Устройство для контроля изделий и материалов

 

УСТРШСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ по авт.св. О 934326, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, в него ввецаены кольцевой регистр сдвига, два элемента И, схема управления, элемент ИЛИ, два разнополярных компаратора с памятью и два аналоговых ключа, входя котоptax сое динены с выходом усилителя, выход первого аналогового ключа соединен с входом выпрямителя, а выход второго - с входом раэнополярных компараторов с памятью, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого злемен-п И, другой вход которого соединен с выходом схемы управления, выход первого элемента И соединен с 4 К первыми и dN+1 последними входами установки в 1 N-разрядного кольцевого регистра сдвига, выход которого соединен с одним входом второго еглемента И, другой вход последнего соединен с вторым выходом схемы управления , выход второго элемента И соединен с управляющим входом перво- g го аналогового ключа, а управлякздий (Л вход второго аналогового ключа - с третьим выходом схеьи управления.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1(51) G 01 N 21/89

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕ АМ ИЗ PETE OTHPbITH (61) 934326 (21) 3520592/18-25 (22) 10 ° 12.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) Н.М.Садыков и С.Д.Закупив (53) 535 ° 241 (088. 8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 934326, кл. G 01 N 21/89, 1980 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИИ И МАТЕРИАЛОВ по авт.св.

9 934326, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены кольцевой регистр сдвига, два элемента И, схема управления, элемент ИЛИ, два раэнополярных компаратора с памятью и два аналоговых ключа, входы которйх соединены с выходом усилителя, выход первого аналогового ключа соединен с входом выпрямителя, а выход второго — с входом раэнополярных компараторов с памятью, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента

H другой вход которого соединен с вйходом схемы управления, выход первого элемента И соединен с d К первыми и dN+1 последними входами установки в 1 N-разрядного кольцевого регистра сдвига, выход которого соединен с одним входом второго влемента И, другой вход последнего соединен с вторым выходом схемы управления, выход второго элемента И соединен с управляющим входом перво- Я го аналогового ключа, а управляющий вход второго аналогового ключа - с фу третьим выходом схеьы управления.

1078319

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля изделий и материалов, содержащее осветитель, фотопреобразователь с усилителем, блок электронной обработки и регистратор, причем блок электрон— ной обработки выполнен в виде выпрямителя, интегратора, пикового детектора, двух АЦП, источника эталонного напряжения, генератора опорной частоти, делителя частоты и блока вычислений, выход которого соединен с регистратором, а два входа — с соответствующими выходами АЦП, к тактовым входам которых подключен выход генератора опорной частоты, причем второй тактовый вход одного

АЦП соединен с выходом генератора опорной частоты-через делитель частоты, первый его информационный вход соединен с выходом интегратора, а второй информационный вход вместе с первым информационным входом другого

AIJII, второй информационный вход которого соединен с источником эталонного напряжения, соединены с выходом пикового детектора, вход которого соединен с входом интегратора и выходом выпрямителя, вход которого соединен с выходом усилителя, введены кольцевой регистр сдвига, два элемента И, схема управления, элемент

ИЛИ, два разнополярных компаратора с памятью и два аналоговых ключа, входы которых соединены с выходом усилителя, выход первого аналогового ключа соединен с входом выпрямителя, а выход второго — c âõîäîì раэнополярных компараторов с памятью, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом схемы управления, выход первого элемента И соединен с

DN первыми и nN+1 последними входами установки в 1 N-разрядного кольцевого регистра сдвига, выход которого соединен с одним входом второго элемента И, другой вход последнего соединен с вторым выходом схемы управления, выход второго элемента И соединен с управляющим входом первого аналогового ключа, а управляющий вход второго аналогового ключа — с третьим выходом схемы управления, При таком конструктивном решении устройства контроля на первом обороте изделия при появлении импульса от дефекта производится запись 1

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к устройствам для обнаружения дефектов на поверхности изделий в форме тел вращения, а также на поверхности движущихся листовых - материалов. 5

По основному авт. св. 9 934326 известно устройство для неразрушающего контроля изделий и материалов, содержащее осветитель, фотопреобразователь с усилителем, блок элект- 10 ранкой обработки и регистратор, причем блок электронной обработки выполнен в виде выпрямителя, интегратора, пикового детектора, двух ана— лого-цифровых преобразователей (АЦП),15 источника эталонного напряжения, генератора опорной частоты, делителя частоты и блока вычислений, выход которого соединен с регистратором, а два входа — с соответствующими выходами АЦП, к тактовым входам кото. рых подключен выход генератора опорной частоты, причем второй тактовый вход одного АЦП соединен с выходом генератора опорной частоты че- д5 рез делитель частоты, первый его информационный вход соединен с выхо дом интегратора, а второй информационный вход вместе с первым информационным входом другого АЦП,второй информационный вход которого соединен с источником эталонного напряжения,соединены с выходом пикового детектора, вход которого соединен с входом интегратора и выходом выпрямителя, вход которого соединен с выходом

35 усилителя (1 j .

В устройстве излучение, отраженное от поверхности изделия, воспринимается фотопреобразователем и затем усиливается усилителем. B полу- 40 ченном сигнале присутствует как сигнал о дефекте в виде импульса напряжения, так и шумовая составляющая, характеризующая общее состояние поверхности изделия в зоне контроля.

После детектирования этого сигнала измаряется средний уровень шума вместе с сигналом от дефекта, а затем определяется отношение максимальной амплитуды сигнала от дефекта к среднему уровню шума. Эта величина, вместе с максимальной амплитудой сигнала от дефекта, затем используется для вычисления безразмерного параметра Р, по которому производится отбраковка изделий.

Однако установлено, что среднее значение сигнала составляет 10

50% величины интеграла. Это приводит к погрешности при измерении величины сигнал/шум. Для ряда дефек- 6О тов, имеющих большую протяженность, либо при наличии большого количества дефектов на измеряемом участке поверхности, наличие в среднем уровне шума среднего значения сигнала 65 от дефекта приводит к уменьшению величины сигнал/шум в 1,5 — 2 раза, что в конечном итоге снижает точность контроля.

1078319 в текущий разряд кольцевого регистра сдвига с одновременной установкой в 1 д И соседних разрядов справа и слева от текущего разряда, а на втором обороте изделия при помощи сформированного строба вырезается из сигнала фотопреобразователя сигнал от предлагаемого дефекта и производится вычисление безразмерного параметра Р, по которому производится отбраковка изделий. о

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы формирователя строба.

Устройство содержит осветитель

1, контролируемое изделие 2, фотопреобразователь 3, соединенный с усилителем 4, выход которого соединен с входами первого н второго аналоговых ключей 5 и б. Выход второго аналогового ключа б соединен с входами разнополярных компараторов 7 и 8 с памятью, выходы которых объединяются на элементе ИЛИ 9.

Выход элемента ИЛИ 9 соединен с одним входом первого элемента И 10 выход которого соединен с йй первыми и д 0+1 последними входами установки в 1 N-разрядного кольцевого регистра 11 сдвига. Другой вход первого элемента И 10 соединен с выходом схемы 12 управления. Выход кольцевого регистра 11 сдвига соединен с одним входом второго элемента

И 13, другой вход которого соединен с вторым выходом схемы 12 управления.З5

Выход элемента И 13 соединен с управляющим входом первого аналогового ключа 5. Управляющий вход второго аналогового ключа б соединен с третьим выходом схемы 12 управления. 40

Выход первого аналогового ключа 5 соединен с выпрямителем 14, выход которого соединен с входами пнкового детектора 15 и интегратора 16.

Выход пикового детектора 15 соеди- 45 нен с первым информационным входом

АЦП 17 и с вторым информационным входом АЦП 18. Второй информационный вход АЦП 17 соединен с источником

19 эталонного напряжения. Выход генератора 20 опорной частоты через делитель 21 частоты соединен с вторым тактовым входом АЦП 18. Первые тактовые входы АЦП 17 и 18 соединены с выходом генератора 20 опорной частоты непосредственно. Выход ин тегратора 16 соединен с первым информационным входом АЦП 18 ° Выходы

АЦП 17 и 18 соединены с соответствукщими входами блока 22 вычислений, выход которого соединен с ре- 60 гистратором 23, в качестве которого может быть использована схема сравнения. Элементы б - 23 представляют собой блок электронной обработ; ки. 65

Устройство работает следующим образом.

Изделие 2, вращающееся в базирующем приспособлейии, освещается осветителем 1. Отраженное излучение, модулированное профилем поверхности. иэделия 2, н изменение его коэффициента отражения воспринимается фотоприемником 3, преобразующим оп- тический сигнал в электрический 24.

Сигнал с фотоприемника 3 усиливается усилителем 4 и поступает на входы аналоговых ключей 5 и 6. Далее процесс контроля разбивается на два этапа сначала (на первом обороте изделия) формируется строб, а затем (на втором обороте изделия) из общего сигнала от поверхности изделия при помощи строба выделяются только сигналы от бездефектной поверхности.

Для этого устройство 12 управления на первом обороте изделия 2 выдает сигналы на открывание аналогового ключа б, аналоговый ключ 5 в это время закрыт. Сигнал с выхода аналогового ключа 6 поступает на разнополярные компараторы 7 и 8 с памятью. Опорное напряжение на компараторах 7 и 8 выбирается ло величине несколько больше, чем среднестатистическая амплитуда составляющей шума, и подбирается экспериментальным путем. Сигналы с выходов компараторов 7 и 8 объединяются элементом

ИЛИ 9 и имеют вид 26. Затем они поступают на вход первого элемента И

10, на другой вход которого поступает сигнал со схемы 12 управления, разрешающий прохождение импульсов с компараторов 7 и 8 во время первого оборота иэделия 2. Импульсы с выхода первого элемента И 10 поступают на первые hN и на последние ЛИ+1 входы установки в 1 кольцевого регистра 11 сдвига. Количество разрядов кольцевого регистра 11 сдвига определяется по минимальной длительности импульса от дефекта и длительности одного оборота иэделия по формуле

N 2 Ф < где i 6 — длительность одного оборота изделия, мс; минимальная длительность импульса от дефекта, мс.

Полученное значение N округляется до ближайшего целого числа в сторону увеличения ° Количество добавляемых разрядовдй определяют опытным путем. Сдвиг информации в кольцевом регистре 11 сдвига и сброс памяти компараторов 7 и 8 осуществляется подачей на них тактовых импульсов 25 с генератора тактовых импульсов (не показан) . Частота тактовых импульсов определяется выражением

1078319

F, ю» и где Р - частота тактовых импульсов, кГц.

После окончания первого оборота изделия 2 в кольцевом регистре 11 сдвига записана информация 27, предяазиаченная для стробирования первого аналогового ключа 5 На втором обороте Издедия. 2 устройство 12 управления закрывает первый элемент

И 10 и второй аналоговый ключ 6 и открывает второй элемент И 13. Происходит вццача информации из кольцевого регистра 11 сдвига через второй элемент И .13 на. управляющий вход первого аналогового ключа 5.

Таким образом, производится стробирование исходного сигнала с фотопреобразователя для выделения составляющей 28 шума. Сигнал с выхода первого аналогового ключа 5 поступает затем для дальнейшей обработки в элементы 14 - 23 блок-схемы, где производится вычисление безразмерного параметра Р пп выражению

25 р case + < a<

U 0 (Uс> где П цд — пиковая амплитуда сиг- 30 нала эа время контроля, В; среднее значение шума бездефектной поверхности для данного вида контролируемых изделий нлн . материалов беэ стробирования, В; (U 9 — средний уровень шума за время контроля, В;

К вЂ” весовой коэффициент, учивающий степень влияния каждого из слагаемых на величину безразмерного параметра.

Вычисленное значение параметра

Р сравнивается в регистраторе 23 с некоторым значением Р„„ и при условии Р 2 Р „ с выхода блока 23 сравнения постуйает сигнал на исполнительный механизм съема изделий.

Изобретение позволяет осушествлять отбраковку изделий или материала по безразмерному параметру, который одновременно учитывает влияние амплитуды сигнала и отношения сигнал/шум, но при этом пределы изменения соотношения сигнал/шум значительно повьааается., что позволяет повысить точность контроля изделий и материалов по всем видам дефектов в среднем на 2,4%, а по дефектам типа: вмятины, складки, пятна, забоины, которые характеризуются значительной протяженностью, на 8%.

1078319

28

Составитель A.×óðáàêoâ

Редактор Н.Бобкова Техред В.Далекорей Корректор A. Tÿñêî

;:еказ 937/37 Тираж 823. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4