Способ определения расстояния до поверхности объекта и устройство для его осуществления

Способ определения расстояния до поверхности объекта и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле удаленности объектов. Целью изобретения является расширение диапазона измерений. Путем фокусирования объективом 2 света от источника 1 на точечную диафрагму 3 за ней создают дифракционное поле с радиально симметричным спектральным распределением пучков. Пучок поля отклоняется аксиконом 4 в сторону оптической оси, что обеспечивает каждой спектральной компоненте свое расположение точки фокусировки на оси. Сформированным таким образом сходящимся пучком освещают поверхность объекта и в задней фокальной плоскости объектива 6 формируют ее изображение. Диафрагмы 7, пропуская только центральную часть изображения, обеспечивают получение в дальней зоне дифракции картины в виде спектра, который проектируется на линейный фотоприемник 8. В блоке 9 определяется длина волны спектральной компоненты, имеющей максимальную интенсивность, по которой определяется расстояние до объекта. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

j5))5 G 01 B 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4468475/24-28 (22) 29.07.88 (46) 07.05.90. Бюл. Р 17 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) А.И.Кац, П.И.Марков, О.М.Воробьев, В.Н.Усик, Н.В.Ремизов и А.В.Волченков (53) 531.717 (088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий./ Под ред. В.В.Клюева. — M.: Машиностроение, 1986, с.63, 64. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ

ДО ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле уда1 ленности объектов. Целью изобретения является расширение диапазона измере1 ний. Путем фокусирования объективом

„„SU„„1562689 A 1

2 света от источника 1 на точечную диафрагму 3 за ней создают дифракционное поле с радиально симметричным спектральным распределением пучков.

Пучок поля отклоняется аксиконом 4 в сторону оптической оси, что обеспечивает каждой спектральной компоненте свое расположение точки фокусировки на оси. Сформированным таким образом сходящимся пучком совмещают поверхность объекта и в задней фокальной плоскости объектива 6 формируют ее изображение. Диафрагмы 7, пропуская только центральную часть изображения, обеспечивают получение в дальней зоне дифракции картины в виде спектра, который проектируется на линейный фотоприемник 8. В блоке 9 определяется длина волны спектральной компоненты, имеющей максимальную интенсивность, по которой определяется расстояние до объекта. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1562689

Изобретение относится к контрольНО-измерительной технике и может найти применение при создании средств для.контроля удаленности объектов.

ЦеЛью изобретения является расширение диапазона измерений.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит последователь- 10 но расположенные источник 1 света, первый объектив 2, точечную диафрагму

3 аксикон 4, светоделитель 5, второй ооъектив 6, в задней фокальной плоскости которого расположена диафрагма 15

7, линейный позиционно-чувствительнь|й фотопрйемник 8 и блок 9 электронной обработки.

Способ реализуется посредством устройства следующим образом. 20

Первый объектив 2 фокусирует излучение источника 1 на точечное отверстие диафрагмы 3. Возникающее за диафрагмой дифракционное поле состоит из совокупности осесимметричных рас- 25 ходящихся парциальных пучков, каждому из которых соответствует определенная длина волны. Аксикон 4 — тело вращения конической формы — отклоняет падающий на него под углом о( световой пучок длины волны Ь в сторону оптической оси, причем сохраняет его гомоцентричность. Точка фокусировки пучка однозначно связана с углом с его падения на аксикон, Поэтому в каждой точке на оси системы фокусируется спектральная компонента определенной длины волны . Второй объектив 6 выбран таким образом, что

его заднее фокусное расстояние много ! меньше расстояния до поверхности, что соответствует телескопическому ходу лучей в пространстве предметов.

Оптимальным образом данному условию удовлетворяют линзы, изготовленные нз отрезков самофокусирующих градиентных моноволокон — граданов, выполненных в форме прямого кругового цилиндра диаметром 0,8 — 1,5 мм и длиной 4-5 мм, При этом для различных

Вариантов волокон обеспечивается фокусное расстояние от сл до долей миллиметра при большой (до 0,66) числовой апертуре. Изображение поверхНости формируется в. задней фокальной

Плоскости этого объектива. Диафрагмой 7 пропускается только центральНая часть изображения, содержащая сфокусированную компоненту и частичные потоки с другими длинами волн.

В дальней зоне диафрагмы 7 образуется дифракционная картина в виде спектра, которая проектируется на линейный фотоприемник 8, например линейку

ПЗС, диссектор, линейку фотодиодов и т.п. Амплитуда выходного сигнала фотоприемника является функцией координаты светочувствительной площадки. Поэтому в блоке 9 электронной обработки по положению максимума амплитуды однозначно определяют длину волны спектральной компоненты и соответствующее ей расстояние до поверхности объекта.

Ф ор мул а и з î бр е те ни я

1. Способ определения расстояния до поверхности объекта, заключающийся в том, что формируют сходящийся световой поток, освещают им поверхность контролируемого объекта, формируют изображение освещенного участка поверхности, осуществляют анализ изображения и по параметру светового излучения определяют расстояние до поверхности, 1 о т л и ч а ю щ и и с-я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, формируют поток с радиально симметричным спектральным распределением, при освещении поверхности фоку сируют спектральные компоненты светового потока вдоль оси потока, при анализе изображения спектрально разлагают изображение, определяют распределение интенсивности в спектре и фиксируют спектральную компоненту с максимальной интенсивностью, а в качестве параметра светового излучения выбирают длину волны зафиксированной спектральной компоненты. !

2. Устройство для определения расстояния до поверхности объекта, содержащее расположенные вдоль оптической оси источник света, первый объектив и светоделитель, оптически связанные с светоделителем и последовательно установленные второй объектив, диафрагму и фотоприемник, и блок электронной обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, первый объектив размещен между источником света и светоделителем, устройство снабжено последовательно расположенными вдоль оптической оси между. пер1562689

Составитель В.Бахтин

Техред Л.Олийнык Корректор.М. Шароши

Редактор Г.Гербер

Заказ 1054 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарийа, 101 вым объективом и фотоприемником точечной диафрагмой и аксиконом, точечная диафрагма установлена в плоскости изображения первого объектива и

I оптически сопряжена с входным торцом аксикона, аксикон ориентирован так, что его ось совпадает с оптической осью устройства, а фотоприемник выполнен линейным позиционно-чувстви5 тельным.