Фотоэлектрическое устройство контроля дефектов поверхности

Фотоэлектрическое устройство контроля дефектов поверхности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к устройствам для выявления дефектов. Изобретение позволяет повысить достоверность контроля качества поверзсности изделий в форме тел вращения путем исключения влияния полезных сигналов (сигналов от дефектов) на величину изменяемого уровня шума поверхности Uy,, определяющего порог срабатывания схемы сравнения 8. Во время первого оборота изделия 2 шум и полезные сигналы с фотоприемника 3 поступают через усилитель 4, выпрямитель 5, первый ключ 6 на первый вход коммутатора 13 и вход компаратора I1. В зависимости от .величины амплитуды сигналов (шум или полезные сигналы) на входе компаратора 11 коммутатор 13 пропускает на интегратор соответственно либо шум поверхности, либо с источника опорного напряжения 12 напряжение U , соответствукяцее среднестатистическому уровню шума. Во время второго оборота сигнал Uj.4epe3 второй ключ 9 поступает на схему сравнения 8, где сравнивается с измеренным уровнем Ujj,. При превышении амплитудой сигнала U. уровня шума и на выходе схемы сравнения 8 формируется импульс Брак, 2 ил. с (Л со ЯвЛ оо ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (П) А1 (5D4С01N 2l 88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ъ ! р, Н S

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д, К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ :(21) 4005883/24-25 (22) 07.01.86 (46) 15.06.87. Бюл. ¹ 22 (72) В. Э. Гуния и С. И. Новиков (53) 535.241(088,8) (56) Патент Великобритании № 1387320, кл. G 1 А, опублик. 1975.

Авторское свидетельство СССР № 855453, кл. r, 01 N 21/88, 1981, (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к устройствам для выявления дефектов.

Изобретение позволяет повысить достоверность контроля качества поверхности изделий в форме тел вращения путем исключения влияния полезных сигналов (сигналов от дефектов) на величину изменяемого уровня шума поверхности Uù, определяющего порог срабатывания схемы сравнения 8. Во время первого оборота изделия 2 шум и полезные сигналы с фотоприемника 3 поступают через усилитель 4, выпрямитель 5, первый ключ 6 на первый вход коммутатора 13 и вход компаратора 11. В зависимости от величины амплитуды сигналов (шум или полезные сигналы) на входе компаратора 11 коммутатор 13 пропускает на интегратор соответственно либо шум поверхности, либо с источника опорного напряжения

12 напряжение U „, соответствующее среднестатистическому уровню шума. Во время второго оборота сигнал U через второй ключ 9 поступает на схему сра- с

t0 внения 8, где сравнивается с измеренным уровнем U, При превышении амплитудой сигнала U уровня шума UL„ на выходе схемы сравнения 8 формируется С импульс "Брак", 2 ил, 1З17ЗЗ7

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к устройствам для выявления дефектов на поверхности изделий в форме тел вращения крупносерийного и массовоro производства.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

На фиг. 1 изображена блок-схема. предлагаемого устройства; на фиг, 2— один из возможных вариантов выполнения блока задания временных интервалов.

Устройство содержит осветитель 1, изделие 2, поверхность которого контролируется, последовательно соединенные фотоприемник 3, усилитель 4, вып— рямитель 5 и первый ключ б, интегра-. тор 7, выходом соединенный с первым входом схемы 8 сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго ключа 9, блок 10 задания временных интервалов, выходы которого подклю— чены соответственно к управляющим входам первого ключа 6, второго клю— ча 9 и интегратора 7, компаратор 11, источник 12 опорного напряжения, коммутатор 13, причем выход коммутатора

13 соединен с входом интегратора 7, первый вход объединен с входом компаратора 11 и подключен к выходу первого ключа 6, второй вход соединен с выходом источника 12 опорного напряжения, управляющий вход — с выходом компаратора 11, а вход второго ключа 9 соединен с выходом выпрямителя 5.

Конструктивное выполнение блока 10 задания временных интервалов не влияет на достижение положительного эффекта и он может быть любого исполнения. Например, блок 10 может быть выполнен в виде последовательно соединенных датчика 14 начала контроля, формирователя 15 временного интервала интегрирования, формирователя 16 временного интервала контроля и дюрмирователя 17 импульса "Сброс". При этом выходы формирователей 15 — 17 являются выходами блока 10 задания временных интервалов.

Датчик 14 начала KQHTpoJIR может бить выполнен в виде электропрерывателя 18, установленного неподвижно относительно ротора 19 контроля и срабатывающего в момент вхождения очередной позиции 20 с изделием 2 в зону 21 контроля. Срабатывание электропрерывателя 18 происходит от воздействия на его толкатель 22 кулачков 23, закрепленных на роторе 19 контроля.

Устройство работает следующим образом.

Изделия 2 в позициях 20 (фиг. 2) ротора 19 контроля приводятся во вра— щение с постоянной угловой скоростью и транспортируются через зону 21 контроля. При вхождении очередной позиции 20 с изделием 2 в зону 21 контроля, очередной кулачок 23 воздействует на толкатель 22 электропрерывателя 18 и на выходе датчика 14 нача— ла контроля формируется уровнем нуля импульс начала контроля, который воздействует на вход формирователя 15 временного интервала интегрирования, и на его выходе формируется импульс

Т„„,, длительность которого соответ— ствует времени одного оборота изде— l0 !

20 лия 2. По заднему фронту импульса Т„„, запускается формирователь 16 времен— ного интервала контроля и формирует на выходе импульс Т контроля, дли— тел,ьность которого устанавливается равной времени одного или нескольких пускается формирователь 17 импульса

"Сброс", на выходе которого формируется короткий импульс "Сброс". Такую последовательность импульсов блок 10 задания временных интервалов выдает каждый раз по вхождению очередной позиции 20 с изделием 2 в зону 21 контроля. Эти импульсы и управляют работой всего устройства контроля, В зоне 21 контроля изделие 2 (фиг. 1) освещается световым лучом от осветителя 1. Отраженный от изделия 2 световой поток, модулированный профилем поверхности н изменением его коэффициента отражения, воспринимается фотоприемником 3, преобразующим оптический сигнал в электрический. Электрический сигнал с фотоприемника 3, содержащий полезные сигналы и шум, усиливается усилителем преобразуется в однополярный сигнал выпрямителем 5 и поступает на вход первого ключа 6. При наличии на управляющем входе первого ключа 6 импульса разрешения интегрирования Т„„ (первый оборот изделия) первый ключ

6 открыт, сигнал 1Jc с выхода выпрямителя 5 поступает на первый вход ком45

-оборотов изделия.

ЗО

По заднему фронту импульса T за1317337

55 мутатора 13и вход компаратора 11. Компаратор 11 сравнивает текущую амплиту ду электрического сигнала U co среднестатистическим уровнем шума 11 контролируемых изделий 2, который определяется заранее экспериментально.

При превышении амплитудой сигнала заданного уровня на выходе компаратора

11 формируется импульс T запрета, длительность которого соответствует времени превышения амплитудой сигнала этого уровня. Наличие импульса Т говорит о том, что данный участок сигнала предположительно содержит полезный сигнал.

В течение времени первого оборота изделия 2 (длительность импульса Т„„,) сигнал с выхода первого ключа б через коммутатор 13 поступает на интегратор 7 для определения уровня шума в нем. При обнаружении компарато— ром 11 в сигнале TJ полезного сигнала на его выходе уровнем логической

"1" формируется импульс Т, который воздействует на управляющий вход коммутатора 13. При этом коммутатор 13 прерывает поступление сигнала TJ на вход интегратора 7 и подключает к входу интегратора 7 сигнал TJ (фиг. 1) от источника 12 опорного напряжения.

Величина напряжения U р соответству— ет среднестатистическому уровню шума контролируемых изделий 2 и определяется экспериментально по результатам контроля партии годных изделий 2 до начала контроля текущих партий изде— лий 2, По окончании импульса Т коммутатор 13 вновь подключает сигнал к входу интегратора 7 и т,д. Таким образом, в течение времени первого оборота изделия 2 сигнал U, до поступления на интегратор 7 подвергается преобразованиям — в нем вырезаются участки, предположительно сформированные от дефектов, а каждый вырезанный участок на всем протяжении заполняется опорным напряжением Uon.

Таким образом, исключается влияние полезных сигналов на величину измеряемого интегратором 7 уровня шума.

По окончании первого оборота изделия 2 на выходе интегратора 7 устанавливается постоянное напряжение

U величина которого соответствует уровню шума контролируемой поверхности. Одновременно заканчивается импульс Т „ и блок 10 задания временных интервалов выдает импульс Т

f5

40 контроля. Соответственно первый ключ

6 закрывается, второй ключ 9 открывается и сигнал 1. с выхода выпрямителя 5 (второй оборот изделия 2) поступает через второй ключ 9 на второй вход схемы 8 сравнения, где амплитуда сигнала 13 сравнивается с уровнем напряжения U„, поступающего на первый вход схемы 8 сравнения с выхода интегратора 7, Дефекты на контролируемой поверхности выявляются при превышении амп" литудной сигнала 1. уровня шума U

При этом на выходе схемы 8 сравнения формируются импупьсы "Брак". Эти импульсы далее могут поступать на регистрирующее устройство для принятия решения о качестве контролируемой поверхности.

По окончании импульса T второй ключ 9 закрывается, а блок 10 задания временных интервалов формирует короткий импульс "Сброс", который воздействует на управляющий вход интегратора 7 и приводит его в исходное нулевое состояние. Устройство готово к контролю очередного изделия.

Использование предлагаемого уст— ройства (по сравнению с известными) повышает точность измерения уровня шума в сигнале от контролируемой поверхности, т.е. сокращает разницу между измеренным и истинным значениями уровня шума в сигнале, исключая влияние полезных сигналов на проводимые измерения. Этим повьппается надежность выявления дефектов, ампли- туда сигнала от которых не более чем на 10-503 повышает уровень шума, вне зависимости от наличия или отсутствия на поверхности изделия одного или нескольких дефектов с амплитудой в 1,5 и более раза превьппающей уровень шума. Это повьппает достоверность контроля в целом.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство контроля дефектов поверхности, содержащее осветитель, по ходу лучей которого установлен фотоприемник, к выходу которого последовательно подключены усилитель, выпрямитель и первый ключ, интегратор, выходом соединенный с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго ключа, блок задания

13I7337

Составитель A. Чурбаков

Техред А. Кравчук

Корректор Л, Пилипенко

Редактор А. Ревин

Заказ 2416/39

Тир аж 7 76

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

П 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4 временных интервалов, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам ключей и интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения достоверности контроля, в устройство введены компаратор, Источник опорного напряжения и коммутатор, выход которого соединен с входом интегратора, первый вход объединен с входом компаратора и подключен к выходу первого ключа, второй вход соединен с выходом источника опорного напряжения, управляющий вход — с выходом компаратора, а вход второго ключа соединен с выходом выпрямителя.