Устройство автоматического бесконтактного контроля геометрических параметров движущихся микрообъектов

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУф ЬЭ СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(72) Доморацкий ЕПЦетников АА(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО бЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ МИКРООбЪЕКТОВ(67) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобетения является повышение производительности и точности контроля за счет параллельного измерения в нескольких сечениях гео 9) Я 3 (11) 1353069 Л1) 5 б 01 В 2 106 метрических параметров объектов неправильной формы, у которых нет единственной плоскости резкой наводки. Устройство обеспечивает одновременное наблюдение набора плоскостей пространства, в котором находится объект, смещенных друг относительно друга на величину, соответствующую глубине резко изображаемого пространства. Одновременное наблюдение плоскостей достигается за счет конструкции блока 3 оптической задержки в виде набора сегментов Ш различной оптической толщины. 1 з.пф - лы,3 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к автоматическимоптоэлектронным устройствам бесконтактного контроля геометрических параметровмикрообьектов различной физической прирады, и может быть использовано для контроля геометрических размеров и формыгранул ядерного микротоплива,Целью изобретения является повышение производительности и точности контроля эа счет параллельного измерения внескольких сечениях геометрических параметров обьектов неправильной формы, у которых нет единственной плоскости резкойнаводки, 15На фиг, 1 показана структурная схемаустройства; на фиг. 2 показан пример выполнения блока оптической задержки длячисла наборов сегментов 1, 11, И 1. равноготрем; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг, 2. 20Устройство автоматического бесконтактного контроля геометрических параметровдвижущихся микрообьектов, содержит импульсный источник 1 света, оптически связанные оптическую систему 2формирования изображения. блок 3 оптической задержки в аиде набора сегментов различной оптической толщины и детектор 4изображения, полосовой фильтр 5, аналогоцифровой и реобраэователь 6 и вычислитель 7. 30Устройство работает следующим образом,Микрообъекты различных размеров иформы подаются системой подачи (например, в пролете под действием газовой струи) 35последовательно друг.а другом на позициюконтроля, где с помощью импульсного источника 1 света осуществляется экспозициякаждого микрообьекта и формируется егоиэображение с помощью оптической системы Формирования изображения 2,Для высокопроизводительного контроля с высокой точностью геометрических параметров каждого движущегосямикрообьекта необходимо иметь возможность одновременного наблюдения набораплоскостей, смещенных друг относительно друга на величину Л, соответствующую глубине резко изображаемого пространства,Число таких плоскостей М, ва всей области пространственного разброса микро- объектовдолжно быть равно М- , ВЛэтом случае для любой точки контура теневой проекции микрообьекта всегда найдется такая плоскость, в которой наблюдаетсяее точки) резкое изображение,Для контроля геометрических размерови формы каждого микрообьекта достаточно иметь определенное числп точек его контура, зависящее от требуемой точности измерений, которое и необходимо получить резким в плоскости наблюдения, При этом точность измерений не зависит от положения заданного набора точек на контуре теневой проекции, Общее число точек М, которое необходимо считывать с контура теневой проекции, должно быть равно произведению числа резко изображаемых точек п в каждой плоскости наблюдения на число этих плоскостей М, т,е, й = и М,Для обеспечения указанной функции блок оптической задержки представляет собой непересекающиеся наборы сегментов различной оптической толщины, постоянной для каждого набора.При этом число и взаимное расположение сегментов в каждом наборе блока оптической задержки выбрано одинаковым.Оптическая толщина каждого сегмента в каждом иэ наборов отличается от толщины соседнего сегмента на величину. соответствующую глубине резко изображаемого пространства,В этом случае, в какой бы точке области пространственногс разброса ни находился микрообьет. всегда найдется хотя бы один сегмент для любой точки контура теневой проекции, через который она резко отображается в плоскость изображений.Для исключения взаимного наложения участков контура с различной оптической задержкой блок оптической задержки помещен в плоскости изображения,Блок оптической задержки 3 обеспечивает получение в плоскости входного зрачка детектора 4 одновременно изображение набора точек контура теневой проекции микрообьекта, лежащих в разных плоскостях, независимо от его размеров, формы и ориентировки на позиции контроля.При этом число резких точек контура необходимо и достаточно для контроля каждого микрообьекта с заданной точностью.Детектор изображения 4 является позиционно чувствительным. В момент экспозиции он работает в режиме записи (накопления) информации и запоминает иэображение полученной теневой картины, после чего в режиме считывания он осуществляет построчную выдачу видеосигналов кадра изображения в полосовой фильтр 5. Этот фильтр осуществляет частотный анализ огибающей строчного видеосигнала. При этом резким точкам контура иэображения соответствуют более крутые фронты и соответственно большая частота видеосигналов, чем нерезким точкам. Таким обра- зом, полосовой фильтр 5 осуществляет