Оптическое устройство для контроля качества покрытий

 

ОПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ, содержащее источник света,, систему фокусировки и фотоприемник, о т л ичаюадеес .я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля качества покрытия проволоки , система фокусировки выполнена в виде линзы со сквозным отверстием по оптической оси и снабжена установленной центром в фокусе линзы интегрирующей сферой с диаметрально противоположно расположенными окнами, лежащими на оптической оси устройства, а также окном, в котором приемной поверхностью параллельно этой оптической оси размещен фотоприемник. i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (И) 4(51) G 01 N 21 89

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCI4ONIV СВИДЕТЮ\ЬСТВУ (21) 3533686/24-25 (22) 11 01.83 (46) 15.02.85. Бюл.Р б (72) В.С.Козлов, В.Ф.Силюк и П.Н.Емельянов (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 535.242(088.8) (56) 1.Заявка Японии Р 55-9655, кл. G 01 N, 1977.

2.Патент CDIA 9 4197011, кл. G 01 N 21/55, 1979 (прототип) . (54) (57) ОПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЯ, содержащее источник света, систему фокусировки и фотоприемник, о т л ич а ю щ е е с.я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля качества покрытия проволоки, система фокусировки выполнена в виде линзы со сквозным отверстием по оптической оси и снабжена установленной центром в фокусе линзы интегрирующей сферой с диаметрально противоположно расположеннымн окнами, лежащими на .оптической оси устройства, а также окном, в котором приемной поверхностью параллельно этой оптической оси размещен фотоприемник °

1140017

Изобретение относится к измерительной технике, а более точно— к средствам контроля качества покрытий проволоки.

Известно устройство для контроля покрытия электропроводов, состоящее из индикаторных роликов и датчика в виде магнита и соленоида, подключенного через усилитель к реле (1), Указанное устройство, работающее на основе измерения электрического 1Î ! контакта, принципиально не может обнаруживать дефекты изоляции в виде трещин с малым раскрытием.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является on- .15 тическое устройство для контроля качества покрытий, содержащее источник света с системой фокусировки и оптический детектор (фотоприемник (2) .

Однако это устройство может регистрировать только, определенный класс дефектов, а именно — большое количество трещин на малом участке, требуемое для получения дифракции, и не может обнаруживать протяженные дефекты и одиночные нарушения спдошности покрытия проволоки.

Цель изобретения -. повышение чувствительности контроля качества покрытия проволоки..

Указанная цель достигаетсся тем, что в оптическом устройстве для контроля качества покрытий, содержащем

,источник света, систему фокусировки и фотоприемник, система фокусировки выполнена в виде линзы со сквозным отверстием по оптической оси и снабжена установленной центром в фокусе линзы интегрирующей сферой с диамет- 40 рально противоположно расположенными окнами, лежащими на оптической оси устройства, а также окном, в котором параллельно этой оптической оси размещен фотоприемник;

Применение интегрирующей сферы, 45 снабженной окнами, увеличивает градиент светового излучения (наблюдается вспышка света), обусловленного появлением дефекта, в результате чего повышается быстродействие и 50 чувствительность контроля.

На чертеже показана схема оптического устройства для контроля покрытий.

Устройство состоит из системы фокусировки, в качестве которой установлена оптическая линза 1 с от. верстием для пропускания контролируемой проволоки 2 и интегрирующей сферы 3, содержащая окна 4 и 5 для 60 прохождения проволоки 2 и пропускания падающего и отраженного пучка света, фокусируемого линзой 1 на по-— верхность проволоки в участке б, расположенном в центре сферы 3. Окн(6g

7 сферы 3 служит для размещения фо топриемника 8 и выхода рассеянного дефектом светового потока. Фотоприемник 8 электрически связан с блоком

9 измерения и управления технолоническим процессом. Блок 9 подключен . также к формирователю 10 синхроимпульсов, вырабатываемых модулятором

11, расположенным между источником света и системой фокусировки (линзой) 1.

Для осуществления контроля можно использовать спект 0,25-1,1 мкм.

Пучок света фокусируют линзой 1 на поверхность контролируемой проволоки 2 на участок б, расположенный в центре сферы 3. Если на поверхность проволоки имеются дефекты, то участок б обуславливает рассеянное излучение общего падающего потока Ф которое падает на диффузию отражающие поверхности стенок интегрирующей сферы 3. Учитывая, что отражающая способность поверхности образца го(,, а отражающая способность по-. = верхности стенки сферы с, то поток света при первом отражении составит.Ф "ст гоар

Так как используемая сфера имеет диффузно отражающие стенки, внутри возникает вспышка света интенсивности

06р ОВ ТОБр Ф (cr 9 ст " б ((оБр ( где 5 — площадь внутренней поверхности сферы.

Таким образом, показания оптического фотоприемника 8, воспринимающего свечения внутри сферы через окно, имеют величину, пропорциональную величине рассеивания поверхности образца гоар

У

М- — 1 э сд где — коэффициент пропорциональности.

Чем больше коэффициент отражения. стенок сферы rc, и меньше площадь 5 тем больше величина сигнала снимаемого с фотоприемника 8. Так как параметры )(, Ф, б, („ постоянные, показания фотоприемника в общем случае пропорциональны коэффициенту (c(;p, характеризующему величину дефектов.

Сигнал с фотоприемника 8 поступает в блок 9 синхронного детектирования и усиления сигнала, туда же поступают синхроимпульсы из формирователя 10. С целью повышения чувствительности измерительной схемы облучающий поток света модулирует механическим модулятором 11, который служит также для вырабаты1140017

Составитель А.Шеломова

Редактор В.Волощук Техред С.Легеэа

Корректор Г.Решетник.

Заказ 255/33 Тираж 897

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород. Ул.Проектная, 4 вания импульсов синхронизации для блока 9. Из блока 9 сигнал может поступать на исполнительный механизм для регулирования технологическим процессом..Предлагаемое устройство позволяет выявлять не только дефекты в виде микротрещин, но и незначительные отклонения качества покрытий, меняющие коэффициент отражения света.