Процессор неразрушающего контроля

(56) Авторское сУ 1109580, кл. Е 9 29 А.Э,Баграмов,Мельников идетельство СССР 21 В 43/00, 1986 ГО КОНТежности элементо Целью из электронной аппа уры вьппеналгори ритер ретения являетсяа счет реализацииьной обработки по е точностима оптималОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБР(57) Изобретение относитсвам контроля качества и максимального правдоподобия, На телевизионную камеру О приходит эталон.ная волна, несущая информацию оструктуре теплового поля эталонногообразца, записанную на голограмме6, и волна, несущая информацию оструктуре теплового поля испытываемого образца 36. Эти волны интерферируют и дальнейшая их обработкапроисходит согласно оптимальному алгоритму. Одновременно те же волныинтерферируют на экране 13, где возникает интерферограмма, позволяющаявизуально оценить картину отклонений структуры теплового поля испытываемого образца от структуры теплово-го поля эталонного образца. 2 ил.30 Изобретение относится к средствам контроля качества и надежности эле-: ментов электронной аппаратуры и может быть использовано для неразрушающего контроля качества микросхем или5 модульных электронных схем, ),а так - же для исследования и визуализации тепловых полей.Цель изобретения - повышение точности за счет реализации алгоритма оптимальной обработки по критерию максимального правонодобия.На фиг.1 представлена функциональная схема процессора; на фиг.2 - эпю ры, поясняющие работу процессора.Процессор содержит фиг,1) источник 1 когерентного излучения, установленные по ходу излучения формирова" тель 2 и оптический блок 3, вклю чающий прямоугольный параллелепипед, состоящий из двух призм треугольного сечения, соединенных по гипотенузной грани, частично отражающей покрытие 4, нанесенное на гипотенузную грань, 25 управляемое зеркало 5, расположенное на боковой грани параллелепипеда, голограмму б, расположенную на боковой грани параллелепипеда напротив управляемого зеркала 5, частично пропускающей отражатель 7, расположенный на верхнем основании параллелепипеда, блок 8 ввода информации (,БВИ)у механически связанный с управляемым зеркалом 5, двухканальный оптический переходник 9 с поглощающими стенками, расположенный за голограммой б, фотоприемник, состоящий иэ двух телевизионных камер 10 и 11, установленных соответственно на одном 40 из выходов оптического переходника 9 и за отражателем 7, амплитудный транспарант 1 2 установленный между отражателем 7 и телевизионной камерой 1 1 экран 1 3 установленный 45 на другом выходе оптического переходника 9, последовательно соединенные перемножитель 14, интегратор 15, пер" вый пороговый элемент 16, и первый одновибратор 17, второй пороговый элемент 18, второй одновибратор 19, входом соединенный с выходом второго порогового элемента 18, а выходом - с вторым входом интегратора 15, генератор 20 развертки, первым и вторым выходами 21 и 22 соединенный с соответствующими входами телевизионных камер 10 и 11, выходы которых соединены еоответственно с первым и вторым входами 23 и 24 интегратора 15, а второй выход 22 генератора 20 развертки соединен также с входом второго порогового элемента 18, при этом угол разворота каналов оптического переходника 9 2 = 4(45 -9)В где 9 - угол наклона гипотенузной грани призм относительно основания параллелепипеда в оптическом блоке 3,Выходы одновибраторов, 17 и 19 яв" ляются выходами процессора.В основу построения процессора положен критерий максимального правдоподобия, позволяющий синтезировать оптимальный измеритель по входному сигналу (а,х,у), где х и у - координаты плоскости обработки сигнала. При этом оценка, получаемая на выходе процессора, определяется соотношением3 ЬГ -У( ),а. где (- величина отличия информативного параметра сигналана входе схемы оптимальнойобработки от эталонногозначения параметра 3 .т(%е).А 1 а(х,у)В(х,уВ,)Ых ду,(2)где 8(х ,у, 1 ) - эталонный сигнал,с которым сравнивается входнойсигнал а(х,у)Ви А . - постоянные коэффициенты;Е - поверхность усреднения,Поскольку в данном случае сигналобработки, формируемый на входеголограммы, представляет собой интерференционную картину, которая можетбыть записана в видеа(х,у)В.сое (У (х,у,В е В50 55 5 14нально производной по информативному параметру от фазового распределения интерферограммы на входе голограммы 6 для случая, когда на входеБВИ 8 установлен эталонный образец.Амплитудный транспарант 12 может бытьсмоделирован на макете, либо синтезирован на ЭВМ с выводом на фотоплен,куГенератор 20 развертки формируетйа выходе 21 сигналы строчной развертки, а на выходе 22 - сигналы кадровой развертки, которые подаются насоответствующие входы телевизионныхКамер 10 и 11, которые выполненыИдентичными и включают, например,ходной объектив и передающую телевизионную трубку типа видикон,Процессор работает следующим обазом (фиг.1) .Тепловое поле испытываемого образца поступает на вход БВИ 8, где,преобразуясь в сигнал управления,1 еформирует управляемое зеркало 5.излучение когерентного источника 1формируется формирователем 2 в волйу с плоским фазовым фронтом, котоРая разделяется в оптическом блоке 3на волны опорную 25 и информативную26. Волна 25 приходит на голограмму6, сохраняя плоский фазовый фронт,а волна 26 модулируется по пространственной фазе управляемым зеркалом 5И также направляется на голограмму6. Волны 25 и 26 дифрагируют на гоЛограмме 6, образуя шесть порядков,дифракции из которых в оптическомпереходнике выделяют две пары волн2 и 28, которые направляются навход телевизионной камеры 10, гдеобразуют интерференционную картину.В свою очередь, волны 29 и 20 направляются на экран, где также интерферирируют.Пары волн 27 и 28, 29 и 30 имеютодинаковые пространственные частотытак как углы прихода волн 25 и 26на голограмму 6 равны по величине и/Фпротивоположны по знаку симметрич-ная фракция). Волна 27 представляетсобой первый порядок дифракции опорной волны 25, поэтому она являетсяточной копией информативной волныконтрольного образца, в то времякак волна 28 является прошедшей составляющей (нулевым порядком дифракции) информативной волны 26. Пространственное распределение интенсив 1 5064 6 ности на телевизионной камере 10является фазоразностной интерференцией информативных волн контрольного и испытываемого образцов. Если 5фазы этих волн идентичны (полнаяидентичность фазовых фронтов волн 27и 28 означает полную идентичностьтепловых полей испытываемого и контрольного образцов), сигнал с выхода22 кадровой развертки поступает навход порогового элемента 18. Последний формирует импульсы 31 в моментывремени превышения напряжения кадра над пороговым уровнем П, Импульсукорачивается одновибратором 19 и сего выхода поступает на сброс интегратора 15 и первый выход процессора.Сигнал 32 определяет конец процессаусреднения. Сигнал 33 с выхода интегратора 15 также поступает на входпорогового элемента 1 6. Если сигнална выходе интегратора 15 превыситпороговое значение (т.е. отклонение 25 параметров контролируемого образца от эталона выше нормы), на выходе порогового элемента 16 появляется сигнал 34, который укорачиваетсяодновибратором 17 и также поступает 30 на выход процессора. Таким образомпроцессор формирует два выходныхсигнала: сигнал 35, который вырабатывается в случае, если параметры контролируемого образца 36 отклоняютсяот параметров эталона на недопустимую большую величину, и сигнал 32,который сигнализирует об окончаниицикла контроля и разрешает заменитьконтролируемый образецПоявление 40 сигнала 35 на выходе процессора является командой "Брак",а его отсутствие сигнализирует о исправ-ности контролируемого образца.На фиг,2 приведены эпюры, поясняющие работу электронной части процессора, Символами У обозначены напряжения в точках и, показанньх нафиг,1. Если контролируемый образец исправен, на экране 3 возникает равномерное распределение интенсивности интерферирующих волн. При возникновении в контрольном образце локального дефекта на экране 13 в месте, однозначно связанном с. областью возникновения дефекта, возникает изменение интенсивности свечения экрана, что может быть определено визуально.1 5064 Составитель О.Смирновактор Н.Рогулич Техред М.ХоданичКорректор А ар Тираж 680 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 13035, Москва, Ж, Рааказ 386 Подписноео комитета СССРЙ и Открытийшская наб., д, 4/5 ая, 4 роизво ул. Про о-полиг ческое предприятие, г,7 4Реализация в процессоре оптимальной обработки по алгоритму 6 позволяет повысить точность контроля, так как оптимальная обработка имеет практически максимально достижимую точность оценки информативного па" раметра по сравнению с любым другим способом обработки. Формула изобретения Процессор неразрушающего контроля, содержащий источник когерентного излучения и расположен по Моду излучения формирователь и оптический блок,включающий прямоугольный параллелепипед, состоящий из двух призм треуголь ного сечения, соединенных по гипотенузной грани, частично отражающего покрытия, нанесенного на гипотенузную грань, управляемого зеркала, расположенного на боковой грани параллелепипеда,: голограммы, расположенной на боковой грани параллелепипеда напротив управляемого зеркала, и отражателя, расположенного на верхнем основании параллелепипеда, блок ввода информации, связанный с управляемым зеркалом, двухканальный оптический переходник с поглощающими стенками, расположенный за голограммой, экран и фотоприемник, установленные на соответствующих выходах оптического переходника, при .этом угол раз.ворота каналов переходника равен 4(45-9), где 6 - угол наклона гипотенузной грани призм относитель"оно основания параллелепипеда, 9 ( 45 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен последовательно соединенными перемножителем, интегратором, первым пороговым элементом и первым одно" вибратором, вторым пороговым элементом, вторым одновибратором, входом соединенным с выходом второго порогового элемента, а входом - с вторым входом интегратора, амплитудным транспарантом, установленным за отражателем, генератором развертки, вторым выходом соединенным с входом второго порогового элемента, отражатель выполнен частично пропускающим, а фотоприемник - в виде двух телеви" эионных камер, первая из которых ус".25 тановлена на выходе оптического переходника, а вторая - за амплитудным транспарантом, при этом генератор развертки первым и вторым выходом соединен с соответствующими входами З 0 первой и второй телевизионных камер,выходы которых соединены с соответ" ствующими входами перемножителя.