Устройство оптической дефектоскопии неметаллических конструкций

 

Изобретение относится к строительству и машиностроению, конкретно к методам дефектоскопии строительных материалов и конструкций из неметаллов, например пластиков, позволяет определять величину и положение дефекта, оценивать раскрыв и может быть использовано при контроле изделий с переменной толщиной. Цель изобретения - повышение точности и надежности дефектоскопии изделий. Излучение электромагнитной энергии, которой облучают исследуемый объект, формируют в виде импульсов, экспоненциально спадающих во времени, принимают прошедшее через объект излучение дифференциальным фотоприемником, формируют постоянное напряжение, равное по амплитуде меньшему сигналу дифференциального фотоприемника, сравнивают его с экспоненциально спадающим сигналом фотоприемника большей амплитуды и по результатам сравнения формируют прямоугольный импульс, по длительности которого определяют наличие и размеры дефекта. 1 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 01 Ж 21 88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4117056/31-25 (22) 12.09.86 (46) 15 08 89. Вюл. ¹ 30 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) А.И.Потапов, С.С.Михейкин, В.В.Коннов и С.М.Ильичев (53) 621.383(088.8 ) (56) Ощепков П.К. Контроль качества изделий методом тепловых полей.- Дефектоскопия. 1969, № 1, с. 125-127.

Клопов В.Д. и др. Оптический дефектоскоп. — Дефектоскопия. 1982, ¹ 3,. с. 17. .(54) УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к строительству и машиностроению, конкретно к методам дефектоскопии строительных материалов и конструкций из неметаллов, например пластиков, позволяет

Изобретение относится к контролю качества строительных материалов и конструкций и может быть использовано при дефектоскопии строительных материалов и неметаллических конструк— ций, например, из древесины, пластмасс, композитов, а также при контроле изделий с переменной толщиной, Целью изобретения является позы.шение точности и надежности дефектоскопии разнотолщинных изделий.

На чертеже представлена оптикоэлектронная схема предлагаемого устройства.

„SU„1500921 А1 определять величину и положение дефекта, оценивать раскрыв и может быть использовано при контроле изделий с переменной толщиной. Цель изобретения — повышение точности и надежности дефектоскопии изделий. Излучение электромагнитной энергии, которой облучают исследуемый объект, формируют в виде импульсов, экспоненциально спадающих во времени, принимают прошедшее через объект излучение дифференциальным фотоприемником, формируют постоянное напряжение, равное по амплитуде меньшему сигналу дифференциального фотоприемника, сравнивают его с экспоненциально спадающим а сигналом фотоприемника большей амплиФ туды и по результатам сравнения формируют прямоугольный импульс, по длительности которого определяют наличие и размеры дефекта. 1 ил.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 излучения и расположенные по ходу излучения проекционный 2 и фокусирующий 3 объективы, а также генератор 4 экспоненты и источник 5 тока, выполняющие функцию модулятора излучения, фотоприемник 6, выполненный дифференциальным, содержащим два фотодиода 7 и 8, источник 9 запирающего напряжения, последовательно включенные первый усилитель

10 первый пиковый детектор 11, первый пороговый элемент 12 и последова тельно включенные второй усилитель

1500921

Up ()() где Б,,(о

П e p(— — — ) (1) о; (о ) амплитудное значение сигналов фотодиодов 7 и 8 дифференциального фотоприемника; начальный момент времени излучения; текущее значение врепостоянная времени экспоненциально спадающих сигналов.

13, второй пиковый де" åêòîð 14, второй пороговый элемент 15.

При этом одноименные электроды фотодиодов 7 и 8 подключены в обратном направлении к источнику 9 запирающего напряжения, а их выходы подключены к входам первого 10 и второго 13 усилителей соответственно, причем выход первого усилителя 10 подключен к вхо- Io ду второго порогового элемента 14, выход второго усилителя 13 подключен к входу первого порогового элемента

12, источник 5 тока подключен выходом к источнику 1 излучения, а rro управ- )5 ляющему входу — к выходу генератора

4 экспоненты, причем пороговые элементы 12 и 15 выполнены в виде компараторов.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 4 экспоненты формирует последовательность импульсов напряжения, экспоненциально спадающих во времени. Источник 5 тока, управляемый напряжением генератора 4, формирует экспоненциально спадаюшие импульсы тока, которые преобразуются источником 1 света в световые сигналы, экспоненциально спадающие во вре- З" мени, Световой поток от источника 1 света поступает на входной зрачок проекционного объектива 2, который формирует световое пятно на поверхности контролируемого объекта 16.

Прошедший через объект 16 световой поток собирается фокусирующим объективом 3, который формирует изображен(ле светового потока в плоскости дифференциального фотоприемника 6. С 4О учетом линейности передаточной характеристики фотодиодов 7 и 8 в фотодиодном режиме работы элементы диффеенциального фотоприемника 6 формиуют экспоненциально спадающие фото)электрические сигналы

При попндании в поле зрения фотоприемника 6 дефекта величины световых потоков, попадающих на фотодиоды 7 и 8 дифференциального фотоприемника

6, будут различны. При этом различными и амплитуды фотоэлектрических игналов ПО и U 02

Если по амплитуде меньшего сигнала (например, U, ) сформировать постоянное напряжение и сравнить с ним экспоненциально спадающий сигнал большей амплитуды (например, U „(t)), то условие совпадения сигналов будет определяться выражением г. о — ехр (- — — — )

0 . 01 и Е (2) где t, — момент совпадения сигналов по заднему фронту импульса.

Решая уравнение (2) относительно временного интервала (t — t,), получаем выражение дс = (e. — t ) = — (,ln — —. (3)

Uw а 1 )) °

С учетом зависимости амплитуды фотоэлектрических сигналов от интенсивности прошедшего светового потока

Е, квантовой эффективности фотоприемников, площади освещенного чувствительного слоя S и S для U о, и U рт имеем

П о (от) Е / 8 ф1(2) (4)

С учетом (4) и (3) получаем соотношение для временного интервала. dt

Qt = — с1п

Бм (5)

Б 1

Выражение (5) показывает, что выделенный временной интервал dt пропорционален отношению освещенных площадей фотодиодов 7 и 8 и не зависит от интенсивности прошедшего через объект светового потока.

При отсутствии дефекта в поле зрения фотоприемника 6 оба фотоприемника освещены одинаково U а = ого и =0.

Пиковые детекторы 11 и 14 формируют постоянное напряжение, равное амплитудам фотоэлектрических сигналов, которое поступает на входы компараторов 12 и 15. На другие входы компараторов I2 и 15 поступают экспоненциально спадающие сигналы от усилителей 10 и 13. При совпадении на входах одного из компараторов указанных сигналов, на его выходе формируется прямоугольный импульс, длитель15009

Составитель Е.Маколкин

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Бескид

Редактор Т,Парфенова

Заказ 4858/38 Ти1.аж 789 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. Гагарина,101 ность которого определяется выражением (5), Таким образом, результат измерений не зависит ни от толщины, ни от IIQ глощающих свойств материала объекта контроля, что повышает точность и надежность дефектоскопии. Чувствительность предлагаемого устройства дефектоскопии можно изменять в аироких пределах путем изменения величины постоянной времени экспоненциально спадающих сигналов.

Формула изобретения

Устройство оптической дефектоскопии неметаллических конструкций, содержащее оптически связанные источник излучения и расположенные по ходу излучения проекционный и фокусирующий 20 объективы, а также модулятор излучения, фотоприемник и последовательно включенные первый усилитель, первый детектор и первый пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 25 с целью повышения точности и надеж21

6 ности дефектоскопии разнотолщинных изделий, в него введены источник тока, генератор экспоненты, источник запирающего напряжения и последовательно включенные второй усилитель, второй детектор и второй пороговый элемент, при этом фотоприемник выполнен дифференциальным, содержащим два фотодиода, одноименные электроды которых подключены в обратном направлении к источнику запирающего напряжения, выходы фотодиодов подключены к входам соответственно первого и второго усилителей, причем выход первого усилителя подключен к второму входу второго порогового элемента, выход второго усилителя подключен к второму входу первого порогового элемента, а модулятор излучения выполнен в виде источника тока, подключенного выходом к источнику излучения н по управляющему входу — к генератору экспоненты, причем первый и второй детекторы выполнены пиковыми, а пороговые элементы — в виде компараторов.