Тепловизионный дефектоскоп

 

Изобретение может использоваться для теплового контроля многослойных клеенных и паяных изделий . Объект 2 контроля с дефектом 3 нагревается источником 1 нагрева . Время, нагрева задается блоком 8 управления. Поток теплового излучений регистрируется тепловизором 5. Сигнал с тепловизора 5 поступает на регулируемый усилитель Ь, куда с датчика 7 температуры окружающей среды подается соответствующая величина , а с блока 8 управления подается код, пропорциональный времени нагрева. Сигнал, пропорциональный разности температур объекта и окружающей среды, с регулируемого усилителя 6 через аналого-цифровой преобразователь 9 поступает на блок 12 вычитания (БВ) и на блок 10 оперативной памяти для хранения контрольной термограммы. С этого блока значение контрольной термограммы поступает на БВ 12. Разностный сигнал контрольной и текущей термограмм с БВ 12 поступает в дополнительный блок 11 оперативной памяти. Через блок 13 вывода термограммы с блоков .10 и 11 оперативной памяти передаются на видеоконтрольный блок 14. Контроллер 15 управляет работой блоков теплови- .зионного дефектоскопа. 2 ил. (Л § ts9 00 4 О СО Фиг.1

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН

„„QU„„,1218499 A (д) 4 Н 04 N 5/33

1 1 . -:: .:-,:3

Ч

1 ч ! 1 „р:,,...,.: ..у l3

БЮЛЬ ., ),, К ABTOPCHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение может использоваться для теплового контроля многослойных клеенных и паяных изделий. Объект 2 контроля с дефектом

3 нагревается источником 1 нагрева. Время, нагрева задается блоком

8 управлейия. Поток теплового излучении регистрируется тепловизором

5. Сигнал с тепловизора 5 поступает (2.1) 3796472/24-09 (22) 26.09.85 (46) 15.03.86. Бюл. ¹ 10 (72). В.П.Вавилов, В.В.Ширяев, Н.Н.Гаврилов и А.Б.Упадышев (53) 621.397(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 546813, кл. G 01 N 25/72, 197?.

Патент США № 3809902, кл. G 01 N 25/72, опублик. 1975.

AGA Thermovision 780 AGA Infrared system АВ, 1981, Publ № 556556538, Ed. 2 (прототип). на регулируемый усилитель 6, куда с датчика 7 температуры окружающей среды подается соответствующая величина, а с блока 8 управления подается код,пропорциональный времени нагрева. Сигнал, пропорциональный разности температур объекта и окружающей среды, с регулируемого усилителя 6 через аналого-цифровой преобразователь 9 поступает на блок 12 вычитания (БВ) и на блок 10 оперативной памяти для хранения контрольной термограммы. С этого блока значение контрольной термограммы поступает на БВ 12; Разност- ный сигнал контрольной и текущей термограмм с БВ 12 поступает в дополнительный блок 11 оперативной памяти. Через блок 13 вывода термограммы с блоков . 10 и 11 оперативной памяти передаются на видеоконтрольный блок 14, Контроллер 15 управляет работой блоков теплови.зионного дефектоскопа. 2 ил.

1218

4

Изобретение относится к актив- ному тепловому контролю, в частности, многослойных клеенных и паяных изделий.

Цель изобретения — повышение

5 достоверности контроля в реальном масштабе времени.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема.тепловизионного дефектоскопа; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Тепловизионный дефектоскоп (фиг.1)содержит источник 1 нагрева .. объекта, объект 2 контроля с дефектом 3 и зоной 4 локального изменения излучательной способности., тепловизор 5, регулируемый усилитель 6, датчик 7 температуры окружающей среды, блок

8 управления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, блок 10 оперативной памяти, дополнительный блок

11 оперативной памяти, блок 12 вычитания, блок 13 вывода; видеоконтрольный блок 14 и контроллер 15»

Тепловизионный дефектоскоп работает следующим образом.

Профиль интенсивности теплового излучения объекта 2 контроля зависит от времени нагрева и времени регистрации температуры. При нагреве объекта 2 контроля постоянным тепловым потоком температура,нагреваемой поверхности (и интенсивность собственного теплового излучения) в общем случае изменяется по достаточно сложному закону. Однако для большого класса изделий на,значительных отрезках времени зависимость температуры от времени можно считать линейной. Известно, что температурный перепад от внутренних дефектов 3 в начале нагрева близок к нулю (момент времени 71 на фиг.2, а,б), затем в некоторый момент времени Lz достигает максимума, после чего спадает. В то же время локальное изменение излучательной способности, характеризующееся контрастом коэффициентов излучения, всегда присутствует в собственном тепловом ® излучении объекта 2 контроля независимо от момента времени. Таким образом, при нагреве объекта 2 контроля в процедурах активного теплового контроля можно выбрать два момента контроля так, что в момент времени 1 в профиле интенсивности теплового излучения объекта 2 конт499 роля (и, соответственно, профиле электрического сигнала на выходе теплоизолятора) присутствует сигнал, обусловленный зоной 4 локального изменения излучательной . способности» а сигнал от внутреннего дефекта 3 отсутствует (фиг,2, а). В момент времени 1 в профиле интенсивности теплового излучения объекта 2 контроля присутствуют сигналы, обусловленные как локальным изменением излучательной способности (зона 4), так и внутренним дефектом (зона 3).

При этом в моменты времени, и б средняя амплитуда интенсивности теплового излучения объекта 2 контроля различна, поскольку происходит его на.грев.

Объект 2 контроля нагревается источником 1 нагрева. Время нагрева задается блоком 8 управления.

Дефект 3, имеющийся в объекте 2 контроля, вызывает изменение температурного поля íà его поверхности и изменение потока теплового излу1 чения, регистрируемого теплопизором 5.

Локальное изменение излучательной .способности зоны 4 также вызывает . изменение потокатеплового излучения,. регистрируемого тепловизором 5 (фиг.2, а). Текущий выходной сигнал тепловизора 5 поступает на первый вход регулируемого усилителя ,6 с.управляемым коэффициентом усиления. Датчик 7 температуры окружающей среды генерирует опорный сигнал (фиг. 2,б), поступающий на второй вход регулируемого усилителя 6, который вырабатывает сигнал, пропорциональный разности температур объекта и окружающей среды, т,е. сигнал, пропорциональный. избыточной температуре объекта 2 контроля, вызванной его нагревом от источника 1 нагрева, На третий вход регулируемого усилителя 6 с блока 8 управления поступает цифровой код, пропорциональный времени, прошедшему с момента включения источника 1 нагрева. Выходной сигнал регулируемого усилителя 6 (фиг.2, в) поступает через АЦП 9 на блок 10 оперативной памяти, в котором хранится контрольная термограмма объекта 2 контроля, полученная в начальный момент времени, задаваемый контроллером 15 и блоком 8 управления. Текущий электрический сигнал с выхода АЦП 9 одновременно

1218499 поступает в блок 12 вычитания, который выполняет функцию вычитания двух термограмм, одна из которых хранится в блоке 10 и является контрольной, а вторая является текущей термограммой объекта контроля в процессе его нагрева. Разностный сигнал контрольной и текущей термограмм с выхода блока 12 поступает в дополнительный блок 11 оперативной памяти (фиг.2, r), откуда может передаваться через блок 13 вывода на видеоконтрольный блок 14. Аналогичным образом термограмма, хранящаяся в блоке 10>может передаваться через блок вывода 13 на видеоконтрольный блок 14. Управление работой обоих блоков 10 и 11 памяти, блока 13 вывода и видеоконтрольного блока 14 осуществляет оператор с помощью контроллера 15.

Таким образом, устройство позволяет вычитать термограммы изделия, соответствующие двум различным моментам нагрева, причем в одной тер° мограмме присутствует как сигнал от внутреннего дефекта, так и сигнал от помехи, обусловленной локальным изменением излучательной способности

Р а во второй термограмме — только сигнал от помехи. Термограммы объекта 2 контроля, полученные в различные моменты времени, когда средние температуры объекта различны, выравнены по амплитуде (профиль на фиг.2, в). Функция выравнивания термограмм выполняется регулируемым усилителем 6, управление коэффициентом усиления которого осуществляется блоком 8 управления, выходной сигнал которого функционально связан с временем, прошедшим с моменга начала нагрева. Наиболее простая зависимость время — код имеет линейный характер, если температура объекта растет по линейному закону.

Изменяя конкретную реализацию блока

8 управления, можно получить любой вид зависимости выходного напряжения от времени, прошедшего с момента на, чала нагрева,,например экспоненци- ! ьную. Таким образом, работа устройства состоит в вычитании двух выравненных термограмм объекта 2 контроля, полученных в различные моменты времени, нричем выравнивание термограмм связано с характером изменения температуры (и излучения) объекта 2 контроля во времени. Тогда разностная термограмма (профиль на фиг.2, б) свободна от помехи, обусловленной локальным изменением иэлучательной способности. В результате достоверность контроля в реальном масштабе времени повьппается.

1О

Формула изобретения лер шиной адреса и управления соединен с вторым входом дополнитель ного блока оперативной. памяти и

:третьим входом блока вычитания.

Тепловизионный дефектоскоп, со-. держащий источник нагрева объекта, тепловизор, аналого-цифровой преобразователь, соединенный с первым входом блока оперативной памяти, выход которого через блок вывода подключен к видеоконтрольному блоку, второй и третий выходы тепловизора соединены соответственно с.перным и вторым входами контроллера, выход которого шинами адреса и управления соединен с вторыми входами аналогоцифрового преобразователя, блока оперативной памяти и блока вывода, отличающийся тем, что, с целью повьппения достоверности контроля в реальном масштабе времени, введены регулируемый усилитель, блок управления, датчик температуры окружающей среды, дополнительный блок оперативной памяти и блок вычитания, причем первый вход регулируемого усилителя соединен с первым выходом тепловизора, второй выход тепловизора соединен с входом блока управления, первый выход которого подключен к входу источника нагрева объекта, а второй выход — к второму входу регулируемого усилителя, тре- тий вход которого соединен с выходом датчика температуры окружающей среды, а выход — с входом аналого-цифрового преобразователя, выход кото45 рого через последовательно соединенные блок вычитания и дополнительный блок оперативной памяти подключен третьему входу блока вывода,. при этом выход блока оперативной

50 1памяти подключен к второму входу блока вычитания, причем контрол1218499 т,ц

Заказ 1140/62 Тираж 624

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г.Росаткевич

Редактор Л.Веселовская Техред Ж.Кастелевич Корректор О.Луговая