Устройство для определения величины пористости и количественной оценки структуры порового пространства твердых тел

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз СоветскиМ

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 14.12 76 (2l ) 2429770/l8-25 с присоединением заявки М

РкударстввииыМ комитет

СССР ио делам изобрвтеийй и открытий (23) Приоритет —.

Опубликовано 15.04 80 Бюллетень Ж l4

Дата опубликования описания18.04.80

Г. Р. Миркин, В. И. Осипов, В. Н. Соколов и М. Д. Толкачев (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственныи университет им. М. В. Ломоносова и Ленинградский ордена Ленина государственный университет им А. А, Жданова (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПОРИСТОСТИ

И КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ СТРУКТУРЫ ПОРОВОГО

ПРОСТРАНСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при микроструктурных исследованиях пористых объектов, в том числе для количественной оценки структуры порового пространства естественных и искусственных тел — горных пород, грунтов, строительных и абразивных материалов, керамики„при подсчете запасов жидких и газообразных полезных ископаемых, для оценки прочностных свойств тел, Известно устройство для определения величины порового пространства (1), состоящее из сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), телевизионного или лазерного анализатора изображений, а также стандартного комплекта фоторегистрирующей аппаратуры, с помощью которого реализуется способ определения величины и количественной оценки структуры порового пространства. Недостатком этого устройства . является техническая (конструктивная ) разобщенность основных элементов, ручной характер операций при получении микрофотографий сопряженных участков. и их совмещений, малое быстродействие

/ всей систамы. Все это приводит к тому, что устройство характеризуется очень низкой производительностью (один образец за рабочий день) и малой точностью совмещения изображений.

Известен автоматизированный комплекс устройств для анализа микроструктурных особенностей объектов (2), включающий в себя сканирующий электронный микроскоп и телевизионный анализатор изображения с блоком оперативной памяти и световым пером.

Недостатком этого комплекса является то, что он не позволяет анализировать микроструктуру порового пространства тел, так как не имеет блока сложения изображений сопряженных поверхностей разъема тел с целью выl5 деления пор, их визуализации, а также блока поиска и согласования сопряженнмх изображений и устройства для масштабного нреобразования наблюдаемых и запоминаемых изображений.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является устройстао для определения пористости тел (3), содержащее сканирую1ций электронный микро28056 ф

1О

3 7 скоп, телемонитор которого связан со световым пером и блоком записи изображения, включающИм в себя дополнительный телемонитор с контролем уровня яркости изобра: жения, подключенный к блоку оперативной памяти с преобразователем масштаба изображения, и связанный с анализатором изображенияя.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет анализировать микроструктуру порового пространства, так как, оно не имеет блока сложения изображений, а также блока поиска и согласования сопряженных изображений. Кроме того, это, устройство имеет много сложных ручных операций, . в связи с чем оно характеризуется очень низкой производительностью и малой точностью (практически невозможно получить суммарный снимок сопряженных поверхностей при увеличениях больших, чем 2000).

Целью изобретения является повышение точности микроструктурного анализа и производительности.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено блоком поиска и согласования изображений и блоком сложения изображения, включенными последовательно между собой и с дополнительным телемонитором, связанным со световым пером л блоком записи изображении, при этом блок поиска и согласования изображейий подключен к телемонитору сканирующего электронного микроскопа, а блок сложения изображений подсоединен к дополнительному телемонитору, блоку оперативной памяти и анализатору изображения.

На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства для определения величины пористости и количественной оценки структуры порового пространства тел. Оно состоит из сканирующего электронного микроскопа 1 с телемонитором 2, блока 3 видеозаписи изображения, дополнительного. телемонитора 4 с контролем уровня яркости изобра жения светового пера 5, блока 6 оперативной, памяти с преобразователем масштабного изображения, блока 7 поиска и согласования изображений, блока 8 сложения изображений и анализатора 9 изображения.

Устройство работает следующим образом.

На экране телемонитора 2сканирующего электронного микроскопа 1 получают мелкомасштабное изображение F одной из сопря женных поверхностей разъема образца. С помоцью светового пера 5, на это изображение наносят первичные метки М и получают изоб. ражение F„, которое направляется в блок

3 видеозайФси и на экран дополнительно телемонитора 4. Затем на экране телемонитора 2 получают сопряженное изображение другой поверхности образца Р и с помощью светового пера 5 на него также наносят первичные метки, получая изображение F> è заФ м писывают его в блоке 3 видеозаписи. Изображ жения Е и F ïî меткам М совмеМ1 шают посредством блока 7 поиска и согласование изображений с визуализацией на экране телемонитора 4. Затем изображение суммируется в блоке 8 сложения изображений. Результат сложения изображений визуализируется на экране телемонитора 4 и направляется в анализатор изображения для дальнейшей математической обработки..

15 4

Затем на изображение F„выведенное на м / экран телемонитора 4 из блока 3 посредством световогЪ пера 5 наносят вторичные метки М и получают изображение F, коы1а торое записывается блоком 3 видеозаписи..

Это изображение посылают в блок 6 оперативной памяти,где его изменяют в, масштабное (увеличивают) до следующего исследуемого увеличения, получая изображение F При

Ф ма этом первичные метки М уходят за рамку изображения, а на. экране получается увеличенное изображение только со вторичными метками М, После этого на экране телемонитора 2 сканирующего электронного микро5g скопа 1 получают изображение первой сопряженной поверхности образца в том же масштабе, что и F> переносят на него посредя ча ством светового пера вторичные метки и получают иэображение F,Ýòî изображение записывается блоком 3. После этого производят вызов .из блока 3 видеозаписи на телемонитор изображений Рм и F . Из изобрам53. И1 жения Fö, путем настройки уровня яркости сигнала убйрают изображение F (оставляя

4О только первичные и вториЧные метки), с помощью блоков 7 и 8 совмещают оставшиеся первиЧные и вторичные метки M> < с ф

1 изображением F„и получают суммарное изображение второй сопряженной поверхности

45 образца с первичными " перенесенными на нее вторичными метками. Это изображение посредством блока 6 оперативной памяти увеличивают до масштаба F,На экране телемь монитора 2 микроскопа 1 получают изображение второй сопряженной поверхности того же масштаба и с помощью светового пера 5 путем визуального контроля по деталям изображения наносят на него вторичные метки с я изображения F наблюдаемого на экране ма телемонитора 4, получая при этом изображеъя ние F y.Затем с помощью блок» 7 по мети кам М совмещают изображение F » и м,н ма

F> и получают в блоке 8 суммарное изобение, которое выводится на экран теле728056

Составитель Е. Маллер

Техред И.Асталош

Корректор Я. Веселовская

Редактор И. шубина

Тираж 1019 .

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

Заказ 1130/44

Подписное

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

5 монитора 4 и в анализатор 9 иэображения и так для каждого нового увеличения н новых меток.

Формула изобретения, Устройство для определения величины пористости и количественной оценки структуры порового пространства твердых тел, содержащее сканирующий электронный микроскоп, телемонитор которого связан со световым пером и блоком записи изображения, вклю- . чающим в себя дополнительный телемонитор, подключенный к блоку оперативной. памяти, и анализатор изображения, о т л и ч а ющ е е с я тем,,что, с целью повышения точности микроструктурного анализа и производительности, оно снабжено блоком поиска и согласования изображений и блоком сложения изображений, включенными последовательно между собой и с дополнительным телемони.

6 тором, связанным со световым пером и блоком записи изображения,. при этом блок поиска и согласования изображений подключен к телемонитору сканирующего электронного микроскопа, а блок сложения иэображений подсоединен к дополнительному телемонитору, блоку оперативной памяти и анализатору изображения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2193901/25, кл. G 01 N 15/08, 1915.

2. Террел А; К. Автоматический анализ иэоб-. ражения, КВАНТИМЕТ вЂ” 720-новая система с

15 . повьпценной точностью и быстродействием, Тезисы докладов Всесоюзной конференции

"Автоматизация научных исследований" СО

АН СССР, Новосибирск, 1970, с. 54 — 55.

3. Рекламный проспект фирмы "КОАТС и ро ВЕЛТЕР" "106А SEM, Ultra 4igh Resolution

США; 4/1/75,(прототип) .