Оптическое устройство для автоматического распознавания микроструктур материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,111) 548824

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.75 (21) 2158102/25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опмбликоваио 28.02.77. Бюллетень ¹ 8 (51) М. Кл."- G 02В 5/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 772.99(088.8) по делам изобретении и открытий

Дата опубликования описания 21.03.77 (72) Авторы и 3 о о 11 е т е I I I 5i

К. Б. Алексеев, И. Н. Белоглазов и Н. H. Белоглазов (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПОЗНАВАН11Я

МИКРОСТРУКТУР МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к металловедению, к пол11остью автоматизированным устройствам, предназначенным для исследования и контроля микроструктур материалов.

Известны устройства (1) для анализа структуpHIIY параметров строительства и конструкционных материалов. !

-I:Ièîo:Iå= близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для количественной оценки структур lblê параметров строительных и конструкционных материалов (2). Оно состоит из последовательно соединенных металлографического микроскопа, оптической проектирующей системы и блока распознавания, причем в качестве последнего используется универсальная LIBM. Включение в состав устройства ЦВМ усложняет и удорожает процесс распознавания.

Целью изобретения является упрощение и удешевление аппаратуры.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве блок распознавания выполнен в виде двух последовательно соединенных некоrepeHTHbIx оптических корреляторов и индикаторного устройства, опiическая система содер кит полупрозрачное зеркало, оптически связанное с двумя обладающими различными спектральными характеристиками светофильтрами, которые оптически связаны с фотохромным стек.lом, входящим в cdcTIII3 иср= ного коррелятора.

На чертеже приведена схема предлагаемого устронства.

Устройство содержит металлографический микроскоп 1, опги1ескую проскти13ую1цую систему 2, полупрозрачное зеркало 3, светофильтры 4, 5, первый оптический коррелятор

10 b, фотохромное стекло 7, матовое стекло 8, зеркало 9, второй оптический коррелятор 10, набор корреляционны., функций эталонных микроструктур 11, индикаторное устройство

12.

1,-, Устройство работает следующим образом.

Изображение исследуемой микроструктуры с металлографического микроскопа 1 в виде потока белого света поступает в оптическую проектирующую систему 2. Световой поток падает на полупрозрачное зеркало 3 и расщепляется на два потока: поток П1, отразившийся от полупрозрачного зеркала, и поток

П2, прошедшии через полупрозрачное зеркало. Г1отоки Г11 и 112 подаются соответственно

25 на световые фильтры 4 и 5, обладающие резко отличающимися спектральными характеристиками. В результате световые потоки Г13 и 114 на выходаi фильтров 4 и 5 содержат колебания различных частот.

548824

Первый оптический коррелятор 6 содержит фотохромное стекло 7 и матовое стекло 8.

Тип фотохромного вещества и спектральные характеристики светофильтров подбираются так, что под воздействием светового потока

1 13, отраженного от зеркала 9, фотохромное стекло меняет свою прозрачность, образуя л1аску пссг!едуемой ыпкростр кт3 pbI, а ПОток (14 про одпт через эту маску, ве меняя ее прозрачности. Согласно принципу раооты корреляторов Майера — Эпплера 6, 10, существует такая плоскость, располо>кенная перпендикулярно к оптической оси коррелятора, что распределение освещенности в этой плоскости пропорционально значениям взаимной двухмерной корреляционной функции изображения, идущего со светового экрана, и изобра>кения, представленного на маске. Поло= жение этой плоскости определяется расстояниями а1, b, и масштабами изображений на экране и маске. Именно в этой плоскости помещено матовое стекло. Следовательно, на матовом стекле получается светящееся изоораженпе, яркость которого пропорциональна значениям двухмерной корреляционной функции исследуемой микроструктуры. Таким образом, !3сследуемая микроструктура, являющаяся случай!!ой, преобразуется в первом корреляторе в свою статистическую характеристику (двухмерную I

Для коррелятора 10 излучающим экраном является матовое стекло, а маской — наоор корреляционных функций эталонных микроструктур 11. Во втором корреляторе также существует плоскость, перпендикулярная к оптической оси, положение которои определяется расстояниями а2, b и масштабами изобра>кения, такая, что на ней находятся Н точек 2; (i=I, 2, ..., Л!), яркость которых пропорциональна значениям взаимной корреляции корреляционной функции исследуемой микроструктуры и корреляционных функций эталонных микроструктур.

В этой плоскости B точках Z, устанавливаются Л чувствительных элементов индикатор5 ного устройства 12. Логическая схема индикаторного устройства выделяет ту точку Z„, яркость котор!3й максимальна 1! определяет

110меР кл ассll 37, P El спозl! EI Ei !1 !! i!ññ. !е;1уе\1Ую

:3!11E<ростp \ кTуp .

)() Оптическое устройство E il! распознавания микроструктур материалов отличается полной автоматизацией процесса распознавания, простотой, дешевизной и высоким быстродействием, так как оптические методы вычисления

15 корреляционных функций безынерционны и, кроме того, не требуется предварительной обработки рабочей информации (например, получения негативов исследуемой микроструктуры) .

Формула изобретения

Оптическое устройство для автоматического распознавания микроструктур материа25 лов, состоящее из последовательно соединенных металлографпческого микроскопа, опти-! еской проектирующей системы и блока распознавания, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и удешевления аппаратуры, д<3 блок распознавания выполнен в виде двух последовательно соединенных некогерентны; оптических корреляторов и индикаторного устройства, оптп l< .ская система содержит полупрозрачное зеркало, оптически связанное с двумя обладающими различными спектральными характеристиками светофильтрами, которые оптически связаны с фотохромным стек Io ;, входящим в с:.ста» oãpâoãо коррелятора.

Источники информации, принятые во внп4О мание,при экспертизе:

1. Лвт. св. СССР ¹ 311239, кл. G 01Х 21/00, 1969.

2. Лвт. св. СССР № 344338, кл. G OIN21/00, 1971 (прототип) .