Способ теплового контроля

Сфез Советскии Социалистических Республик(22) Заявлено 200677 (21) 2498744/18-25 (51) М 1 п3 С 01 1 5(10 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытийДата опубликования описания 230780(73) Заявитель 154) СПОСОБ ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ Изобретение относится к регистрации тепловых полей, а более конкретно к тепловым методам контроля ка-чества изделий путем регистрации 5инфракрасного излучения,Известны способы теплового контроля, включающие фокусирование инфракрасного излучения контролируемогообъекта на плоскость модулятора ичувствительную площадку приемника,модуляцию этого излучения, усиление,детектирование и регистрацию электрического сигнала, полученного навыходе приемника, пропорционального интенсивности инфракрасного излучения, зависящего от внутренней структуры контролируемого материала 11,Недостатком этого способа является неравномерность прерывания по Отока излучения, обусловленная неточностью изготовления и монтажа модулятора, приводящая к искажению формыэлектрического сигнала, что снижаетчувствительность контроля. 25Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ теплового контроля,включающий фокусировку с помощьювходных объективов изображения контролируемого объекта и источника ЗО сравнения на плоскость модулятора потоков излучения, их преобразование, усиление, вычитание усиленных электрических сигналов и регистрацию разностного сигнала 21 .Недостатком данного способа является дополнительная модуляция сигналов основного и опорного каналов, приводящая к появлению напряжения помехи, которое накладывается на напряжение полезного сигнала. При вычитаний указанных напряжений не удается уменьшить напряжение помехи, так как, во-первых, напряжения помехи основного и опорного сигналов не совпадают по форме и по фазе (сечения потоков основного и опорного каналов в плоскости модулятора не совмещены и не равны один другому), а во-вторых, форма напряжения опорного сигнала значительно изменяется после усиления и ограничения.Цель изобретения - повышение чувствительности теплового контроля за счет подавления помехи, возникающейвследствие некачественного изготовления и монтажа модулятора.Это достигается тем, что входными объективами формируют совмещенвне и равные изображения объекта и источника сравнения в плоскости модулятора, обеспечивая синфазность промодулированных потоков излучения от контролируемого объекта и.источника сравнения, и выходными объективами проецируют совмещенные изображения на соответствуюцие приемники.На чертеже дана схема теплового контроля предложенного способа. На ней представлена оптическая головка 1, состоящая из сканируюцего плоского с отверстием в центре зеркала 2, входного объектива 3 в виде сферического зеркала с отверстием в центре, модулятора (диска с прорезями) 4, наклонного плоского с отверстием в центре зеркала 5, выходного объектива 6, приемника инфракрасного излучения 7, источника опорного канала 8, первичного объектива опорного канала 9, предназначенного для фокусирования излучения от источника опорного канала на плоскость модуляции, вторичного объектива опорного канала 10, предназначенного для фокусировки расходящегося промодулированного потока от источника опорного канала на приемник опорного канала (фотодиод) 11, усилитель основного сигнала 12, детектор основного сигнала 13, усилитель опорного сигнала 14, детектор опорного сигнала 15, вычитающий блок 16 и регистратор дефектов 17.Поток инфракрасного излучения от контролируемого объекта 18, отражаясь от сканирующего зеркала 2, попадает на входной объектив 3. Входной объектив 3 фокусирует поток инфракрасного излучения на плоскость модуляции, где происходит его прерывание с помощью модулятора 4. Расходящийся промодулированный поток,.отразившись от зеркала 5, фокусируется далее с помоцью выходного объекти.ва 6 на чувствительный элемент при- . емника инфракрасного излучения 7, включенного во входную цепь усилителя основного канала 12, в результате чего во входной цепи усилителя основного канала 12 появляется переменный электрический сигнал, пропорциональный интенсивности падающего потока. усиленный и продетектированный детектором основного канала 13 сигнал подается на один их входов вдчитающего устройства 16. В результате неравномерности модуляции потока излучения, обусловленной неточностью изготовления и монтажа модулятора 4, на выходе приемника 7 кроме основного полезного сигнала возникает дополнительный периодический сигнал помехи, зависящий от нерав-, номерности прерывания инфракрасного потока. Этот сигнал также усиливается, детектируется и вместе с основным полезным сигналом попадаетна тот же вход вычитающего устройства 16, что и основной сигнал. Сигналпомехи, соизмеримый с основным полезным сигналом, а в ряде случаевпревышающйй основной сигнал, снижает чувствительность теплового контроля. Подавление сигнала помехи осуществляется в предлагаемом способеследующим образом,Поток от источника опорного канала 8 с помощью первичного объектива опорного канала 9 фокусируется наплоскость модуляции, при этом в плоскости модуляции сечения основногои опорного потоков должны быть равныи совмещены, что обеспечивается выбором расстояния от первичного объектива опорного канала 9 до плоскости модуляции. Далее промодулированныйрасходящийся поток с помоцью вторич 20 ного объектива 10 фокусируется наприемник опорного канала 11, включенный во входную цепь усилителя опорного канала 14. Во входной цепиусилителя опорного канала 14 возникает переменный электрический сигнал,амплитуда которого зависит от интенсивности потока источника опорногоканала 8. Неточность изготовленияи монтажа модулятора 4 приводит кдополнительной модуляции этого сигнала. Далее этот сигнал усиливаетсяусилителем опорного канала 14, детектируется детектором опорного канала 15 и подается на второй входвычитающего устройства 16. Так какв плоскости модуляции сечения основного и опорного потоков совмещены и равны друг другу, а интенсивность потока источника опорногоканала 8 постоянна во времени, то40 форма опорного сигнала на выходе .детектора опорного канала 15 повторяет форму сйгнала помехи. Амплитуда сигнала на выходе детектора опорного канала 15 устанавливается рав 45 ной амплитуде сигнала помехи засчет регулировки коэффициента усиления усилителя опорного канала 14.В вычитающем устройстве 16 происходит вычитание напряжений сигналов,подаваемых на оба входа, т.е. иэ напряжения первого входа, содержацегонапряжение сигнала основного каналаи напряжение сигнала помехи, вычитается напряжение второго входа, содержащего напряжение сигнала помехи,в результате чего на выходе вычитаюцего устройства 16 получаем толькоодно напряжение основного полезногосигнала, которое подается на регистратор 17,60Использование предлагаемого способа контроля позволяет подавить помеху, возникающую в результате неравномерности модуляции потока 65 инфракрасного излучения и, таким750291 формула изобретения Составитель С.Соколова,Клюкина Техред М.Кузьма Корректор,М.Коста еда Подписноетета СССРкрытийнаб., д. 4/5 аз 4620/32 Тираж 713ЦНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, З, Раушска филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул.Проектная,4 образом, увеличить чувствительностьконтроля в шесть раз. Способ теплового контроля, включающий фокусировку с помощью входных объективов изображения контролируемого объекта и источника срав-, нения на плоскость модулятора потоков излучения, их преобразование, усиление, вычитание усиленных сигналов и регистрацию разностного сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, входными объективами формируют совмещенные и равные изображения объекта и источника сравнения в плоскости модулятора, обеспечивая синфаэность промодулированныхпотоков излучения от контролируемого объекта и источника сравнения,и выходными объективами проецируютсовмещенные изображения на соответствующие приемники.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Козелкин В.В. и Усольцев И,ф.Основы инфракрасной техники. - М.:Машиностроение, 1974, с216-217.2. Тепловиэор "Рубин МТ". Технинеское аписание АЯ 2-009-001,ТО, -Азовский оптико-механический заводпрототип).