Способ контроля формы внутренних деталей

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам контроля формы внутренних деталей. Способ контроля формы внутренних деталей, включающий в себя этапы доставки внутрь контролируемого оборудования эндоскопа с миниатюрной камерой, выполненного с возможностью измерений, для навигации по траектории которого используется освещение белого света, которое передается по оптическому волокну, после выхода из которого требуемая индикатриса освещенности формируется по меньшей мере одной линзой. Далее осуществляют выравнивание дистального конца эндоскопа ортогонально контролируемой поверхности посредством механической артикуляции. Далее следует этап выключения или приглушения белого света с последующим включением лазера, который посредством оптического волокна, передающего лазерный поток, и конденсатора формирует параллельный пучок лучей, который, проходя через дифракционный оптический элемент, формирует на поверхности объекта контроля изображение с известными размерами, а затем, используя полученное цифровое изображение детали и спроецированное на нее лазерное изображение, производят калибровку с последующим сравнением изображений и в случае выявления несплошностей проводится измерение геометрических параметров детали. Технические результат – повышение эффективности и производительности контроля формы внутренних деталей. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам контроля формы внутренних деталей, и может быть использовано в энергетике, транспорте, машиностроении и в других областях техники для измерения геометрических параметров детали

Известен высокоскоростной трехмерный способ оптического измерения геометрического размера изготавливаемых деталей (патент US 8896844, дата публикации 25.11.2014), включающий в себя последовательную подачу деталей так, чтобы движение деталей на пути к точке видеорегистрации, на которой каждая деталь имеет заданное положение и ориентацию для оптического измерения каждой детали, имеющей внешнюю концевую поверхность и внутреннюю концевую поверхность на первом торце детали, при этом корпус каждой детали имеет карман для удержания детали, располагающийся между концевыми поверхностями, проектирование линии излучения, имеющей заданную ориентацию на концевые поверхности, чтобы получить изображения отраженного света от границ детали в виде линий, прямого отражения от концевых поверхностей детали, обнаружение отраженных линий излучения на одну или более плоскостей изображения, чтобы получить электрические сигналы, и обработку электрических сигналов для получения геометрического размера.

Недостатком указанного изобретения является необходимость поддержания постоянного расстояния и заданного положения между излучателем, изучаемым объектом и устройством фиксации (что недостижимо при осуществлении доступа во внутренние полости технологических объектов по сложной пространственной траектории), а также невозможность указанного изобретения контроля объектов другой формы (в изобретении контролируют гильзы и используют смесь белого света для контроля торцев и лазера для контроля цилиндрической части гильзы).

Известен способ для автоматического обнаружения известного параметра измеряемого объекта на исследуемом объекте с использованием системы видеконтроля, выбранный в качестве прототипа (патент US 9412189, дата публикации 09.08.2016), включающий в себя отображение на дисплее исследуемого объекта, обнаружение известного параметра измеряемого объекта на исследуемом объекте с использованием центрального процессора, отображение на дисплее набора доступных типов измерений, содержащий тип измерения, связанный с обнаруженным известным параметром измеряемого объекта с использованием центрального процессора, получение выбора типа измерения, связанного с обнаруженным известным параметром измеряемого объекта, автоматическое позиционирование множества маркеров измерения на изображении на дисплее с использованием центрального процессора, причем позиции множества маркеров измерения основаны на выбранном типе измерения, связанного с обнаруженным известным параметром измеряемого объекта, и отображение на дисплее величины параметра измеряемого объекта, рассчитанного центральным процессором с использованием позиций множества маркеров измерений.

Недостатком указанного изобретения является необходимость последовательного проецирования на объект трех изображений различной конфигурации, что осложняет обработку и снижает производительность контроля.

Задача предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности и производительности контроля формы внутренних деталей и измерения геометрических параметров несплошностей.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности, достоверности и производительности выполнения измерений внутренних деталей и несплошностей за счет того, что требуемая индикатриса освещенности формируется по меньшей мере одной линзой, за которой располагается дифракционный оптический элемент, а также за счет выравнивания дистального конца эндоскопа ортогонально контролируемой поверхности.

Настоящее изобретение поясняется фиг. 1, на которой представлена система контроля внутренних деталей для осуществления предлагаемого способа.

Система контроля состоит из:

1 - миниатюрная цифровая камера, формирующая цифровое изображение исследуемого объекта;

2 - блок освещения белого света;

3 - лазерный осветитель;

4 - механическая система артикуляции;

5 - пульт управления артикуляцией;

6 - ПК для обработки и отображения информации;

7 - тросы артикуляции;

8 - линза канала белого света;

9 - дифракционный оптический элемент (ДОЭ);

10 - линза канала лазерной подсветки;

11 - волокно для лазера;

12 - волокно для освещения белым светом;

13 - питание;

14 - видеосигнал.

Оптическое волокно для передачи белого света и линзы для белого света, а также блок освещения белого света составляют канал освещения белого света. Оптическое волокно для передачи лазера, дифракционный оптический элемент (ДОЭ), линзы для лазерной подсветки и лазерный осветитель составляют канал структурированной лазерной подсветки. Тросы артикуляции и пульт управления артикуляцией составляют систему артикуляции.

Блок освещения состоит из источника белого света и полупроводникового лазера. Световые потоки лазера и лампы белого света направляются в раздельные оптические волокна. На выходе из волокна белого света располагается линза для придания световому потоку необходимой направленности. На выходе из волокна лазерного светового потока располагается линза для придания потоку необходимой сходимости, на обеспечивающем требующуюся ширину пучка расстоянии от линзы расположен Дифракционный Оптический Элемент (ДОЭ).

Для осуществления контроля внутренней поверхности детали производят доставку внутрь контролируемого оборудования эндоскопа с миниатюрной камерой с последующим выравниванием дистального конца эндоскопа, ортогонального контролируемой поверхности посредством механической артикуляции. Для навигации эндоскопа по траектории используется освещение белого света, которое передается по оптическому волокну. На выходе из волокна белого света располагается линза для формирования индикатрисы освещенности. Артикуляция эндоскопического устройства осуществляется путем поворота ручки на пульте управления артикуляцией, при этом вращение вызывает перемещение тросов, таким образом рабочая часть эндоскопа может изгибаться в двух взаимоортогональных направлениях. Затем осуществляют выключение или приглушение белого света для формирования требуемого излучения с последующим включением лазера. На выходе из волокна лазерного светового потока располагается линза для придания потоку необходимой сходимости, на обеспечивающем требую ширину пучка расстоянии от линзы расположен дифракционный оптический элемент для формирования на поверхности объекта контроля изображения с известными размерами. Таким образом, поверхность внутреннего пространства несплошностей детали осматривается миниатюрной оптической камерой, при этом на деталь проецируется одно и то же лазерное изображение с известной формой. Изображение, сформированное камерой, передается в компьютер через интерфейс USB. Используя цифровое изображение детали и спроецированное на нее лазерное изображение компьютерный алгоритм проводит калибровку и в случае выявления несплошности проводится измерение ее геометрических параметров, в частности площади, длины и ширины, также могут быть измерены параметры геометрической формы деталей для установления износа и потери толщины.

Для проведения измерений параметров несплошности деталей может быть использована компьютерная программа обработки и анализа изображений, которая позволяет:

- получить изображение с оптической системы камеры и записать его на жесткий диск компьютера;

- провести калибровку по имеющемуся цифровому изображению объекта по спроецированным на ее поверхность лазерному изображению известной формы;

- автоматически выделить дефектные области на поверхности лопатки;

- рассчитать геометрические параметры - в частности длину и ширину дефектов или объекта.

Способ контроля формы внутренних деталей, включающий в себя этапы:

a) доставку внутрь контролируемого оборудования эндоскопа с миниатюрной камерой, выполненного с возможностью измерений, при этом для навигации эндоскопа по траектории доставки внутрь объекта контроля которого используется освещение белого света, которое передается по оптическому волокну, а после выхода из которого требуемая индикатриса освещенности формируется по меньшей мере одной линзой;

b) выравнивание дистального конца эндоскопа ортогонально контролируемой поверхности посредством механической артикуляции, состоящей из двух систем тросов для перемещения дистальной части установки в двух взаимно ортогональных направлениях;

c) выключение или приглушение белого света с последующим включением лазера, который посредством оптического волокна, передающего лазерный поток, и конденсора, состоящего из по меньшей мере одной линзы, формирует параллельный пучок лучей, который, проходя через дифракционный оптический элемент, принимает вид заданной фигуры с известными размерами, а затем формирует на поверхности объекта контроля изображение с известными размерами;

d) проведение калибровки с использованием полученного цифрового изображения детали и спроецированного на него лазерного изображения, с последующим анализом изображений с целью измерения геометрических параметров детали;

e) проведение измерения геометрических параметров несплошности в случае выявления несплошностей.

Результаты выводятся в виде таблицы и сохраняются на жесткий диск. Внедрение способа контроля формы и измерения параметров несплошностей внутренних деталей оборудования, в частности лопаток турбин, дает возможность выйти на новый уровень ведения эксплуатации оборудования, позволяющий сократить время контроля, уменьшить количество поломок и простоев по причине повреждения внутренних деталей оборудования в процессе эксплуатации.

Способ контроля формы внутренних деталей, включающий в себя этапы:

a) доставку внутрь контролируемого оборудования эндоскопа с миниатюрной камерой, выполненного с возможностью измерений, при этом для навигации эндоскопа по траектории доставки внутрь объекта контроля которого используется освещение белого света, которое передается по оптическому волокну, а после выхода из которого требуемая индикатриса освещенности формируется по меньшей мере одной линзой;

b) выравнивание дистального конца эндоскопа ортогонально контролируемой поверхности посредством механической артикуляции, состоящей из двух систем тросов для перемещения дистальной части установки в двух взаимно ортогональных направлениях;

c) выключение или приглушение белого света с последующим включением лазера, который посредством оптического волокна, передающего лазерный поток, и конденсора, состоящего из по меньшей мере одной линзы, формирует параллельный пучок лучей, который, проходя через дифракционный оптический элемент, принимает вид заданной фигуры с известными размерами, а затем формирует на поверхности объекта контроля изображение с известными размерами;

d) проведение калибровки с использованием полученного цифрового изображения детали и спроецированного на него лазерного изображения, с последующим анализом изображений с целью измерения геометрических параметров детали;

e) проведение измерения геометрических параметров несплошности в случае выявления несплошностей.



 

Похожие патенты:

Заявленная группа изобретений относится к области для измерения геометрических параметров стальных листов в прокатном производстве. Лазерная измерительная система для измерения геометрических параметров листа, движущегося по рольгангу, предназначенная для сбора, состоит из совокупности как минимум девяти лазерных триангуляционных датчиков 2D профилометров, расположенных над поверхностью стального листа на раме, установленной на портал, образующих по меньшей мере три измерительные линии ИЛ1, ИЛ2, ИЛ3 на расстоянии 500 мм друг от друга, перпендикулярных оси рольганга.

Изобретение относится к способу определения расстояния от датчика до осветительного устройства. Заявленное осветительное устройство включает в себя, по меньшей мере, первый источник света, сконфигурированный для испускания первого светового пучка, предназначенного для освещения заданной области, и второй источник света, сконфигурированный для испускания второго светового пучка, предназначенного для освещения фоновой области, окружающей заданную область.

Изобретение относится к способу определения положения по меньшей мере одного края объекта, в частности шнуровидного объекта. Данный способ включает следующие операции: освещение объекта излучением по меньшей мере одного когерентного источника излучения с образованием дифракционной каймы (границы дифракции) на обоих краях геометрической тени, отбрасываемой объектом, и регистрацию пространственного профиля интенсивности по меньшей мере одной дифракционной каймы с помощью по меньшей мере одного линейного или полилинейного оптического датчика.

Изобретение относится к способу и устройству измерения расстояний рельсового транспортного средства до расположенных сбоку от рельсового транспортного средства предметов, прежде всего края платформы, во время движения рельсового транспортного средства.

Изобретение относится к машино-, станко- и приборостроению и предназначено для контроля линейных размеров изделий на этапах межоперационного, послеоперационного контроля или автоматического контроля и в т.ч.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам контроля линейных смещений объектов оптико-электронными методами. Устройство для измерения линейного смещения объекта содержит точечный излучатель, фотоприемную систему, оптически сопряженную с излучателем, включающую оптический фильтр, объектив и фотоприемное устройство, установленное в плоскости изображения объектива и выполненное в виде матричного фотоприемника, соединенного с блоком обработки, а также блок управления излучателем, содержащий канал управления излучателем и микроконтроллер, выходы которого соединены с входом канала управления излучателем.

Изобретение относится к способу измерения длины электрического кабеля, содержащему: обеспечение электрического кабеля, имеющего длину и включающего в себя нейтральную ось кабеля и волоконный модуль, вытянутый в продольном направлении вдоль кабеля и включающий в себя оптоволокно, расположенное, по существу, вдоль нейтральной оси, причем оптоволокно механически соединено с кабелем; введение оптического сигнала в оптоволокно; детектирование светового излучения, обратно рассеянного из оптоволокна в ответ на упомянутый введенный оптический сигнал; анализ детектированного обратно рассеянного светового излучения как функции времени, чтобы определить длину оптоволокна, и выведение длины кабеля исходя из длины оптоволокна.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к калибровке лазерных толщиномеров, построенных по методу лазерной триангуляции, при котором пучки излучения направлены с двух сторон перпендикулярно к контролируемой поверхности, а принятый оптический сигнал фиксируется многоэлементным приемником.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению геометрических размеров объектов с помощью триангуляционных лазерных датчиков. Способ калибровки и настройки системы лазерных датчиков, а также устройство, реализующее данный способ, содержит настроечный образец, который ориентируют в трехмерном пространстве по отношению к блоку «камера-лазер» так, что свет, излучаемый лазером, виден камере, лазеры и камеры располагают на определенном расстоянии друг от друга так, что оптические оси лазеров и камер противолежат под определенным углом, определяют свойства лазера от света, записанного камерой, и расположение лазера относительно камеры.

Изобретение относится к способам измерения объектов с малыми размерами. Изображение объекта печатается на фотослайде с дальнейшим увеличением размеров изображения путем его проектирования с помощью диапроектора на экран.

Группа изобретений относится к медицине. Система управления капсульным эндоскопом содержит: первый узел катушек индуктивности, имеющий катушечные секции, которые прикреплены к трем осям, расположенным под прямым углом друг к другу, и генерируют магнитные поля соответственно в осевых направлениях; второй узел катушек индуктивности, расположенный таким образом, чтобы генерировать градиентное магнитное поле в любом направлении относительно магнитного поля, генерируемого первым узлом катушек индуктивности; блок для приведения в движение катушек индуктивности, предназначенный для приведения в движение второго узла катушек индуктивности для регулировки ориентации градиентного магнитного поля; блок управления, содержащий приемную часть, принимающую сигнал изображения, переданный от капсульного эндоскопа, и управляющую часть, регулирующую электрические токи, подаваемые в первый и второй узлы катушек индуктивности, для регулирования генерируемого магнитного поля и управления блоком для приведения в движение катушек индуктивности; и капсульный эндоскоп, содержащий два постоянных магнита, расположенных под прямым углом друг к другу и создающих намагниченность с вектором намагниченности, расположенным относительно продольного направления корпуса капсульного эндоскопа под углом в диапазоне острых углов (0<δ<90°).

Изобретение относится к медицинской технике, к области анестезии, а именно к ларингеальным маскам. Устройство содержит жесткую трубку, по существу, выполненную в форме буквы "J", имеющую продольное отверстие по всей своей длине, гибкую трубку, также выполненную в форме буквы "J", предназначенную для размещения в продольном отверстии жесткой трубки и отделяемую от нее.
Изобретение относится к медицине, хирургии. При эндохирургическом лечении пищевода Барретта вводят эндоскоп, осматривают слизистую пищевода и кардиоэзофагеального перехода.

Группа изобретений относится к медицине. Инструмент для витрэктомии оснащен осветителем, содержит: зонд и узел освещения зонда, проходящий вдоль и вокруг зонда и имеющий регулируемую позицию вдоль длины зонда.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и может быть использовано для прогнозирования течения острого панкреатита Проводят лапароскопию в первые 72 часа от начала заболевания.

Изобретение относится к санитарной обработке медицинских устройств многоразового использования. Аппарат для холодной санитарной обработки медицинских устройств, содержащих один или более внутренних каналов, включает: камеру (2) санитарной обработки; средства (3) для подачи одной или более жидкостей для санитарной обработки, содержащие множество гидравлических контуров (4, 4', 4ʺ), каждый из которых содержит отбирающий трубопровод (5, 5', 5ʺ), выполненный с возможностью соединения с соответствующим резервуаром (S, S', Sʺ) с жидкостью для санитарной обработки, и множество подающих трубопроводов (6, 6', 6ʺ, …), содержащих соответствующий выход (14, 14', 14ʺ) в камеру (2) санитарной обработки для введения жидкостей под давлением в указанную камеру; средства (7) для обеспечения гидравлической связи подающих трубопроводов (6, 6', 6ʺ, …) с соответствующими внутренними каналами устройства, размещенного в камере (2).

Группа изобретений относится к медицине. Эндоскоп содержит корпус, волоконный светопровод, периферическую линзовую систему, датчик расстояния, исполнительный элемент, контроллер.

Группа изобретений включает устройство для поддержания узкого просвета в организме, устройство для диагностики узкого просвета в органе с трубчатой анатомической структурой в организме, устройство для диагностики фаллопиевых труб, способ поддержания узкого просвета в организме (варианты), способ поддержания фаллопиевых труб узкого просвета, относятся к области медицины и предназначены для диагностической визуализации или обработки терапевтическими средствами для эффективной поддержки узкого просвета в организме.
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для эндомикроскопической диагностики раннего центрального рака легкого. Способ включает проведение через инструментальный канал бронхоскопа конфокального лазерного эндоскопического датчика для эндомикроскопии в просвет дыхательных путей при длине волны 488 нм.

Изобретение относится к областям медицины. Видеоэндоскоп содержит матричный фотоприемник, объектив матричного фотоприемника, соосный с его светочувствительной поверхностью, осветительное устройство, формирующее на дистальном конце видеоэндоскопа расходящееся световое излучение, по своей центральной оси однонаправленное с оптической осью объектива матричного фотоприемника, и устройство воспроизведения изображения, подключенное к выходу матричного фотоприемника.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам измерения формы с использованием распределенного измерения температуры оптическим волокном для медицинских устройств. Система измерения температуры с оптическим волокном содержит медицинское устройство, имеющее по меньшей мере одно оптическое волокно, выполненное с возможностью распределенного измерения растяжения, вызванного температурой, и измерения формы устройства, и модуль интерпретации, выполненный с возможностью приема оптических сигналов по меньшей мере от одного оптического волокна внутри тела и интерпретации оптических сигналов для определения по меньшей мере одного температурного градиента устройства, причем модуль интерпретации выдает по меньшей мере один определенный температурный градиент устройства. Рабочая станция для измерения температуры содержит медицинское устройство, включающее в себя измерительное устройство, имеющее по меньшей мере одно оптическое волокно, процессор, память, имеющую сохраненный в ней модуль интерпретации, выполненный с возможностью приема оптических сигналов от по меньшей мере одного оптического волокна в объекте интерпретации оптических сигналов, и дисплей, выполненный с возможностью отображения информации о температуре и/или температурном градиенте, относящейся к объекту. Способ определения точки температурного перехода содержит этапы, на которых собирают данные о растяжении от устройства измерения растяжения оптического волокна, включенного в медицинское устройство, причем устройство измерения растяжения оптического волокна расположено по меньшей мере в двух различных температурных областях, определяют по меньшей мере один температурный градиент по меньшей мере по двум упомянутым различным температурным областям из данных о растяжении, определяют геометрическое растяжение устройства измерения растяжения оптического волокна, определяют точку температурного перехода между по меньшей мере двумя различными температурными областями на основании данных о растяжении и располагают точку перехода по отношению к медицинскому устройству для нахождения определенного эталонного местоположения. Использование изобретений позволяет расширить арсенал средств измерения формы. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам контроля формы внутренних деталей. Способ контроля формы внутренних деталей, включающий в себя этапы доставки внутрь контролируемого оборудования эндоскопа с миниатюрной камерой, выполненного с возможностью измерений, для навигации по траектории которого используется освещение белого света, которое передается по оптическому волокну, после выхода из которого требуемая индикатриса освещенности формируется по меньшей мере одной линзой. Далее осуществляют выравнивание дистального конца эндоскопа ортогонально контролируемой поверхности посредством механической артикуляции. Далее следует этап выключения или приглушения белого света с последующим включением лазера, который посредством оптического волокна, передающего лазерный поток, и конденсатора формирует параллельный пучок лучей, который, проходя через дифракционный оптический элемент, формирует на поверхности объекта контроля изображение с известными размерами, а затем, используя полученное цифровое изображение детали и спроецированное на нее лазерное изображение, производят калибровку с последующим сравнением изображений и в случае выявления несплошностей проводится измерение геометрических параметров детали. Технические результат – повышение эффективности и производительности контроля формы внутренних деталей. 1 ил.

Наверх