полей объекта 1 фиксируют его изображение парами видеокамер 6, входящих в комплект стационарно установленной видеосистемы 5. В рассматриваемом примере реализации изобретения это обеспечивает формирование сигнала стереоскопического изображения помещения с расположенным в нем оборудованием 2, 3 и рабочими местами 4. Это изображение воспроизводят и запоминают на экране монитора 14, установленного в непосредственной видимости оператором, управляющим перемещением измерительного датчика 9.

Затем тракт видеосистемы 5 ранее вводят светофильтры 19 для отстройки светового излучения излучателя от светового излучения объекта (пропускающие только ту часть излучения излучателя света 10), которая лежит вне пределов длин волн естественного освещения объекта. В описываемом варианте реализации способа светофильтры 19 надевают на объективы видеокамер 6. Светофильтрами 19 отфильтровывают получаемое этими видеокамерами 6 изображение излучателя 10 от изображения объекта 1.

В произвольных направлениях перемещают относительно объекта 1 установленный в поле зрения видеосистемы 5 и выполненный с возможностью перемещения измерительный датчик 9, конструктивно совмещенный с излучателем света 10. Перемещение этого измерительного датчика 9 осуществляют совместно с излучателем света 10. Оптическим путем определяют расположение измерительного датчика 9 в отдельных точках измерения контролируемого поля, для чего этими же видеокамерами 6 фиксируют расположения совмещенного с измерительным датчиком 9 излучателя света 10. Во время перемещения датчика 9 индикатор 11 обеспечивает обратную связь с оператором, подавая сигнал в момент нахождения датчика на границе зон с величиной потенциала характеристики физического поля больше и меньше заданного значения. В момент пересечения этой границы подается звуковой сигнал, что позволяет направлять движение датчика ортогонально градиенту характеристики поля, т.е. резко сокращать количество не дающих информацию перемещений. В простейшем случае индикатор может подавать звуковой или вибрационный сигнал. При использовании современных мультимедийных технологий может создаваться тактильная обратная связь. Например, при использовании кибер-перчатки (например, кибер-перчатки модели CyberGlofvt фирмы VTI(Vitual Technology Inc.) тактильная обратная связь создает иллюзию прикосновения к эквипотенциальной поверхности, т.е. ее можно как бы ощупывать.

По значениям характеристик поля в точках измерения и соответствующих им координатам точек расположения измерительного датчика 9 строят стереоскопическое изображение пространственной диаграммы распределения характеристик физических полей объекта 1. Для построения изображения этой диаграммы воспроизводят на экране монитора 14, совместно с зафиксированным видеокамерами 6 стереоскопическим изображением объекта 1, наложенное на него стереоскопическое изображение распределения зафиксированных этой же видеокамерой точек расположения излучателя света 10. При этом модулятором 21 модулируют световые параметры каждой точки изображения величиной соответствующего этой точке выходного сигнала датчика и воспроизводят расположение точек с модулированными световыми параметрами на экране монитора.

Стереоэффект изображения получается за счет поочередного воспроизведения на экране монитора 14 сигналов, проходящих через правый канал, включающий наряду с общими компонентами материнской платы 12 компьютера 8, видеокамеру 6п, видеокарту 13п и буфер видеопамяти 16п, а также соответственно через аналогичный левый канал. Коммутацию этих каналов производит коммутатор 17, синхронизируемый кадровой разверткой 18 монитора 14. Этот же коммутатор 17 коммутирует поочередное затемнение поляризационных стекол стереоскопических очков 15.

В результате на экране монитора 14 воспроизводится стереоскопическое изображение контролируемого объекта 1, наложенное на стереоскопическое изображение пространственной диаграммы распределения характеристик физических полей этого объекта с оборудованием 2 и 3, а также рабочими местами 4.

При наличии нескольких пар видеокамер 6 поочередно рассматривают изображения с различных точек зрения, в зависимости от зоны видимости области перемещения измерительного датчика 9. Для этого переключения с клавиатуры 20 компьютера 8 управляют коммутатором 7.

В рассматриваемом варианте реализации способа фиксируют положение измерительного датчика только при заданном пороговом значении его выходного сигнала, а пространственную диаграмму распределения физических полей объекта воспроизводят построением поверхности, сглаживающей точки, соответствующие зафиксированным положениям измерительного датчика. При отсутствии математической обработки результатов наблюдения на экране монитора 8 при этом воспроизводится множество точек, расположенных по поверхности заданного уровня характеристики физического поля. При этом для достаточно полной оценки распределения этой характеристики необходимо довольно большое количество зафиксированных точек. Поэтому для повышения информативности изображенияраспределение зафиксированных видеокамерами точек расположения излучателя света 10 может быть дополнено построением отрезков линий, попарно соединяющих соседние точки для каждого из каналов. В этом варианте поверхность распределения характеристики поля представляется набором треугольников, лежащих на поверхности равного уровня характеристики поля. Вершинами этих треугольников являются зафиксированные видеокамерами точки расположения излучателя.

Для более наглядного представления результатов измерения пространственную диаграмму распределения физических полей объекта воспроизводят построением поверхности, сглаживающей точки, соответствующие зафиксированным положениям измерительного датчика. Это достигается путем визуализации распределения точек в пространстве методом триангуляции (для этой цели может быть использована, например, программа Hyperdoc v.3.61 фирмы Resarch Systems, Inc. ). На чертеже показана сетка, представляющая собой сглаженную поверхность распределения точек фиксации излучателя (относительно правой вертикальной стенки, принятой за нулевую плоскость отсчета координат).

В зависимости от эксплуатационных требований и методов математической обработки результатов измерений на экране монитора 14 могут воспроизводиться и иные формы визуального представления картины пространственного распределения полей. Зафиксированные точки также могут располагаться только на заданных уровнях помещения (например, сечения изображенных на чертеже поверхностей горизонтальными плоскостями на уровнях 0,3, 1 и 1,1 м, как это принято в области радиационных измерений, и т.п.). При соответствующей математической обработке изображения также могут быть воспроизведены силовые линии поля.

В интерактивном режиме использования способа, при сглаживании, поверхности отклика, экран монитора 14 устанавливают в непосредственной видимости оператором, управляющим перемещением измерительного датчика 9. Сглаженное распределение определяемой характеристики поля воспроизводят только на тех участках изображения объекта, где оно определено с достаточным уровнем детализации (оцениваемым субъективно или программным способом). Наблюдая участки изображения объекта 1 с недостаточно детальным изображением пространственного распределения характеристик поля, дополнительно перемещают измерительный датчик 9 в произвольных направлениях в зонах этих участков до достижения количества измерений, достаточного для оценки распределения значения характеристики поля с требуемой точностью.

При фиксации заданных значений контролируемого поля индикатором 11 подают оператору, управляющему движением измерительного датчика 9, звуковой сигнал, характеризующий соответствие уровня поля в точке заданной величине. Сигнал может подаваться также при переходе от значения, превышающего заданную величину, к значению ниже этой величины и при обратном переходе. Для этого также может быть использована звуковая карта компьютера 8 и встроенная в монитор 14 акустическая система. Благодаря этому сокращается трудоемкость измерения, так как при интерактивном управлении оператор производит перемещения измерительного датчика 9 его по возможности ближе к зоне поверхности равного уровня.

Для нестационарного физического поля при очередном измерении на рассматриваемом участке пространства объекта 1 фиксируют максимальное значение поля и/или увеличивают объем измерений для получения достоверной статистики зависимости в этой зоне от времени.

При наличии одной видеокамеры 6 получается недостаточно информативное изображение, не позволяющее определить его глубину. Однако в некоторых случаях, например, при уточнении расположения конкретного рабочего места на плоскости относительно конкретного источника излучения, определения линий фиксированного потенциала на заданных уровнях помещения или при определении на поверхности земли электрического поля токов утечки от вспомогательного источника во время поиска повреждений в трубопроводах этого может быть вполне достаточно.

При наличии пары видеокамер 6 с коммутатором 7 строят на экране, как это описано в приведенном примере реализации способа, стереоскопическое изображение помещения с расположенным в нем оборудованием 2, 3 и рабочими местами 4. При большем количестве пространственно разнесенных видеокамер 6 (с учетом перекрытия невидимых отдельными видеокамерами 6 участков помещения) с использованием программ 3D графики строят трехмерное изображение контролируемого объекта 1, позволяющее после обработки результатов измерения рассматривать его с произвольных точек, разворачивая на экране монитора 14. В этом случае могут быть использованы известные методы сканирования объемных предметов, например, путем фиксации видеокамерами 6 расположения светового пятна, сканирующего пространство объекта 1 с оборудованием 2 и 3, а также рабочих мест 4 лучом лазера.

При определении распределения характеристик векторного поля может быть использован комплект из трех ортогонально расположенных датчиков. В этом случае повышается информативность измерений при сокращении количества зафиксированных точек. Возможность сокращения необходимого количества зафиксированных точек для построения поверхности равного уровня обусловлена наличием в каждой из них информации о градиенте определяемого поля.

Изобретение позволяет объективно аттестовать корабельные, производственные, общественные и бытовые помещения по уровню электромагнитных полей, а также выделять в помещениях с повышенным уровнем физических полей зоны, где обеспечивается совместная работа помехочувствительного и помехоактивного электрооборудования или экологическая безопасность рабочих мест или безопасность проживания. Это обеспечивает снижение стоимости и трудоемкости мероприятий по обеспечению электромагнитной совместимости электрооборудования, а также экологической безопасности жилых, общественных, транспортных и производственных помещений.

Помимо основных применений, предлагаемый способ позволяет осуществлять визуализацию полей на ограниченных пространствах при выявлении локальных неоднородностей этих полей. К таким операциям можно отнести: - поиск повреждений в трубопроводах (по распределению электрического поля токов утечки от вспомогательного источника); - контроль узлов электрического разъединения, используемого для противокоррозионной защиты кораблей; - поиск закладных устройств (устройств для негласного съема информации) путем выделения локальных неоднородностей электромагнитного поля, обусловленных: а) нелинейными характеристиками контактов и полупроводниковых компонентов этих устройств на фоне компонентов оргтехники, расположенной в обследуемом помещении (использование средств нелинейной радиолокации); б) наличием металлических включений, вызывающих локальные изменения возбуждающего поля металлодетектора на фоне металлических предметов в помещении и строительных конструкций; - визуализацию акустических полей: а) искусственных источников сигналов для выявления и устранения дефектов проектирования концертных залов и других помещений; б) локальных источников шума для вибродиагностики электрооборудования.

Формула изобретения

1. Способ определения пространственного распределения характеристик физических полей объекта, заключающийся в том, что перемещают относительно этого объекта измерительный датчик, которым измеряют характеристики физических полей, оптическим путем определяют координаты точек расположения этого датчика в отдельных точках контролируемого пространства, а по значениям этих характеристик и координатам точек расположения измерительного датчика строят пространственную диаграмму распределения характеристик физических полей объекта, отличающийся тем, что перемещение измерительного датчика осуществляют совместно с излучателем света, при этом, по меньшей мере, одной стационарно установленной видеокамерой фиксируют отдельные точки расположения излучателя света во время его перемещения вместе с датчиком, отфильтровывают изображения излучателя света от изображения объекта, а для построения пространственной диаграммы распределения характеристик физических полей объекта модулируют световые параметры каждой точки изображения величиной, соответствующей этой точке выходного сигнала датчика, и воспроизводят расположение точек с модулированными световыми параметрами на экране монитора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед фиксацией точек расположения излучателя света этой же видеокамерой фиксируют изображение объекта и воспроизводят его на экране монитора с наложением воспроизводимой пространственной диаграммы на изображение объекта.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что изображение объекта и точек расположения излучателя измерительного датчика фиксируют, по меньшей мере, одной парой стационарно установленных видеокамер, а на экране монитора воспроизводят стереоскопическое изображение контролируемого объекта, наложенное на стереоскопическое изображение пространственной диаграммы распределения характеристик физических полей объекта.

4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что фиксируют точку расположения измерительного датчика только при заданном пороговом значении его выходного сигнала, а пространственную диаграмму распределения физических полей объекта воспроизводят построением поверхности, сглаживающей точки, соответствующие зафиксированным точкам расположения измерительного датчика.

5. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что при фиксации точки расположения измерительного датчика подают оператору, управляющему его движением, сигнал, характеризующий соответствие выходного сигнала датчика заданной величине.

6. Устройство для получения оптического изображения пространственного распределения характеристик физически измеряемых полей объекта, содержащее стационарно установленную видеосистему, в поле зрения которой расположен измерительный датчик, отличающееся тем, что измерительный датчик выполнен с возможностью перемещения и конструктивно совмещен с излучателем света, в тракт видеосистемы введены отключаемый фильтр отстройки светового излучения излучателя от светового излучения объекта и модулятор воспринятых видеокамерами импульсов излучения излучателя, управляющим входом подключенный к выходу датчика, а также блок памяти одновременно воспроизводимых изображений объекта и пространственной диаграммы распределения характеристик его физических полей.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что видеосистема выполнена стереоскопической.

8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что модулятор световых параметров изображения излучателя выходным сигналом датчика выполнен в виде порогового устройства, фиксирующего заданные значения измеряемого поля.

9. Устройство по п.6, или 7, или 8, отличающееся тем, что измерительный датчик снабжен индикатором соответствия выходного сигнала в точке измерения заданной величине.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3