Блок обработки сигналов фотоэлектронного дефектоскопа

оюз советскихоциАлистических 5 Ы ЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССРОПИСАН 21/88(5 Е ИЗОБРЕТЕНИВИДЕТЕЛЬСТВУ,И АВТО РСКО Изобретение относится к контрольно- задержки, усредняющйе устройства, входысортировочной технике и может быть йс- которых к соответсгйующим выходам схемпользовано в составе фотоэлектрического умножения, регистрирующее устройство,дефектоскопа, предназначенного для конт- . объединяющее выходы усредняющих уст.роля локальных дефектов поверхностй из- ройств.делий;: Недостатком подобных блоков обработИзвестны блоки обработки сигналов, ки сигналов является прежде всего относивыполненные в виде многоканальных кор- тельно большое число усредняющихрелометров, что обеспечивает фильтрацию, устройств, разброс параметров которыхблизкую к оптимальной, в случае сигнала с должен быть минимальным. Кроме того, ренормальным распределением. Коррелометр гистрирующее устройство лишь показываетсодержит входные устройства, ливию за- вид корреляционной функции, не анализидержки с отводами, схемы умножения, пер- руя ее автоматически по принципу "годенвые входы которых объединены и брак",подключены к выходу одйого из входных Наиболее близким по технической сущ. устройств, а вторые входы соединенй с со- ности к изобретению является блок обраответствующимиотводамиивыходомлинии ботки сигналов фотоэлектрического(56) Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов.М,: Энергия, 1972, с. 117, рис. 4 - 2,Авторское свидетельство СССР М 1702262, кл. О 01 М 21/88, 1989., (54) БЛОК ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ФОТОЭЛ ЕКТРИЧ ЕСКОГО ДЕФ Е КТОСКО ПА (57) Изобретение предназначено для ис- пользования при автоматическом контроля локальных дефектов поверхности изделий.Цель изобретения - упрощение схемы и по 2вышение достоверностй контроля дефектов. Устройство содержит диоды, катоды которых подключены к выходам перемножителей, а аноды объединены и соединены со входом фильтра нижних частот, при этом сигнальный вход компаратора подключен непосредственно к выходу того же фильтра. Выходные сигналы всех перемножителей вносят вклад в результирующий сигнал отрицательной полярности, сравниваемый после усреднейия с пороговым уровнем бракования. Диоды в каждый момент времени пропускают на вход фильтра нижних частот наиболее отрицательное значение из выходных сигналов перемножителей. 1 ил,аноды объедйнены и соедийены со входом. 50фильтра нижних частот, при этом сигнальный вход кампаратора подключен непосредственно к выходу того же фильтра, а . выход всех линий задержки и вторые входывсех перемножителей объединены междусобой и подключейы к выходу центрирующего фильтра.На чертеже приведена схема обработкисигналов фотоэлектрического дефектоскопа для случая объединения трех ненулевых дефектоскопа, содержащий центрирующий фильтр, линию задержки сигнала, аналоговый перемножитель, первый вход которого вместе с входом линии задержки подключен к выходу центрирующего фильтра, а второй вход соединен с выходом линии задержки, усредняющий фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу перемножителя, пиковый детектор минимума, соединенный с выходом усредняющего фильтра, компаратор, сигнальный вход которого через масштабный усилИтйльподключен к выходу пикового детектора, Схема определяет максимальное по абсолютной величине отрицательное значение ненулевых ординат корреляционной функции сигнала,Недостатком его является относительная сложность схемной реализации, связанная с необходимостью усредняющихфильтров в количестве, равном числу одновременно вычисляемых текущих ординаткорреляционной функции, и подбора компонентов фильтров для обеспечения идентичности параметров последних; некотораянеполнота использования информации, содержащейся в выходйых сигналах усредняющих фильтров, обусловленная тем, чтопиковое детектирование учитывает лишь ординату,:максимальную по абсолютной величине, и отсекает все остальные ординатыменьшей величины независимо от их текущих значейий,Цель изобретения -упрощение устройства и повышение достоверности обнаружения дефектовПоставленная цель достигается тем, что блок обработки сигналов фотоэлектрического дефектоскопа, содержащий цейтриру 1 ащий фильтр, линию задержки сигнала,аналоговый перемножитель, первый входкоторого вместе со входами линий задержки объединен и подключен к выходу центрирующего фильтра, а второй вход соединен свыходом линий задержки, фильтр нижнихчастот, компаратор снабжен дополнительно, по крайней мере, одной линией задержки С перемножителем на выходе, диодами, катод каждого из которых подключен к выходу соответствующего перемножителя; а 5 10 1520253040 ординат корреляционной функции сигнала . фотоприемника).Блок обработки .содержит центрирующий фильтр 1, линии 2, 3, 4 задержки сигнала; аналоговые перемножители 5, 6, 7, первые входы которых нижние по схеме) вместе со входами линии 2, 3, 4, задержки объединены и подключены к выходу центрирующего фильтра 1, а вторые входы (верхние по схеме) соединены с соответствующими выходами линий 2, 3, 4 задержки; набор 8 так называемых "идеальных" диодов (диодов, включенных на выходах операционных усилителей и входящих в цепи отрицательной обратной связи),.имеющих пренебрежимо малое пороговое напряжение открывания, условные катоды которых(неинвертирующие входы операционных усилителей) соединены с выходами перемножителей 5, 6, 7, а условные аноды обьединены; усредняющий фильтр 9 нижних частот, со входом которого соединены условные аноды диодов 8, а с выходам - сигнальный вход компаратора 10,Оптимальные величины задержек сигнала в линиях 2, 3, 4 выбираются на основе экспериментов из геометрического ряда значений и равным долям миллисекунды или единицам миллисекунд в зависимости от особенностей контролируемых изделий. Постоянная времени фильтра 9 нижних частот должна превышать время развертки дефектов максимальных размеров в несколько раз (уточняется с реальными изделиями по критерию максимальной достоверности),. Устройство работает следующим образом,Усиленный сигнал от развертываемой поверхности с выхода фотоприемника центрируется фильтром 1 и задерживается линиями 2, 3, 4 на три различных значения времени. Прямой и задержанные центрированные сигналы перемножаются перемнажителями 5, 6, 7, Результаты перемножения представляют собой случайные процессы с удвоенной (в среднем) частотой спектрального максимума по сравнению с исходным сигналом. Набор 8 "идеальных" диодов в каждый данный момейт времени пропускает на вход фильтра 9 нижних частот наиболее отрицательное значение их выходных сигналов перемножителей 5, 6, 7. В каждый данный момент времени открыт лишь один диод из набора 8. Диоды открываются случайным образом. Результирующий сигнал состоит из фрагментов выходных сигналов перемножителей 5, 6, 7, причем "провалы" (в сторону положительных значений) каждого из сигналов перемножителей 5, 6, 7, как правило, заполняются отрицательными вы1755140 Редактор М.Товтин Техред М.Моргентал Корректор Т Вашкови Тираж . Подписноерственного комитета па изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 2887 ВНИИПИ Госу а,10 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж л.Г бросами других сигналов. Тем самым дополнительно подавляются шумы от годной поверхности, причем спектр шумов еще больше смещается в сторону верхних частот (за счет диодной коммутации). Отрицатель ные выбросы от дефекта, как правило, не сопровождаются переключением диодов, однако выброс может быть расширен аналогичными выбросами других ординат, что увеличит амплитуду выходного импульса 10 фильтра 9 йижних частот и с большей вероятностью вызовет срабатывание компаратора 10. Опорный (пороговый) уровень компаратора 10 отрицательной полярности формируют одним из известных способов. 15Для предотвращения случаев запирания всех диодов вход фильтра 9 может быть соединен с положительным полюсом источника питания через резистор сопротивлением в несколько килоом. При этом 20 усредненный уровень шума несколько уменьшится поабсолютной величине.Изобретение при более простой схемной реализации повышает достоверность бракования дефектов и снижает вероятность 25 ложной забраковки годной поверхности за счет усреднений сигнала, сформированного из сигналов по всем анализируемым ненулевым ординэтамкорреляционной функции, формула изобретения Блок обработки сигналов фотоэлектрического дефектоскопа, содержащий центрирующий фильтр, линию задержки сигнала, аналоговый перемножитель, первый вход которого и вход линии задержки объединены и подключены к выходу центрирующего фильтра, а второй вход соединен с выходом линий задержки, фильтр нижних частот, компаратор, отл ича ющийся тем, что, с целью упрощения уСтройства и повышения достоверности обнаружения дефектов, он снабжен дополнительно по крайней мере одной линией задержки с йеремножителем на выходе, диодами, катод каждого из которых подключен к выходу соответствующего перемножителя, а аноды объединены и соединены с входом фильтра нижних частот, при этом сигнальный вход компаратора подключен непосредственно к выходу того же фильтра, а входы всех линий задержки и первые входы всех перемножителей объединены между собой и подключены к выходу центрирующего фильтра, еекав1