Оптическое устройство для автоматического распознавания микроструктур материалов

, 1 548824 Союз Советскик Социалистическик Республик(23) Приоритет 51) М. Кл,". 6 02 В 5/18 Государственныи комите Совета Министров СССР 53) УДК 772.99(088. Опт:бликовапо 28.02.77, Боллетсн Дата опубликования описания 21 делам изобретенн и открытий 3.77(72) Авторы К, Б. Алексеев, И. Н. Белоглазов Белоглазов изоопетен а явите,ь(54) ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Я АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПОЗНАВАН МИКРОСТРУКТУР МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к металловеденпю, к полостью автоматизированным устройствам, предназначенным для исследования и контроля микроструктур материалов.Известны устройства 11 для анализа 5 структурньх параметров строительства и конструкционных материалов.1-ниболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для количественной оценки структурных парамет ров строительных и конструкционных материалов (2. Оно состоит из последовательно соединенных металлографического микроскопа, оптической проектирующей системы н блока распознавания, причем в качестве последнего 15 используется универсальная ЦВМ. Включение в состав устройства ЦВМ усложняет и удорожает процесс распознавания. остап и яется упрощение и что в прсдлаганавания выполнно соединенныхорречяторов иопическая сисе зеркало, оптидающими разлтактерцстпками с емом ен в екондп тема ескн чны- ветоЦелью изооретения явудешевление аппаратурыЭто достигается тем,устройстве блок распозвиде двух последовательгерентных оптических ккаторного устройства,содер кит полупрозрачносвязанное с двумя облами спектральными хар фильтрами, которье оптпчсск связаны с фотохромным стеклом, входящим в с ср- вого коррелятора.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит металлографический микроскоп 1, опги ескую просктпруоцуо систему 2, полупрозрачное зеркало 3, светофильтры 4, 5, первый оптический коррелятор Ь, фотохромное стекло 7, матовое стекло 8, зеркало 9, второй оптический коррелятор 10, набор корреляционных функций эталонных микроструктур 11, индикаторное устройство12 Устройство работает следующим образом.Изображение исследуемой микроструктуры с металлографического микроскопа 1 в виде потока белого света поступает в оптическую проектирующуо систему 2. Световой поток падает на полупрозрачное зеркало 3 и расщепляется на два потока: поток П 1, отразившийся от полупрозрачного зеркала, и поток П 2, прошедшии через полупрозрачное зеркало, Потоки Г 11 и 112 подаются соответственно на световые фильтры 4 и 5, обладающие резко отличающимися спектральными характеристиками. В результате световые потоки 113 и 114 на выходах фильтров 4 и 5 содержат колебания различных частот.3Первый оптический коррелятор 6 содержит фотохромное стекло 7 и матовое стекло 8. Тип фотохромного вещества и спектральные характеристики светофильтров подбираются так, что под воздействием светового потока 113, Отракенного от зеркала 9, фотохромное стекло меняет свою прозрачность, образуя маску исследуемой ыпкроструктмръ, а поток 114 проходит через эту маску, не меняя ее прозрачност 11, Согласно принципу рдооты корреляторов Майера - Эпплера 6, 10, существует такая плоскость, расположенная перпендикулярно к оптической оси коррелятора, что распределение освещенности в этой плоскости пропорционально значениям взаимной двухмерной корреляционной функции изображения, идущего со светового экрана, и изображения, представленного на маске. Поло= жение этой плоскости определяется расстояниями а 1, ЬЕ и масштабами изображений на экране и маске. Именно в этой плоскости помещено матовое стекло. Следовательно, на матовом стекле получается светящееся изоораженпе, яркость которого пропорциональна значениям двухмерной корреляционной функции исследуемой микроструктуры. Таким образом, Есследуемая микроструктура, являющаяся случай,Еой, преобразуется в первом корреляторе в свою статистическую характеристику Едвухмерную корреляционную функцию), которая не случайна и одинакова для всех микроструктур, принадлежащих к одному и тому же классу.Для коррелятора 10 излучающим экрдном является матовое стекло, а маской - наоор корреляционных функций эталонных микроструктур 11. Во втором корреляторе также существует плоскость, перпендикулярная к оптической оси, положение которои определяется расстояниями а 2, 6. и масштабами изобракения, такая, что на ней находятся Н точек Л; (1=1, 2, ., Ле), яркость которых пропорциональна значениям взаимной корреляции корреляционной функции исследуемой микроструктуры и корреляционных функций эталонных микроструктур.В этой плоскости в точках 2, устанавливаются Л чувствительных элементов индикатор ного устройства 12. Логическая схема индикаторного устройства выделяет ту точку Л, яркость которо 11 максимальна и определяет номер классы д, распозпдвд 11 ссле;1 уемую М ЕЕРОСТРУКТУРУ.11) Оптическое устройство дл распозавапямикроструктур материалов отличается полной автоматизацией процесса распознавания, простотой, дешевизной и высоким быстродействием, так как оптические методы вычисления 15 корреляционных функций безынерционны и,кроме того, не требуется предварительной обработки рабочей информации (напре 1 мер, получения негативов исследуемой микроструктуры).20Формула изобретения Оптическое устройство для автоматического распознавания микроструктур материа 25 лов, состоящее из последовательно соединенных металлографпческого микроскопа, оптиЕеской проектируеощей системы и блока распознавания, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения и удешевления аппаратуры,з 11 блок распознавания выполнен в виде двухпоследовательно соединенных некогеретныхОптических корреляторов и индикаторного устройства, Опт 1 еская система содержит полупрозрачное зеркало, оптически связанное с3-, двум Обладающими различными спектральными характеристиками светофильтрами, которые оптически связаны с фотохромным стеклом, входящим в саста 11 ервого коррелятора.Источники информации, принятые во внп 40 мание,при экспертизе:1. Лвт, св. СССР311239, кл. Се 01 Х 21/00,1969,2. Лвт. св. СССР344338, кл, Се 01 К 21/00,1971 (прототип).