Устройство дефектоскопического контроля оптически прозрачных кристаллов

 

Изобретение позволяет повысить точность контроля оптически прозрачных кристаллов, имеющих сложную конфигурацию. Сущность изобретения: источник 1 света создает с помощью оптической системы 2 равномерный световой поток, который, пройдя через кристалл 12, фокусируется оптической системой 3 и поступает на вход телекамеры 4. Видиосигнал, пройдя через блок 5 дифференцирования, поступает на устройство 6 обработки, где с помощью блоков 7 - 10 путем формирования соответствующих импульсов происходит подсчет перепадов освещенностей различных участков кристалла, которое для годных образцов всегда одинаково и запомнено в устройстве 11. Наличие дефекта в структуре кристалла приведет к появлению "лишних" перепадов освещенностей (импульсов в счетчике), которые позволяют отбраковать кристаллы. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопического контроля оптически прозрачных, например часовых, кристаллов.

Известно устройство, содержащее источники света, оптическую систему и электронные блоки обработки [1] Недостатком этого устройства является низкая точность, так как различные дефекты в кристаллах могут взаимно компенсироваться и не будут влиять на общий световой поток, прошедший через кристалл или отраженный от него.

Наиболее близким к изобретению является устройство для электрооптической проверки изделий [2] содержащее источник света, оптическую систему, фотоприемную матрицу, телекамеру, устройство отработки, в котором каждый элемент фотоприемной матрицы выдает сигнал, являющийся функцией света, излученного дискретной областью кристалла, а устройство отработки фиксирует отклонения этого сигнала от некоторого базового сформированного за одно сканирование.

Недостатком данного устройства является невысокая точность контроля кристаллов, имеющих участки с неодинаковым светопропусканием (отверстия, фаски, углубления), так как в этом случае базовый сигнал для различных участков кристалла будет разным.

Задачей изобретения является повышение точности контроля кристаллов, имеющих участки с неодинаковым светопропусканием.

Для этого в устройство дефектоскопического контроля оптически прозрачных кристаллов, содержащее последовательно связанные источник света, оптическую систему, телекамеру, дифференцирующее устройство и усилитель, введены сравнивающее устройство, счетчик, цифровой компаратор и запоминающее устройство, причем выход усилителя подключен к одному из входов сравнивающего устройства, на другой вход которого подключено задающее напряжение, выход сравнивающего устройства подключен к входу счетчика, а выход счетчика подключен к одному из входов цифрового компаратора, ругой вход которого подключен к выходу запоминающего устройства.

Это дает возможность формировать базовый сигнал, не по усредненному значению, полученному в результате сканирования всего кристалла, а по числу перепадов освещенной различных участков кристалла, которое для годных образцов всегда одинаково и может быть заранее запомнено. Наличие дефекта в структуре кристаллов приведет к появлению "лишних" перепадов освещенностей (импульсов в счетчике), которые позволяет отбраковать кристалл.

Тем самым повышается точность контроля кристаллов со сложной поверхностной конфигурацией, а также повышается скорость контроля, так как дефект может быть выявлен всего за одно сканирование изображения.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 образец кристалла с дефектами и соответствующие ему сигналы для одной строчки сканирования.

Устройство состоит из источника 1 света, оптической системы 3 и 2, телекамеры 4, блока 5 дифференцирования и устройства 6 обработки сигналов, состоящего из последовательно соединенных усилителя 7, сравнивающего устройства 8, счетчика 9, цифрового компаратора 10 и запоминающего устройства 11.

В зону контроля, расположенную между оптическими системами 2 и 3, манипулятором подается контролируемый кристалл 12. Взаимосвязи элементов показаны на фиг.1.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 света создает с помощью оптической системы 2 равномерный световой поток, который, пройдя через кристалл 12, фокусируется оптической системой 3 и поступает на вход телекамеры 4. Видеосигнал (фиг.2 б), пройдя через блок 5 дифференцирования, поступает на устройство 6 обработки. Входной сигнал устройства 6 обработки представлен на фиг.2 в. Этот сигнал усиливается усилителем 7 и поступает на один вход сравнивающего устройства 8, на другой вход которого подано образцовое напряжение U_обр (фиг.2 г). Таким образом на выходе сравнивающего устройства 8 будут присутствовать импульсы (фиг. 2 д), соответствующие перепадам видеосигнала, независимо от уровня освещенности поверхности кристалла 12. Эти импульсы поступают на счетчик 9, на выходе которого двоичный код соответствует числу импульсов на входе. Двоичный код счетчика 9 сравнивается цифровым компаратором 10 с двоичным кодом запоминающего устройства 11, где записан двоичный код, соответствующий годному кристаллу. Если двоичный код проверяемого кристалла превышает код годного кристалла, цифровой компаратор 10 выдает сигнал "брак", в противном случае кристалл годный.

Использование предлагаемого устройства совместно с роботом-манипулятором позволяет автоматизировать процесс контроля оптически прозрачных кристаллов, повысить точность и достоверность контроля кристаллов со сложной поверхностной конфигурацией.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ КРИСТАЛЛОВ, содержащее оптически связанные источник света и видеокамеру, соединенную с блоком дифференцирования, выход которого подключен к усилителю, отличающееся тем, что дополнительно введены сравнивающее устройство, счетчик, цифровой компаратор и запоминающее устройство, причем выход усилителя подключен к одному из входов сравнивающего устройства, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, выход сравнивающего устройства подключен к входу счетчика, а выход счетчика подключен к одному из входов цифрового компаратора, другой вход которого подключен к выходу запоминающего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2