RU152858U1

RU152858U1 - DEVICE FOR SEARCHING SURFACE ANOMALIES

Info

Publication number: RU152858U1
Application number: RU2015100988/28U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Аркадиевич Марков; Александр Юрьевич Веревкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Радиоавионика"
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2015-06-20

Abstract

Устройство для поиска поверхностных аномалий, содержащее средство визуального наблюдения, окруженное несколькими источниками подсветки поверхности, отличающееся наличием блока поочередного включения источников подсветки с возможностью просмотра поверхности в косых лучах.A device for searching for surface anomalies, comprising visual observation means surrounded by several surface illumination sources, characterized by the presence of a block of alternately switching on the illumination sources with the ability to view the surface in oblique rays.

Description

Заявляемая полезная модель относится к средствам для исследования или анализа материалов с помощью оптических средств, с использованием видимых лучей и изменением направления излучения. Полезная модель может быть использована для поиска поверхностных аномалий в различных сферах: дефектоскопии, криминалистике, искусстве, в быту и т.п.The inventive utility model relates to means for the study or analysis of materials using optical means, using visible rays and changing the direction of radiation. The utility model can be used to search for surface anomalies in various fields: flaw detection, forensics, art, everyday life, etc.

Визуальная оценка поверхностей, в частности, используется на железнодорожном транспорте. Известно Распоряжение ОАО РЖД [1], в котором указано, что при дефектоскопии рельсов используется визуальный осмотр рельса, который проводится для выявления трещин, отслоений, механических повреждений, пластических деформаций на поверхности рельса, с последующим замером и определением кода выявленного дефекта.Visual assessment of surfaces, in particular, is used in railway transport. The Russian Railways Directive [1] is known, which states that rail inspection uses visual inspection of the rail, which is used to detect cracks, delaminations, mechanical damage, plastic deformations on the rail surface, with subsequent measurement and determination of the code of the detected defect.

Известен диагностический комплекс рельсосварочного предприятия [2] Патент RU 139458, снабженный средствами видео регистрации сварного стыка, оперативного отображения и сохранения результатов.Known diagnostic complex rail welding enterprise [2] Patent RU 139458, equipped with video recording of a welded joint, operational display and storage of results.

Известен способ диагностики рельсового пути [3], который предполагает, в том числе визуальное наблюдение рельсового пути оператором и сохранение результатов в диагностической карте.A known method for diagnosing a rail track [3], which involves, among other things, visual observation of a rail track by an operator and storing the results in a diagnostic map.

Известны средства визуального поиска поверхностных дефектов, которые, кроме глаз оператора могут содержать приборы:Known means of visual search for surface defects, which, in addition to the operator’s eyes, may contain devices:

1. оперативного оптического наблюдения поверхностей, предполагающих прямое участие оператора, например:1. operational optical observation of surfaces involving direct participation of the operator, for example:

- увеличительные линзы;- magnifying lenses;

- микроскопы;- microscopes;

- зеркала;- mirrors;

- телекамеры, и т.п.- cameras, etc.

2. фиксации изображений поверхности, с последующим осмотром оператором:2. capturing surface images, followed by inspection by the operator:

- фотоаппараты;- cameras;

- видеокамеры.- video cameras.

В условиях недостаточной освещенности, а также для повышения качества поиска оптические средства наблюдения поверхностей снабжают источниками подсветки в разных спектральных диапазонах и угловых положениях по отношению к средствам визуального наблюдения.In conditions of insufficient illumination, as well as to improve the quality of the search, optical means for observing surfaces are provided with illumination sources in different spectral ranges and angular positions with respect to visual observation means.

Известны лампы-лупы многочисленных производителей и различного конструктивного исполнения, например [4], у которых оптическую лупу окружает множество светодиодов обеспечивающих бестеневую подсветку поверхности исследуемого объекта.Lamp magnifiers of numerous manufacturers and various designs are known, for example [4], in which an optical magnifier is surrounded by many LEDs providing shadowless illumination of the surface of the object under study.

Недостатком таких устройств является сложность выделения аномальных зон поверхности на фоне равномерно подсвеченной поверхности. Более качественного обнаружения поверхностных дефектов можно добиться, используя наблюдение в косых лучах.The disadvantage of such devices is the difficulty of distinguishing anomalous zones of the surface against the background of a uniformly illuminated surface. Better detection of surface defects can be achieved using oblique ray observation.

Известно устройство [5], предназначенное для контроля качества поверхностей, содержащее средство визуального наблюдения и источники освещения, направленные под косыми углами на исследуемую поверхность. Устройство может использоваться при проведении шлифовальных работ и позволяет обнаруживать неровности окружающие инструмент.A device [5] is known, intended for quality control of surfaces, comprising visual observation means and light sources directed at oblique angles to the surface under study. The device can be used during grinding work and allows you to detect irregularities surrounding the tool.

Недостатком устройства [5] является то, что разнонаправленный характер источников подсветки позволяет обнаружить неровности вокруг инструмента, но затрудняет обнаружение дефектов в конкретном месте.The disadvantage of the device [5] is that the multidirectional nature of the illumination sources makes it possible to detect irregularities around the instrument, but makes it difficult to detect defects in a particular place.

Известно, в искусствоведении [6], что фотография, выполненная при боковом свете (в косых лучах) отчетливо демонстрирует рельеф поверхности произведения, характеризует как авторскую технику, так и состояние сохранности предмета. Такой прием может с успехом применяться при визуальном контроле любых поверхностей.It is known in art criticism [6] that a photograph taken in side light (in oblique rays) clearly demonstrates the surface relief of the work, characterizes both the author’s technique and the state of conservation of the subject. This technique can be successfully used for visual inspection of any surfaces.

Боковую подсветку используют при контроле достоверности денежной купюры, поворачивая ее относительно источника подсветки.Side illumination is used to control the authenticity of a banknote, turning it relative to the source of illumination.

Очевидно, что для тяжелых предметов, лучше перемещать источник излучения, а не саму исследуемую поверхность. В современных условиях, когда несложно получить множество недорогих и малогабаритных источников подсветки (светодиоды), выгоднее использовать не их механическое перемещение, а последовательное включение.Obviously, for heavy objects, it is better to move the radiation source, rather than the surface under investigation. In modern conditions, when it is easy to get a lot of inexpensive and small-sized sources of illumination (LEDs), it is more profitable to use not their mechanical movement, but series switching.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство [7], содержащее средство визуального наблюдения, окруженное несколькими источниками подсветки поверхности. В данном случае средством визуального наблюдения является камера. Устройство [7] может использоваться, в том числе, для визуального поиска поверхностных аномалий объектов исследования.Closest to the claimed utility model is a device [7] containing a means of visual observation, surrounded by several surface illumination sources. In this case, the means of visual observation is the camera. The device [7] can be used, inter alia, for the visual search of surface anomalies of objects of study.

Недостатком устройства [7] также является сложность выделения аномалий на фоне равномерно подсвеченной поверхности.The disadvantage of the device [7] is also the difficulty of isolating anomalies on the background of a uniformly illuminated surface.

Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью является повышение качества визуального поиска поверхностных дефектов за счет использования боковой подсветки.The problem solved by the claimed utility model is to improve the quality of the visual search for surface defects through the use of side illumination.

Для решения этой задачи в устройство для визуального поиска поверхностных аномалий, содержащее средство визуального наблюдения, окруженное несколькими источниками подсветки поверхности, введен блок поочередного включения источников подсветки с возможностью просмотра поверхности в косых лучах.To solve this problem, a unit for alternately switching on the illumination sources with the ability to view the surface in oblique rays is introduced into the device for visual search of surface anomalies, containing visual observation equipment surrounded by several sources of surface illumination.

Существенным отличием заявляемой полезной модели является наличие блока поочередного включения источников подсветки, который позволяет просматривать поверхности в косых лучах, что существенно повышает качество обнаружения поверхностных аномалий.A significant difference of the claimed utility model is the presence of a block for alternately switching on the illumination sources, which allows viewing surfaces in oblique rays, which significantly improves the quality of detection of surface anomalies.

В прототипе используется равномерная подсветка.The prototype uses uniform illumination.

Заявляемая полезная модель может использоваться, как при простом визуальном контроле, так и с любыми приборами оперативного наблюдения поверхностей и фиксации изображений поверхности, перечисленными выше.The inventive utility model can be used both with simple visual control, and with any instruments for the operational observation of surfaces and fixing surface images listed above.

Заявляемую полезную модель иллюстрируют следующие графические материалы:The claimed utility model is illustrated by the following graphic materials:

Фиг. 1 - Устройство для визуального поиска поверхностных аномалий, где:FIG. 1 - Device for visual search of surface anomalies, where:

1 - средство визуального наблюдения;1 - means of visual observation;

2 - источники подсветки;2 - backlight sources;

3 - блок поочередного включения источников подсветки.3 - block alternately turning on the backlight sources.

Фиг. 2 - Изображение аномалии подошвы рельса при разных направлениях подсветки.FIG. 2 - Image of anomaly of the sole of the rail with different directions of illumination.

Средство визуального наблюдения 1 предназначено для обнаружения поверхностных аномалий либо непосредственно глазами оператора, либо с использованием любых приборов, перечисленных выше.Visual observation tool 1 is designed to detect surface anomalies either directly through the eyes of the operator, or using any of the devices listed above.

Источники подсветки 2 предназначены для повышения качества наблюдения. Источники могут быть выполнены в виде различных излучателей видимого света и работать в разных частотных диапазонах. Расположение источников по отношению к средствам наблюдения выбирается, исходя из специфики задачи.Illumination sources 2 are designed to improve the quality of observation. Sources can be made in the form of various emitters of visible light and operate in different frequency ranges. The location of sources in relation to the means of observation is selected based on the specifics of the task.

Блок поочередного включения источников подсветки 3 предназначен для обеспечения боковой подсветки исследуемой поверхности. Блок 3 может быть реализован на основе микроконтроллера, обеспечивающего поочередное включение источников подсветки в автоматическом режиме с заданным интервалом или по командам оператора (нажатие кнопки смены направления подсветки).The block alternately turning on the illumination sources 3 is designed to provide lateral illumination of the investigated surface. Block 3 can be implemented on the basis of a microcontroller, which ensures that the backlight sources are turned on alternately in automatic mode with a specified interval or according to operator commands (pressing the button to change the backlight direction).

Рассмотрим работу заявляемого устройства. В рассматриваемом случае, Фиг. 1, заявляемое устройство содержит 4 ортогонально направленных источника подсветки 2. Для исследования поверхностей выбирают тип, спектральный состав и положение источников подсветки 2 относительно средства визуального наблюдения 1, так чтобы обеспечить наилучшие условия для поиска поверхностных аномалий. Наблюдают поверхность при подсветке с разных ракурсов, которую обеспечивает блок 3. Порезультатом наблюдений делают вывод о наличии или отсутствии поверхностных аномалий.Consider the operation of the claimed device. In this case, FIG. 1, the inventive device contains 4 orthogonally directed illumination sources 2. For the study of surfaces, select the type, spectral composition and position of the illumination sources 2 relative to the means of visual observation 1, so as to provide the best conditions for the search for surface anomalies. The surface is observed under illumination from different angles, which is provided by block 3. As a result of observations, it is concluded that there are surface anomalies or not.

На Фиг.2 показаны изображения пропила на подошве рельса при разной ориентации подсветки. Боковая подсветка перпендикулярная пропилу, Фиг. 2А), делает его хорошо видимым. Подсветка вдоль пропила, Фиг. 2Б плохо различима.Figure 2 shows the image cut on the sole of the rail with different orientation of the backlight. Side illumination perpendicular to the cut, FIG. 2A), makes it clearly visible. Illumination along the cut, Fig. 2B is poorly distinguishable.

Таким образом, заявляемая полезная модель может быть реализована и обеспечивает повышение качества визуального обнаружения поверхностных дефектов в разных областях. Применение устройства при визуальной дефектоскопии рельсов позволяет с высоким качеством обнаруживать трещины, отслоения, механические повреждения, а также пластические деформации.Thus, the claimed utility model can be implemented and provides an increase in the quality of visual detection of surface defects in different areas. The use of the device for visual flaw detection of rails allows high-quality detection of cracks, delaminations, mechanical damage, as well as plastic deformations.

Источники информации:Information sources:

1. Распоряжение ОАО РЖД от 08.12.2010 N 2537 р ОАО "РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ" http://jd-doc.ru/2010/dekabr-2010/5788-rasporvazhenie-oao-rzhd-ot-08-12-2010-n-2537r.1. The order of Russian Railways dated 08.12.2010 N 2537 r of the OJSC RUSSIAN RAILWAYS http://jd-doc.ru/2010/dekabr-2010/5788-rasporvazhenie-oao-rzhd-ot-08-12-2010- n-2537r.

2. Патент RU 139458.2. Patent RU 139458.

3. Патент RU 2521095.3. Patent RU 2521095.

4. Лампа-лупа 5D прямоугольная на струбцине 108 светодиодов 8069LED/31-0513 http://spacomfort.ru/product/lampa-lupa-5d-kruglaja-svetodiodnaja-90-na-strubcine-80931ed/.4. A 5D magnifying lamp rectangular on a clamp 108 LEDs 8069LED / 31-0513 http://spacomfort.ru/product/lampa-lupa-5d-kruglaja-svetodiodnaja-90-na-strubcine-80931ed/.

5. Патент ЕР 2653635.5. Patent EP 2653635.

6. http://csqlab.ru/projects/multispectal/.6.http: //csqlab.ru/projects/multispectal/.

7. Патент RU 2465739.7. Patent RU 2465739.

Claims

A device for searching for surface anomalies, comprising visual observation means surrounded by several surface illumination sources, characterized by the presence of a block of alternately switching on the illumination sources with the ability to view the surface in oblique rays.