Устройство для контроля изделий и материалов

(19) (11) Ш 6 01 СУДДРСТВ инен с торого омпара тво 1980 в,есяточноскольцемента И,ЛИ, двапамятьюоды котолйтеля,люча сое(61) 934326(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ по авт.9 934326, о т л и ч а ю щ етем, что, с целью повышеныти контроля, в него введенывой регистр сдвига, два элсхема управления, элементраэнополярных компаратораи два аналоговых ключа, вхрЫх соединены с выходом усвыход первого аналогового д входом выпрямителя, а выход в - с входом раэнополярных к торов с памятью, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента И, другой вход которого соединен с вйходом схемы управления, выход первого элемента И соединен с В К пер- выми и 60+1 последними входами установки в ф 1 И-разрядного кольцевого регистра сдвига, выход которого соединен с одним входом второгоэлемента И, другой вход последнего соединен с вторым выходом схемы управления, выход второго элемента И соединен с управляющим входом перво.го аналогового ключа, а управляющий вход второго аналогового ключа - с д третьим выходом схеьы управления.1078319 Цель изобретения - повышение точности контроля.Указанная цель достигается тем,что в устройство для контроля изделий и материалов, содержащее осветитель, Фотопреобразователь с усилителем, блок электронной обработкии регистратор, причем блок электронной обработки выполнен в виде выпрямителя, интегратора, пикового детектора, двух АЦП, источника эталонногонапряжения, генератора опорной частоти, делителя частоты и блока вычислений, выход которого соединенс регистратором, а два входа - ссоответствующими выходами АЦП, ктактовым входам которых подключенвыход генератора опорной частоты,причем второй тактовый вход одногоАЦП соединен с выходом генератораопорной частоты. через делитель частоты, первый его информационный входсоединен с выходом интегратора, авторой информационный вход вместе спервым информационным входом другогоАЦП, второй информационный вход которого соединен с источником эталонного напряжения, соединены с выходом пикового детектора, вход которого соединен с входом интегратора ивыходом выпрямителя, вход которогосоединен с выходом усилителя, введены кольцевой регистр сдвига, два элемента И, схема управления, элементИЛИ, два разнополярных компараторас памятью и два аналоговых ключа,входы которых соединены с выходомусилителя, выход первого аналоговогоключа соединен с входом выпрямителя,а выход второго - свходом раэнополярных компараторов с памятью, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом схемы управления, выход первого элемента И соединен сдМ первыми и ЬН+1 последними входами установки в 1 Б-разрядногокольцевого регистра сдвига, выходкоторого соединен с одним входомвторого элемента И, другой вход последнего соединен с вторым выходомсхемы управления, выход второгоэлемента И соединен с управляющимвходом первого аналогового ключа,а управляющий вход второго аналогового ключа - с третьим выходом схемы управления,При таком конструктивном решенииустройства контроля на первом обороте изделия при появлении импульсаот дефекта производится запись 1 Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к устройствам для обнаружения дефектов на поверхности изделий в форме тел вращения, а также на поверхности движущихся листовых:материалов. 5По основному авт. св. Р 93432 б известно устройство для неразрушающего контроля изделий и материалов, содержащее осветитель, Фотопреобразователь с усилителем, блок элект ранкой обработки и регистратор, причем блок электронной обработки выполнен в виде выпрямителя, интегратора, пикового детектора, двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП),15 источника эталонного напряжения, генератора опорной частоты, делителя частоты и блока вычислений, выход которого соединен с регистратором, а два входа - с соответствующими выходами АЦП, к тактовым входам которых подключен выход генератора опорной частоты, причем второй тактовый вход одного АЦП соединен с выходом генератора опорной частоты че- д 5 рез делитель частоты, первый его информационный вход соединен с выхо дом интегратора, а второй информационный вход вместе с первым информационным входом другого АЦП,второй информационный вход которого соединен с источником эталонного напряжения,соединены с выходом пикового детектора, вход которого соединен с входом интегратора и выходом выпрямителя, вход которого соединен с выходом35 усилителя 1) .В устройстве излучение, отраженное от поверхности изделия, воспринимается фотопреобразователем и затем усиливается усилителем, В полу ченном сигнале присутствует как сигнал о дефекте в виде импульса напряжения, так и шумовая составляющая, характеризующая общее состояние поверхности изделия в зоне контроля. После детектирования этого сигнала измаряется средний уровень шума вместе с сигналом от дефекта, а затем определяется отношение максимальной амплитуды сигнала от дефекта к 50 среднему уровню шума. Эта величина, вместе с максимальной амплитудой сигнала от дефекта, затем используется для вычисления безразмерного параметра Р, по которому производится отбраковка изделий.Однако установлено, что среднее значение сигнала составляет 1050 величины интеграла. Это приводит к погрешности при измерении величины сигнал/шум. Для ряда дефектов, имеющих большую протяженность, либо при наличии большого количества дефектов на измеряемом участке поверхности, наличие в среднем урЬвне шума среднего значения сигнала 65 от деФекта приводит к уменьшению величины сигнал/шум в1,5 - 2 раза, что в конечном итоге снижаетточность контроля.в текущий разряд кольцевого регистрасдвига с одновременной установкойв 1 а И соседних разрядов справа и слева от текущего разряда, а навтором обороте изделия при помощи сформированного строба вырезается 5 из сигнала Фотопреобразователя сигнал от предлагаемого дефекта и производится вычисление безразмерногопараметра Р, по которому производится отбраковка изделий. 10На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы Формирователястроба.Устройство содержит осветитель1, контролируемое изделие 2, фотопреобразователь 3, соединенный сусилителем 4, выход которого соединен с входами первого н второгоаналоговых ключей 5 и б. Выход второго аналогового ключа б соединенс входами разнополярных компараторов 7 и 8 с памятью, выходы которых объединяются на элементе ИЛИ 9,Выход элемента ИЛИ 9 соединен с одним входом первого элемента И 10,выход которого соединен с Л Н первыми и дМ+1 последними входами установки в1М-разрядного кольцевого регистра 11 сдвига. Другой входпервого элемента И 10 соединен с выходом схемы 12 управления. Выходкольцевого регистра 11 сдвига соединен с одним входом второго элементаИ 13, другой вход которого соединен с вторым выходом схемы 12 управления.З 5Выход элемента И 13 соединен с управляющим входом первого аналогового ключа 5. Управляющий вход второго аналогового ключа б соединен с третьим выходом схемы 12 управления. 40Выход первого аналогового ключа 5 соединен с выпрямителем 14, выход которого соединен с входами пикового детектора 15 и интегратора 16, Выход пикового детектора 15 соеди нен с первым информационным входом АЦП 17 и с вторым информационным входом АЦП 18. Второй информационный вход АЦП 17 соединен с источником 19 эталонного напряжения. Выход генератора 20 опорной частоты через делитель 21 частоты соединен с вторым тактовым входом АЦП 18. Первые тактовые входы АЦП 17 и 18 соединены с выходом генератора 20 опорной частоты непосредственно. Выход интегратора 16 соединен с первым информационным входом АЦП 18Выходы АЦП 17 и 18 соединены с соответствукщими входами блока 22 вычислений, выход которого соединен с ре гистратором 23, в качестве которого может быть использована схема сравнения. Элементы б - 23 представляют собой блок электронной обработ,ки, 65 Устройство работает следующим образом.Изделие 2, вращающееся в базирующем приспособлейии, освещается осветителем 1. Отраженное излучение, модулированное профилем поверхности иэделия 2, н изменение его коэффициента отражения воспринимается фотоприемником 3, преобразующим оп- тический сигнал в электрический 24 . Сигнал с Фотоприемника 3 усиливается усилителем 4 и поступает на входы аналоговых ключей 5 и 6, Далее процесс контроля разбивается на два этапа сначала (на первом обороте изделия) формируется строб, а затем (на втором обороте изделия) из общего сигнала от поверхности изделия при помощи строба выделяются только сигналы от бездефектной поверхности. Для этого устройство 12 управления на первом обороте изделия 2 выдает сигналы на открывание аналогового ключа б, аналоговый ключ 5 в это время закрыт. Сигнал с выхода аналогового ключа 6 поступает на разно- полярные компараторы 7 и 8 с памятью. Опорное напряжение на компараторах 7 и 8 выбирается ло величине несколько больше, чем среднестатистическая амплитуда составляющей шума, и подбирается экспериментальным путем. Сигналы с выходов компараторов 7 и 8 объединяются элементом ИЛИ 9 и имеют вид 26. Затем они поступают на вход первого элемента И 10, на другой вход которого поступает сигнал со схемы 12 управления, разрешающий прохождение импульсов с компараторов 7 и 8 во время первого оборота иэделия 2, Импульсы с выхода первого элемента И 10 поступают на первые дИ и на последние ЛИ+1 входы установки в 1 кольцевого регистра 11 сдвига, Количество разрядов кольцевого регистра 11 сдвига определяется по минимальной длительности импульса от дефекта и длительности одного оборота иэделия по ФормулеБ Фгде т б - длительность одного оборота изделия, мс;минимальная длительностьимпульса от дефекта, мс. Полученное значение И округляет. ся до ближайшего целого числа в сто. рону увеличенияКоличество добавляемых разрядовЬН определяют опытным путем, Сдвиг информации в кольцевом регистре 11 сдвига и сброс памяти компараторов 7 и 8 осуществляется подачей на них тактовых импульсов 25 с генератора тактовых импульсов (не показан) . Частота тактовых импульсов определяется выраже- нием2мафр, ЮЩЮ тЮигде Р - частота тактовых импульсов, кГц.После окончания первого оборота изделия 2 в кольцевом регистре 11 сдвига записана информация 27, предиазначенная для стробирования первого аналогового ключа 5 На втором обороте изделия 2 устройство 12 управления закрывает первый элемент И 10 и второй аналоговый ключ б и открывает второй элемент И 13. Происходит вццача ииФормации из кольцевого регистра 11 сдвигачерез второй элемент И .13 на управляющий вход первого аналогового ключа 5. Таким образом, производится стробирование исходного сигнала с фотопреобразователя для выделения составляющей 28 шума. Сигнал с выхода первого аналогового ключа 5 поступает 20 затем для дальнейшей обработки в элементы 14 - 23 блок-схемы, где производится вычисление безразмерного параметра Р по выражению25р МаксдщлО О"эт Ис где У - пиковая амплитуда сигнала эа время контроля, В; средне.е значение шумабездефектной поверхности для данного вида контролируемых изделий нлн(01 - средний уровень шума завремя контроля, В;К - весовой коэффициент, учивающий степень влияниякаждого из слагаемых навеличину безразмерногопараметра.Вычисленное значение параметра Р сравнивается в регистраторе 23 с некоторым значением Р и при условии РРс выхода блока 23 сравнения постуйает сигнал на исполнительный механизм съема изделий.Изобретение позволяет осушествлять отбраковку изделий или материала по безразмерному параметру, который одновременно учитывает влияние амплитуды сигнала и отношения сигнал/шум, но при этом пределы изменения соотношения сигнал/шум эначитель. но повьааается, что позволяет повысить точность контроля изделийи материалов по всем видам дефектов в среднем на 2,4, а по деФектам типа: вмятины, складки, пятна, забоины, которые характеризуются значительной протяженностью, на 8.:=.нка тентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал ПП 37 Тираж 823НИИПИ Государственного по делам изобретений и13035, Москва, Ж, Ра омитета СССРоткрытийшская наб., д. 4/