Устройство для считывания виброакустической информации с поверхности аморфных тел вращения
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в культурологии, музееведении, археологии, криминалистике, а также при производстве технической керамики для снятия виброакустической информации с трассологических структур, выработанных на поверхностях древних гончарных изделий при их изготовлении.
Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего извлекать информацию с поверхности аморфных тел вращения, например, изделий, изготовленных на гончарном круге, и обладающего более простой конструкцией.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для считывания виброакустической информации с поверхности аморфных тел вращения, включающем платформу для размещения тела вращения, выполненную с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, излучатель, приемник излучения, электропривод, блок обработки информации, соединенный с приемником излучения и блок питания, соединенный с излучателем, приемником излучения и электроприводом, при этом излучатель и приемник излучения выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством электропривода, согласно предлагаемому решению, в качестве приемника излучения используют цифровую видеокамеру, при этом излучатель и цифровая видеокамера закреплены на вертикальной направляющей, электропривод выполнен в виде шагового двигателя, соединенного с вертикальной направляющей через рейку и зубчатое колесо, между телом вращения и видеокамерой размещены закрепленные на направляющей диафрагма, оптический фильтр и оптико-цифровой трансфокатор. 1 н.п.ф., 1 илл.
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в культурологии, музееведении, археологии, криминалистике, а также при производстве технической керамики для снятия виброакустической информации с трассологических структур, выработанных на поверхностях древних гончарных изделий при их изготовлении.
Известно, что керамический материал является наиболее устойчивым к неблагоприятным климатическим, временным и иным воздействиям и сохраняется нетленным в раскопках как наиболее массовый археологический материал (Кингер У.Д. Введение в керамику. М., Наука, 1967; Акунова Л.Ф., Приблуда С.З. Материаловедение и технология производства художественных керамических изделий, М., ВШ, 1979). Важной особенностью керамики является низкий коэффициент линейного расширения, благодаря которому изделия из керамики используют для изготовления и копирования сложных рисунков, печатей, декоров, надписей в керамических изделиях. При изготовлении изделия на гончарном круге на поверхности вращающегося пластического материала происходит фиксация, «запись» различных механических колебаний, в т.ч. пульсаций от сердечной деятельности мастера, дыхания, следов образующих от ударов ног, применения определенных приемов труда и других информационных источников. Существует множество работ, направленных на извлечение технологической информации, в т.ч. акустической, с поверхности древних гончарных изделий (Л.Л.Галкина. «Палеофонография». Техника молодежи, 
12, 2000 г.; David E.H. Jones. «Археофонография», 1965; С.Наmр. «Археоакустка», 1999).
Известно устройство для считывания информации с поверхности гончарного изделия, включающее диск звукопроигрывателя для размещения на нем изделия, иглу звукоснимателя и блок воспроизведения информации (Woodbruidge R., «Записи звуков из прошлого». Труды института инженеров по электротехнике и радиотехнике. Proceedings of the IEEE. V.57. 8, 1969, c.128).
Недостатком данного устройства является повреждение поверхности изделия при считывании информации, обусловленное прикосновением иглы к боковой стенке вращающегося изделия, что нарушает исходную форму поверхности изделия.
Известно устройство для оптико-механического цифрового воспроизведения звука с фонографических цилиндров Эдисона, включающее интерферометрический оптический блок воспроизведения и записи информации в виде профиля звуковой дорожки и компьютер, связанный с оптическим блоком (В.Петров, директор, член-корр. НАН Украины. Институт проблем регистрации информации национальной академии наук Украины. Эхолот - 2001, тезисы доклада).
Однако из-за отсутствия перемещения интерферометрического оптического блока в радиальном направлении данное устройство не применимо для считывания информации со всей поверхности гончарных изделий.
Известно также устройство для считывания носителя информации, включающее дискриминирующее средство для определения типа носителя информации, считывающую головку для генерирования сигнала считывания посредством сканирования носителя информации в сканирующей позиции, сервоследящее средство для удерживания сканирующей позиции на дорожке, компьютер для обработки информации. При этом дискриминирующее средство выполнено с возможностью определения свойств частотного спектра сигнала считывания по заданному физическому параметру. Вращение носителя информации осуществляют с заданной скоростью с позиционированием сканирующей позиции на заданном расстоянии от точки вращения (Патент РФ 2156504, МПК: G11B 19/12, G11B 19/02, G11B 19/247, G11B 7/00).
Однако данное устройство предназначено для оптического считывания информации, записанной на дисках, и не применимо для считывания информации с аморфных тел вращения в виде гончарных изделий.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство расшифровки акустической информации, записанной при изготовлении древних гончарных изделий (Р.А.Сингатулин. Практическая палеофонография. Технологии и результаты применения, Саратов, 2007, СГУ, с.45; заявка на изобретение 2001101190 от 01.12.2001, МПК: G11B 11/00), включающее платформу для размещения гончарного изделия, приводимую во вращение электроприводом, устройство сканирования в виде лазерного излучателя, оптической фокусирующей системы и двух фотоприемных матриц. При этом устройство сканирования выполнено с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси Оу и вдоль горизонтальной оси Ох, совпадающей с радиальным направлением платформы, посредством четырехкоординатного электропривода.
Данное устройство обеспечивает считывание акустической информации с поверхности гончарного изделия при его вращении, однако является сложным и дорогостоящим за счет использования четырехкоординатного электропривода для перемещения устройства сканирования.
Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего извлекать информацию с поверхности аморфных тел вращения, например, изделий, изготовленных на гончарном круге, и обладающего более простой конструкцией.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для считывания виброакустической информации с поверхности аморфных тел вращения, включающем платформу для размещения тела вращения, выполненную с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, излучатель, приемник излучения, электропривод, блок обработки информации, соединенный с приемником излучения и блок питания, соединенный с излучателем, приемником излучения и электроприводом, при этом излучатель и приемник излучения выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством электропривода, согласно предлагаемому решению, приемник излучения представляет собой цифровую видеокамеру, при этом излучатель и цифровая видеокамера закреплены на вертикальной направляющей, электропривод выполнен в виде шагового двигателя, соединенного с вертикальной направляющей через рейку и зубчатое колесо, между телом вращения и видеокамерой размещены закрепленные на направляющей диафрагма, оптический фильтр и оптико-цифровой трансфокатор.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема заявляемого устройства.
Позициями на чертеже обозначены: 1 - платформа, 2 - подставка, 3 - гончарное изделие, 4 - опоры платформы, 5 - привод высокостабильного вращения, 6 - вертикальная направляющая, 7 - опоры вала, 8 - рейка, 9 - зубчатое колесо, 10 - шаговый двигатель, 11 - излучатель, 12 - цифровая видеокамера, 13 - гибкие токоподводы, 14 - блок обработки информации, 15 - блок питания, 16 - диафрагма, 17 - оптический фильтр, 18 - оптико-цифровой трансфокатор.
Устройство для считывания виброакустической информации с поверхности аморфных тел вращения включает платформу 1 с закрепленной на ней подставкой 2 для размещения исследуемого тела вращения, например, гончарного изделия 3. Платформа 1 выполнена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси Оу, являющейся осью вращения изделия 3. Для осуществления вращения платформа 1 размещена на опоре 4, которая соединена с приводом высокостабильного вращения 5. В качестве платформы 1 может быть использован диск проигрывателя, например, «UNITRA-электроника», от него же могут быть использованы опоры и привод вращения на основе микродвигателя МН-250Б с редуктором. Устройство также включает вертикальную направляющую 6, установленную на опорах 7, и соединенную через рейку 8 и зубчатое колесо 9 с шаговым двигателем 10. Вертикальная направляющая 6 представляет собой направляющую прямолинейного движения и может быть выполнена плоской, призматической, прямоугольной, трапецевидной и др. На направляющей 6 закреплены излучатель 11 и цифровая видеокамера 12, при этом цифровая видеокамера через гибкие токоподводы 13 подключена к блоку обработки информации 14, выполненному в виде компьютера, и блоку питания 15, а излучатель 11 - к блоку питания. Шаговый двигатель 10 также соединен с блоком питания 15. Между цифровой видеокамерой 12 и изделием 3 установлены закрепленные на направляющей 6 диафрагма 16, оптический фильтр 17 и оптико-цифровой трансфокатор 18.
Устройство работает следующим образом.
Исследуемое аморфное тело вращения устанавливают на подставке 2 таким образом, чтобы его ось вращения совпадала с осью вращения платформы 1, включают блок питания 15, обеспечивающий работу привода высокостабильного вращения 5, излучателя 11 и видеокамеры 12. На видеокамеру 12 записывают изображение с поверхности изделия 3 при его повороте на 360° с помощью привода высокостабильного вращения 5. Затем с помощью шагового двигателя 10, зубчатого колеса 9 и рейки 8 изменяют положение излучателя 11 и видеокамеры 12 по координате Оу и вновь с помощью видеокамеры 12 записывают изображение с поверхности изделия 3 при его повороте на 360°. В качестве цифровой видеокамеры 12 используют, например, цифровую видеокамеру фирмы Inframetrix (USA) с встроенными оптическими системами, которая работает в видимом и инфракрасном диапазонах. Схема управления электроприводами, а также соединительные провода на чертеже не показаны. Излучатель 11 может быть выполнен в виде светоизлучающих полупроводников. Диафрагма 16 ограничивает световой поток от переотражений с поверхности изделия, а светофильтр 17 пропускает определенный диапазон длин волн. В качестве трансфокатора 18 (объектива с переменным фокусным расстоянием) используют, например, объективы Canon 17-40 4L USM, Canon EF с диапазоном фокусных расстояний 35-350 мм. В компьютере 14 сигналы с помощью графических редакторов «Adobe Photoshop», «Softimage 3D» очищают от артефактов и размытия изображения и с помощью редактора RSF4 преобразуют в код звукового сигнала. Затем сигналы фильтруют от помех в звуковом редакторе «Light Wave», «Sound Forge».
При исследовании фрагментов гончарных изделий их устанавливают на платформе 1 в положении гипотетического гончарного изделия.
Заявляемое устройство может быть использовано для извлечения виброакустической информации с поверхности изделия в виде фонограмм речи, технологических звуков при обработке изделий, сфигмограмм, тахограмм и т.п.
Устройство для считывания виброакустической информации с поверхности аморфных тел вращения, включающее платформу для размещения тела вращения, выполненную с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, излучатель, приемник излучения, электропривод, блок обработки информации, соединенный с приемником излучения, и блок питания, соединенный с излучателем, приемником излучения и электроприводом, при этом излучатель и приемник излучения выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством электропривода, отличающееся тем, что приемник излучения представляет собой цифровую видеокамеру, при этом излучатель и цифровая видеокамера закреплены на вертикальной направляющей, электропривод выполнен в виде шагового двигателя, соединенного с вертикальной направляющей через рейку и зубчатое колесо, между телом вращения и видеокамерой размещены закрепленные на направляющей диафрагма, оптический фильтр и оптико-цифровой трансфокатор.
