Устройство дефектоскопического контроля планарных структур

 

Изобретение относится к технике ТВ и повышает точность путем обеспечения инвариантности к смещению планарной структуры в поле зрения ТВ- датчика (ТВД). Устр-во содержит координатный стол 1, оптич. блок 2, ТВД 3, синхрогенератор 4, квантователь 5, видеоконтрольный блок 6, блок-7 формирования фрагмента изображения , г-р 8 тактовых импульсов, блок 9 задержки, анализатор дефектов (АД) 10, эл-ты ИЛИ 11-1 и II-2, регистры 12-1 и 12-2 сдвига, блок 13 оперативной памяти. АД 10 содержит две группы эл-тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и две группы эл-тов И. Устр-во работает в режимах обучения и контроля. Перед началом об-учения все ячейки блока 13 обнуляются. При обучении на вход разрешения записи подается сигнал логич. О, а на информац. вход - логич. 1. После обучения устр-ва сигнал с входа разрешения записи снимается. На вход разрешения считывания подается сигнал логич. разрешения и начинается режим контроля. Сигналы о выявленных дефектах с блока 13 и.б. использованы и в др. информац .-измерительных системах для дефектоскопирования и диагностирования . 1 3.п. ф-лы, 6 ил. с to ел г:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 1 А1 (!9) (11) 1

РГTл Р" (SI> 4 Н 04 И 7/18

1з! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3990488/24-09 (22) 13.12.85 (46) 15.03.88. Бюл. ¹ 10 (7I) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) В. А, Лопухин, А. С ° Шумилин, Д. К. Шелест, Г. Н. Явнов, А. А. Киреев и П. К. Генералов (53) 621.391.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 813202, кл. G 01 N 21/27, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ ПЛАНАРНЫХ СТРУКТУР (57) Изобретение относится к технике

ТВ и повышает точность путем обеспечения инвариантности к смещению планарной структуры в поле зрения ТВдатчика (ТВД), Устр-во содержит координатный стол 1, оптич. блок 2, ТВД 3, синхрогенератор 4, квантователь 5, видеоконтрольный блок 6, блок 7 формирования фрагмента изображения, г-р 8 тактовых импульсов, блок

9 задержки, анализатор дефектов (АД)

10, эл-ты ИЛИ 11-1 и 11-2, регистры

12-1 и 12-2 сдвига, блок 13 оперативной памяти. АД 10 содержит две группы эл-тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и две группы эл-тов И. Устр-во работает в режимах обучения и контроля. Перед началом обучения все ячейки блока 13 обнуляются. При обучении на вход разрешения записи подается сигнал логич. 0", а на информац. вход"логич. I". После обучения устр-ва сигнал с входа разрешения записи снимается. На вход разрешения считьгвания подается сигнал логич. разреше- Я ния и начинается режим контроля.

Сигналы о выявленных дефектах с бло- (J) ка 13 м.б. использованы и в др. информац.-измерительных системах для дефектоскопирования и диагностирования. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. дая из них устанавливается на координатный стол 1 (фиг. 6,а) и изображение контролируемого участка, увеличенное оптическим блоком 2, передается на мишень видикона телевизионного датчика 3, который преобразует полученное изображение в последовательный стандартный электрический видеосигнал. Работа телевизионного датчика

3 синхронизируется строчными и кадровыми синхроимпульсами от синхронизатора 4 ° С информационного выхода телевизионного датчика 3 видеосигнал поступает на вход квантователя 5 и первый вход видеоконтрольного блока

6. Квантователь 5 осуществляет двухуровневое квантование видеосигнала. по амплитуде. Видеоконтрольный блок

6 отображает изображение планарной структуры на экране. С выхода квантователя 5 квантованный видеосигнал поступает на вход блока 7, на выходе которого формируются одновременно сигналы п строк изображения, образующие на этих выходах столбец электронного окна, который за время строки пробегает растр изображения слева направо и сдвигается вниз на одну

30 строку.

Таким образом, за время кадра этот столбец пробегает последовательно. все элементы иэображения.

Сигнал с выхода блока 7 подается на вход блока 9, т.е. видеосигналы строк подаются на соответствующие

D-входы D-триггеров 20-1 - 20-3, в которых осуществляется одновременный сдвиг с помощью тактовых импульсов.

При этом видеосигналы задерживаются на время одного периода импульсов с генератора тактовых импульсов (100 нс) и формируется второй столбец электронного окна. Сигналы с выходов блока 7 и блока 9 образуют электронное окно размерностью 2 столбца на и строк, которое за время одного кадра сканирует все изображение, и поступают соответственно на первый и второй входы анализатора 10 дефектов, В анализаторе 10 видеосигналы соответствующих параллельно выдаваемых строк электронного окна подаются на первый и второй входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21-1 - 21-5 первой группы, следовательно на их первые входы подаются видеосигналы соответствующих строк с выхода блока 7, а на вторые входы — видеосигналы, за1

1381731

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для автоматического контроля дефектов планарных структур.

Цель изобретения — повышение точности путем обеспечения инвариантности к смещению планарной структуры в поле зрения телевизионного датчика.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства дефектоскопического контроля планарных структур; на фиг, 2 — схема блока формирования фрагмента изображения; на фиг. 3 — схема генератора 15 тактовых импульсов; на фиг. 4 — схема блока задержки; на фиг. 5схема анализатора дефектов; на фиг. Ьа,б,в,г — примеры изображений планарных структур. 20

Устройство дефектоскопического контроля планарных структур (фиг. 1) содержит координатный стол 1, оптический блок 2, телевизионный датчик

3, синхрогенератор 4, квантователь 25

5, видеоконтрольный блок 6, блок 7 формирования фрагмента иэображения, генератор 8 тактовых импульсов, блок

9 задержки, анализатор 10 дефектов, первый и второй элементы ИЛИ ll-l u

11-2, первый и второй регистры 12-1 и 12-2 сдвига и блок 13 оперативной памяти.

Блок 7 формирования фрагмента изображения (фиг. 2) содержит блоки задержки 14-1 — 14.4.

Генератор 8 тактовых импульсов (фиг. 3) содержит элемент ИЛИ 15, элемент И-НЕ 16, инвертор 17, резистор 18 и конденсатор 19, 40

Блок 9 задержки (фиг. 4) содержит

D-триггеры 20-1 — 20-3.

Анализатор 10 дефектов (фиг. 5) содержит первую и вторую группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21-1 - 21-5, 22-1 — 22-4 и первую и вторую группы элементов И 23-1 - 23-4 и 24-1

24-4.

Устройство дефектоскопического контроля планарных структур работает следующим образом.

Имеется два режима работы: режим обучения и режим контроля. В режиме обучения подбирается комплект планар ных структур, которые признаны годньг- 55 ми и характеризуются всеми возможными допустимыми отклонениями топологии. После создания комплекта таких образцовых структур (фиг. 6,б) каж1381731 держанные блоком 9. Элементы ИСКЛЮ."

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21-1 — 21-5 первой группы сравнивают логические значения двух соседних по строке элементов разложения изображения в электронном окне.

При подаче на первый и второй входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21-1

21-5 первой группы отличающихся логических сигналов на выходе их вырабатывается сигнал логической единицы,. характеризующий обнаружение в какомлибо месте электронного окна элементарного вертикального перепада, т.е. участка контура планарной структуры. 15

Аналогичным образом элементы ИСК1ГЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22-1 — 22-4 второй группы выделяют элементарные горизонтальные перепады, т.е. участки контура планарной структуры во втором столбце 20 электронного окна. При этом элементы

ИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ ИЛИ 22-1 — 22-4 второй группы сравнивают логические сигналы элементов соседних строк второго столбца электронного окна одновре- 25 менно. Совпадение топологически связанных сигналов о выделенных вертикальных и горизонтальных участках контура во времени дает информацию об угловых элементах изображения.

Это совпадение для угловых элементов изображения фиксируется параллельно по всей высоте электронного окна с первой и второй групп элементов И 23-1 — 23-4 и 24-1 — 24=4. Ин35 формация о выделении угловых элементов раздельно по первому и второму выходам анализатора 10 подается на первый и второй элементы ИЛИ 11-1 и !1-2, которые определяют наличие 40 углового элемента соответствующего типа в текущем столбце электронного окна. Полученная информация раздельно записывается в первый и второй регистры 12-1 и 12-2 сдвига и под 45 воздействием тактовых импульсов генератора 8 тактовых импульсов сдвигается с частотой тактов, Таким образом, в первом и втором регистрах 12-1 и 12-2 сдвига в каж50 дый данный момент времени .находится информация о наличии в столбцах электронного окна угловых элементов изображения, соответствующая плотности угловых элементов изображения, под которой понимается количество угловых элементов в электронном окне размерностью m.(n-l) где m — количество разрядов первого и второго регистров 12-1 и 12-2 сдвига; n — количество выводов выхода блока 7. При этом размеры электронного окна меньше минимального размера элементов топологии планарной структуры, выраженной в количествах строк и периодах последовательности импульсов с генератора 8 тактовых импульсов. Сигнал с выходов первого и второго регистров

12-1 и 12-2 сдвига подается на соответствующие первую и вторую группы адресных входов блока 13 оперативной памяти, который в режиме обучения работает на запись.

Перед началом обучения все ячейки блока 13 обнуляются, а при обучении на вход разрешения записи подается постоянный сигнал логического нуля, а на информационный вход — сигнал логической единицы. При этом во все ячейки блока 13, адреса которых при обучении возникнут на разрядах первого и второго регистров 12-1 и 12-2 сдвига, запишется значение логической единицы. Поскольку подобранный комплект планарных структур для обу» чения содержит все возможные (допустимые) отклонения топологии, то в блоке 13 по соответствующим адресам запишутся значения логических единиц, характеризующих годные планарные структуры.

После обучения устройства по всем образцовым планарным структурам сигнал с входа разрешения записи снимается, а на вход разрешения считывания подается сигнал логического раз решения и начинается режим контроля.

В режиме контроля вместо образцо» вых планарных структур на координатный стол 1 устанавливается контролируемая планарная структура. При этом режим работы всех блоков устройства, кроме блока 13, не изменяется. Если в топологии контролируемой планарной структуры появляется дефект, то количество угловых элементов изображения из выделенных блоком выделения угловых элементов иэображения QKBshF вается для прямоугольной топологии, как правило, большим, чем для образцовых структур и из блока 13 в режиме считывания вырабатывается сигнал логического нуля, характеризующий наличие дефекта. Этот сигнал подается на второй вход видеоконтрольного

1381731 блока 6 и отмечается светящейся точкой на экране. Поскольку работа всех блоков синхронизирована от синхрогенератора 4 и генератора 8 тактовых импульсов, то светящаяся отметка (точка) будет находиться на экране видеоконтрольного блока 6 правее и ниже выявленного дефекта планарной структуры. Сигналы о выявленных дефектах планарных структур с выхода блока 13 могут быть использованы и в других информационно-измерительных системах для дефектоскопирования и диагностирования, для чего может быть использован выход блока 13.

Формула изобретения

l. Устройство дефектоскопического контроля планарных структур, содержащее оптически связанные и последовательно расположенные иа одной оптической оси координатный стол, оптический блок и телевизионный датчик, 25 входы строчных и кадровых импульсов которого соединены с первым и вторым выходами синхрогенератора соответственно, квантователь и видеоконтрольный блок, входы которых соединены с 30 выходом телевизионного датчика, а также анализатор дефектов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения инвариантности к смещению планарной структуры в поле зрения телевизионного датчика, в него введены последовательно соединенные блок формирования фрагмента иэображения, сигнальный вход которого соединен с 40 выходом квантователя, а выход соединен с первым входом анализатора дефектов, и блок задержки, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования фрагмента изо- 4> бражения, а выход соединен с вторым входом анализатора дефектов, блок оперативной памяти, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с первой группой выходов анализатора дефектов,и первый регистр сдвига, выходы которого соединены с первой группой адресных входов блока оперативной памяти, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, входы которого соединены с второй группой выходов анализатора дефектов, и второй регистр сдвига, выходы которого соединены с второй группой адресных входов блока оперативной памяти, выход которого соединен с другим входом видеоконтрольного блока, а также генератор тактовых импульсов, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами синхрогенератора, а выход соединен с тактовыми входами блока формирования фрагмента изображения, блока задержки и первого и второго регистров сдвига.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что анализатор дефектов содержит первую группу из пяти элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых являются первым входом анализатора дефектов, а вторые входы - вторым входом анализатора дефектов, вторую группу из четырех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,. первые входы которых объединены с вторыми входами одноименного элемента ИСКЛЮ

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы, а вторые входы - с вторыми входами последующего элемента ИСКЛЮЧАИЦЕЕ ИЛИ первой группы, а также первую и вторую группы из четырех элементов И, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходом анализатора дефектов, при этом первые и вторые входы элемечтов И первой группы соединены с выходами соответственно одноименных элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ второй группы, а первые и вторые входы элементов И второй группы соединены с выходами соответственно одноименных элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй группы и последующих элементов ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы.

1!

I .1

Л

Фиг 4 зв)тз

Г

f

1

1 !

1 (I

Т 7 ! 1

1381731

° цглаЬе злементы Углой е элементы

0 а

О а а

0 О

0000

О О

0 О

О а а о

О а о а

000

0 0

О 0 а а

О О

0 а а а о а

О а а аоа а !! 0

0 О

0 а

1 1 1 ! !

000

О 0 а D

О 0 а

111 о а

1 7 7 1

О а

О а 0

1 7

1 7 1 7 аа аа а 1 а а

О а D о а

o o а а

0 О

000

0 0

О а а О

0 а

0 О

Фелюг. 6

Составитель Э. Борисов

Редактор А. Лежнина Техред Л. Сердюкова Корректор А. Обручар

Заказ 1195/56

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4