RU2007890C1

RU2007890C1 - Device for indicating flaw

Info

Publication number: RU2007890C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Волков; Н.В. Сурначев; А.А. Макаров
Original assignee: Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии
Priority date: 1990-08-07
Filing date: 1990-08-07
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: flaw detection. SUBSTANCE: device has test bench 1, mechanism 2 for object movement, TV camera 3, synchronization generator 4, amplifier 5 having possibility for commutation of video signal polarity, three flip-flops 6, 7, 27, synchronization frequency divider 8, "start" button 9, reproduction interval setting unit 10, "stop" button 11, pulse generator 12, two AND gates 13, 14, video signal commutation unit 15, recording interval setting unit 16, storing cathode-ray tube 17, two registers 18, 19, unit 20 for generation of voltage for power supply of CRT, "clear" interval setting unit 21, "ready" interval setting unit 22, OR gate 23, band-pass filter 24, threshold unit 25, indicator 26, power amplifier 28, movement mechanism electric motor 29, memory unit 30 which performs subtraction during each second period, control unit 31. EFFECT: increased precision. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для дефектоскопии, в частности для контроля качества сварных швов изделий. The invention relates to automation and can be used for flaw detection, in particular for quality control of welds of products.

Известно устройство сигнализации о наличии дефектов, содержащее телевизионный датчик, подключенный к одному входу сумматора, выход которого подключен к входу блока памяти, а выход блока памяти через буферные элементы - к другому входу сумматора и к индикатору. Недостатком его является малая функциональная надежность, так как возможен пропуск дефектов. A device for signaling the presence of defects is known, which contains a television sensor connected to one input of the adder, the output of which is connected to the input of the memory unit, and the output of the memory unit through buffer elements to the other input of the adder and to the indicator. Its disadvantage is the low functional reliability, since it is possible to skip defects.

Наиболее близким техническим решением к предложенному, взятому в качестве прототипа, является устройство для обнаружения объектов, содержащее телевизионную камеру, выход которой подключен к блоку памяти и одному входу блока череспериодного, выход которого подключен к сигнализатору, а также механизм перемещений и синхрогенератор, по которому изображение контролируемого неподвижного объекта накапливают и запоминают, затем объект смещают на фиксированное расстояние, повторно накапливают и запоминают изображение, затем запомненные изображения суммируют в противофазе, т. е. вычитают одно из другого и по уровню суммарного сигнала судят о наличии дефекта. The closest technical solution to the proposed one, taken as a prototype, is a device for detecting objects containing a television camera, the output of which is connected to the memory unit and one input of the inter-period unit, the output of which is connected to the signaling device, as well as a movement mechanism and a clock generator, according to which the image controlled stationary object is accumulated and stored, then the object is displaced by a fixed distance, the image is re-accumulated and stored, then the stored images Brazies are summed up in antiphase, that is, they subtract one from the other and judge by the level of the total signal the presence of a defect.

Недостатком этого устройства является малая точность выделения сигнала, что снижает функциональную надежность устройства. The disadvantage of this device is the low accuracy of signal extraction, which reduces the functional reliability of the device.

Целью изобретения является повышение точности контроля. The aim of the invention is to improve the accuracy of control.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - характер эпюр напряжений в некоторых точках устройства. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; in FIG. 2 - nature of stress diagrams at some points of the device.

Устройство содержит предметный стол 1, на который устанавливают объект, механизм 2 перемещения объекта, телевизионную камеру 3, синхрогенератор 4, усилитель 5 с коммутацией полярности видеосигнала, первый триггер 6, второй триггер 7, делитель синхрочастоты 8, кнопку "пуск" 9, блок 10 формирования интервала воспроизведения, тумблер "Стоп" 11, формирователь 12 импульсов, первый элемент И 13, второй элемент И 14, блок коммутации видеосигнала 15, блок 16 формирования интервала "записи", запоминающую электроннолучевую трубку ЗЭЛТ 17, первый регистр 18, второй регистр 19, блок 20 формирования питающих напряжений ЗЭЛТ, блок 21 формирования интервала "стирания", блок 22 формирования интервала "подготовки", элемент ИЛИ 23, полосовой фильтр 24, пороговый элемент 25, индикатор 26, третий триггер 27, усилитель 28 мощности, электродвигатель 29 механизма перемещения объекта, блок 30 памяти и череспериодного вычитания (БП и ЧПВ), блок 31 управления БУ. The device contains an object table 1 on which an object is mounted, an object moving mechanism 2, a television camera 3, a clock generator 4, a video switching polarity amplifier 5, a first trigger 6, a second trigger 7, a clock divider 8, a start button 9, block 10 the formation of the playback interval, the toggle switch "Stop" 11, the pulse shaper 12, the first element And 13, the second element And 14, the switching unit of the video signal 15, the unit 16 of the formation of the interval "record", the cathode ray tube ZELT 17, the first register 18, the second p histr 19, ZELT supply voltage generation unit 20, “erase” interval formation unit 21, “preparation” interval formation unit 22, OR element 23, band-pass filter 24, threshold element 25, indicator 26, third trigger 27, power amplifier 28, electric motor 29, an object moving mechanism, a memory and inter-period subtraction unit (PSU and an emergency block) 30, a control unit 31 of the control unit.

Работа устройства основана на том, что проецируют неподвижное изображение на фоточувствительную мишень, запоминают изображение неподвижного контролируемого объекта, смещают его на фиксированное расстояние, повторно запоминают изображение неподвижного контролируемого объекта. Полученные изображения складывают в противофазе. По уровню суммарного сигнала судят о наличии дефекта, причем сдвиг объекта осуществляют на величину L заданного разрешения и результат вычитания поэлементно сканируют с фиксированной скоростью v. Из полученного электрического сигнала выделяют частоту, которую определяют по формуле F= K

, где L - сдвиг объекта; F - частота; v - скорость сканирования; K - коэффициент пропорциональности.The operation of the device is based on the fact that the still image is projected onto a photosensitive target, the image of the stationary controlled object is stored, it is shifted by a fixed distance, the image of the stationary controlled object is re-stored. The resulting images are stacked in antiphase. The level of the total signal is used to judge the presence of a defect, moreover, the object is shifted by the value L of a given resolution and the result of the subtraction is element-by-element scanned at a fixed speed v. From the received electrical signal, a frequency is extracted, which is determined by the formula F = K

where L is the shift of the object; F is the frequency; v is the scanning speed; K is the coefficient of proportionality.

По уровню суммарного сигнала частоты судят о наличии дефекта. The level of the total frequency signal judges the presence of a defect.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии предметный стол 1 с закрепленным на нем объектов находится в статистическом состоянии. Изображение фрагмента объекта, преобразованное телевизионной камерой 3 в видеосигнал, поступает на сигнальный вход блока 30 памяти и черезпериодного вычитания, через видеоусилитель 5, блок коммутации 15, причем полярность видеосигнала однозначно определяется состоянием триггера 6, который управляет усилителем 5, полярность видеосигнала положительная (см. фиг. 2 в). Предварительно выставлены определенные временные интервалы на блоках формирования интервалов "подготовки" 22 "стирания" 21, "записи" 16, "воспроизведения" 10. На фиг. 2 приведен пример величин временных интервалов и напряжений на мишени ЗЭЛТ в последовательности: воспроизведение, запись - в первом периоде (1) и воспроизведение, подготовка, стирание, запись - во втором периоде (II) (см. фиг. 2). Для обработки одного фрагмента изображения необходима последовательность первый (I) период + второй (II) период, которые совместно составляют один полный цикл работы устройства. Кнопка "Пуск" 9 отжата. Тумблер "Стоп" 11 замкнут. Регистр 19 выставлен на счет n импульсов, регистр 18 выставлен на счет m импульсов, кадровый частоты с периодом Тк, m >> n, триггер 7 находится в исходном состоянии. При нажатии на кнопку 9 "Пуск" двигатель 29 начинает вращаться, что ведет к перемещению изображения в течение времени m ˙ Тк, причем время перемещения равно m ˙ Тк кадров. Поскольку скорость перемещения постоянна, а m ˙ Тк >> n ˙ Тк, то за время m ˙ Тк происходит смена сюжета, а за время n ˙ Тк смены не происходит, но элементы изображения, в том числе и дефекты смещаются на заданное разрешение. Запуск двигателя осуществляется по цепям блоков триггера 27, усилителя 28 и двигателя 29. Исходное состояние триггера 7 обеспечивает при поступлении напряжения на блоки 13 и 14 работу блоков 13 и 18 блоки 14 и 19 отключаются. Первый элемент И 13 дает разрешение регистру 18 за счет импульсов следующих с частотой F_к [ Tк= 40m ˙c] . Регистр прекращает счет на m^ом импульсе, т. е. после времени m ˙ Тк, на выходе регистра 18 появляется импульс (см. фи г. 2), который: а) отключает элементы 13, 18 путем изменения состояния триггера 7;
б) подключает (подготавливает) элементы 14, 19 к работе также через изменение состояния триггера 7;
в) останавливают двигатель 29 через элемент 23 ИЛИ, третий триггер 27, усилитель 28 мощности;
г) дает команду на вых. "сигнала записи со стиранием" блока управления 31, т. е. на 2-й управляющий вход блока 30 записи и черезпериодного вычитания. Этот импульс последовательно запускает блок 22 формирования интервала "подготовки", блок 21 формирования интервала стирания, блок 16 формирования интервала "записи", блок 10 формирования интервала "воспроизведения", которые в свою очередь в том же порядке воздействуя на блок 20 формирования питающих напряжений и блок 15 коммутации видеосигнала, обеспечивают режимы "подготовки", "стирания", "записи" и "воспроизведения" запоминающей трубки 17 (см. фиг. 2). Благодаря такой последовательности изменения режимов на электродах трубки на сигнальном выходе блока 30 памяти и черезпериодного вычитания имеет место сигнал (воспроизведения), генерируемый трубкой 17 негативной полярности (см. фиг. 2). В формирователе 12 из импульса, соответствующего заднему фронту интервала записи, формируется импульс, проходящий через замкнутый тумблер 11 "Стоп". Роль этого импульса почти аналогична запускающему импульсу. Он запускает электродвигатель 29, элементы 14 и регистр 19, а также переключает полярность входного видеосигнала с помощью триггера 6 и усилителя 5.In the initial state, the object table 1 with the objects fixed on it is in a statistical state. The image of the object fragment converted by the television camera 3 into a video signal is fed to the signal input of the memory unit 30 and periodically subtracted through the video amplifier 5, the switching unit 15, and the polarity of the video signal is uniquely determined by the state of the trigger 6, which controls the amplifier 5, the polarity of the video signal is positive (see Fig. 2 c). Certain time intervals are preliminarily set on the blocks of the formation of the “preparation” 22 “erase” 21, “record” 16, “play” 10 intervals. FIG. Figure 2 shows an example of the values of time intervals and voltages on a ZELT target in the sequence: playback, recording - in the first period (1) and playback, preparation, erasing, recording - in the second period (II) (see Fig. 2). To process one image fragment, the sequence of the first (I) period + second (II) period is necessary, which together comprise one full cycle of the device. The start button 9 is depressed. The toggle switch "Stop" 11 is closed. Register 19 is set to n pulses, register 18 is set to m pulses, frame frequency with a period Tk, m >> n, trigger 7 is in the initial state. When you press the "Start" button 9, the engine 29 starts to rotate, which leads to the movement of the image during the time m ˙ Tk, and the movement time is equal to m ˙ Tk frames. Since the speed of movement is constant, and m ˙ Tk >> n ˙ Tk, the plot changes during m к Tk, and the change does not occur during n ˙ Tk, but image elements, including defects, are shifted to the specified resolution. The engine is started via the chains of the trigger units 27, the amplifier 28 and the engine 29. The initial state of the trigger 7 ensures that when the voltage arrives at the units 13 and 14, the operation of the units 13 and 18, the units 14 and 19 are turned off. The first element And 13 gives permission to the register 18 due to the pulses following with a frequency of F _to [Tk = 40m ˙c]. The register stops counting on the m ^th pulse, that is, after the time m ˙ Tk, a pulse appears at the output of register 18 (see fi g. 2), which: a) disables elements 13, 18 by changing the state of trigger 7;
b) connects (prepares) the elements 14, 19 to work also through changing the state of the trigger 7;
C) stop the engine 29 through the element 23 OR, the third trigger 27, power amplifier 28;
d) gives a command to exit. "recording signal with erasure" of the control unit 31, that is, to the 2nd control input of the recording unit 30 and after period subtraction. This pulse sequentially triggers the “preparation” interval forming unit 22, the erasing interval forming unit 21, the “recording” interval forming unit 16, the “playing” interval forming unit 10, which in turn act in the same manner on the supply voltage generating unit 20 and block 15 switching the video signal, provide the modes of "preparation", "erase", "record" and "play" of the storage tube 17 (see Fig. 2). Due to this sequence of change of modes on the electrodes of the tube at the signal output of the memory unit 30 and through periodical subtraction, a signal (reproduction) is generated by the negative polarity tube 17 (see Fig. 2). In the shaper 12 of the pulse corresponding to the trailing edge of the recording interval, a pulse is generated passing through the closed toggle switch 11 "Stop". The role of this impulse is almost similar to the triggering impulse. He starts the electric motor 29, the elements 14 and the register 19, and also switches the polarity of the input video signal using trigger 6 and amplifier 5.

Элемент И 14 дает разрешение на счет импульсов регистру 19. Регистр прекращает счет n^ом импульсе, т. е. после времени n˙ Тк на выходе регистра 19 появляется импульс (см. фиг. 2), который отключает элемент 14 и регистр 19 путем изменения состояния триггера 7; подключает (подготавливает) элемент 13 и регистр 18 к работе, останавливает электродвигатель 29 через элементы ИЛИ 23, третий триггер 27, усилитель 28 мощности, дает команду на "выход сигнала записи без стирания" блока 31 управления, т. е. на 1-й управляющий вход блока 30 записи и черезпериодного вычитания.AND gate 14 gives permission for the pulse count register 19. The register stops counting n ^th pulse, t. E. After time Tc n˙ a register 19 output pulse appears (see. Fig. 2), which disconnects the element 14 and the register 19 by changing trigger state 7; connects (prepares) the element 13 and the register 18 to work, stops the electric motor 29 through the OR elements 23, the third trigger 27, the power amplifier 28, gives a command to “output the write signal without erasing” of the control unit 31, i.e., on the 1st the control input of the recording unit 30 and through periodic subtraction.

Этот импульс последовательно запускает узел 16 формирования интервала "записи", блок 10 формирования интервала "воспроизведения", которые в свою очередь в том же порядке, воздействуя на блок 20 формирования питающих напряжений и блок 15 коммутации видеосигнала, обеспечивают режимы "записи" и "воспроизведения" запоминающей трубки 17 (см. фиг. 2). Благодаря такой последовательности изменения режимов на электродах ЗЭЛТ 17, на ее мишени записывается потенциальный рельеф изображения позитивной полярности, близкий по содержанию записанному ранее, т. е. n ˙ Тк - мало, а предыдущая запись была негативной полярности. Таким образом именно на мишени ЗЭЛТ 17 происходит алгебраическое сложение двух сигналов разной полярности, но сдвинутых относительно один другого на величину разрешения. В дальнейшем именно этот разностный сигнал, поступал на фильтр 24, пороговый элемент 25 выделяется на индикаторе 26. На этом заканчивается анализ изображения одного фрагмента - далее происходит смена фрагмента, стирание изображения с мишени (подготовка мишени к новой записи), запись нового изображения в негативе. В формирователе 12 из импульса, соответствующего заднему фронту интервала "записи", формируется импульс, который проходит через замкнутый тумблер 11. This pulse sequentially starts the “recording” interval formation unit 16, the “playback” interval formation unit 10, which, in turn, in the same order, acting on the supply voltage generation unit 20 and the video signal switching unit 15, provide “recording” and “playback” modes "storage tube 17 (see Fig. 2). Owing to this sequence of regime change on the ZELT 17 electrodes, a potential relief of the image of positive polarity is recorded on its target, which is close to the content recorded earlier, i.e., n ˙ Tk is small, and the previous record was negative polarity. Thus, it is on the ZELT 17 target that the algebraic addition of two signals of different polarity occurs, but shifted relative to each other by the magnitude of the resolution. Subsequently, it was this difference signal that was applied to the filter 24, the threshold element 25 is highlighted on the indicator 26. This completes the analysis of the image of one fragment - then the fragment is changed, the image is erased from the target (preparing the target for a new recording), and the new image is recorded in negative . In the former 12, a pulse is generated from the pulse corresponding to the trailing edge of the “recording” interval, which passes through the closed toggle switch 11.

Этот импульс запускает двигатель 29 через цепь 23, 27 и 28, запускает в работу элементы 11, 13 и регистр 18, переключает полярность видеосигнала на сигнальном входе блока 30 путем изменения состояния триггера 7. This pulse starts the engine 29 through the circuit 23, 27 and 28, starts the elements 11, 13 and the register 18, switches the polarity of the video signal at the signal input of the block 30 by changing the state of the trigger 7.

Элемент И 13 дает разрешение на счет импульсов следующих с частотой F к регистру 18. Этот регистр прекращает счет на m-ом импульсе. Выходной импульс регистра 18 дает команду на остановку двигателя через элемент ИЛИ 23 триггера 27 и усилитель 28 мощности. Это останавливает двигатель 29, отключает элемент И, подключает элементы И 14 и 19, а также дает команду на "выход сигнала записи со стиранием" блока 31 управления, т. е. на второй управляющий вход блока 30 памяти и череспериодного вычитания. Этот импульс последовательно запускает блок 22 формирования интервала "подготовки", блок 21 формирования интервала "стирания", блок 16 формирования интервала "записи", блок 10 формирования интервала "воспроизведения", которые в свою очередь, в том же порядке воздействуя на блок 20 формирования питающих напряжений и блок 15 коммутации видеосигнала, обеспечивают режим подготовки, стирания записи и воспроизведения запоминающей трубки 17 (см. фиг. 2). Благодаря такой последовательности изменения режимов на электродах ЗЭЛТ 17 на ее мишени записывается новый потенциальный рельеф (причем предыдущий был предварительно стерт), причем этот потенциальный рельеф соответствует новому изображению, т. е. новому фрагменту изображения и по содержанию это изображение является новым фрагментом (т. к. m ˙ Тк - велико). Полярность этой записи негативная. Цикл работы закончен. Запоминающая трубка 17 находится в исходном состоянии для дальнейшей записи на ее мишень изображения положительной полярности сдвинутого на величину разрешения, что и осуществляется далее автоматически, поскольку с формирователя 12 поступает импульс, который начинает следующий цикл работы устройства. Отжатие кнопки "стоп" 11 останавливает работу устройства. Element And 13 gives permission to the count of pulses following with a frequency F to register 18. This register stops counting on the mth pulse. The output pulse of the register 18 gives the command to stop the engine through the element OR 23 of the trigger 27 and the power amplifier 28. This stops the engine 29, turns off the AND element, connects the AND elements 14 and 19, and also gives a command to “output the write signal with erasure” of the control unit 31, that is, to the second control input of the memory unit 30 and inter-period subtraction. This pulse sequentially triggers the “preparation” interval formation block 22, the “erase” interval formation block 21, the “record” interval formation block 16, the “play” interval formation block 10, which, in turn, act in the same manner on the formation block 20 the supply voltage and the video switching unit 15, provide a mode of preparation, erasure of recording and playback of the storage tube 17 (see Fig. 2). Due to this sequence of regime changes on the ZELT 17 electrodes, a new potential relief is recorded on its target (the previous one was previously erased), and this potential relief corresponds to a new image, i.e., a new fragment of the image and the content of this image is a new fragment (i.e. K. m ˙ Tk - great). The polarity of this entry is negative. The work cycle is over. The storage tube 17 is in the initial state for further recording on its target an image of positive polarity shifted by the resolution value, which is done automatically further, since a pulse is received from the former 12, which starts the next operation cycle of the device. Pressing the stop button 11 stops the operation of the device.

(56) Авторское свидетельство СССР N 285962, кл. Н 04 N 7/18, 1970. (56) Copyright certificate of the USSR N 285962, cl. H 04 N 7/18, 1970.

Claims

1. A DEVICE ALARM SYSTEM, containing an object table with a mechanism for moving an object, a television camera whose sync input is connected to the output of the sync generator, an amplifier with switching polarity of the video signal, the signal input of which is connected to the output of the television camera, the sync input is connected to the output of the sync generator, and the output is connected with the signal input of the memory unit and inter-period subtraction, the sync input of which is connected to the output of the clock generator, characterized in that, in order to increase the accuracy of role, a series-pass filter is introduced, the input of which is connected to the first output of the memory block and inter-period subtraction, the threshold block and indicator, as well as the block for generating control signals, the trigger input and clock input of which are connected to the second and third outputs of the memory block and inter-period subtraction, and the first, second, third and fourth outputs of the control signal generating unit are connected respectively to the object moving mechanism, an amplifier with a commutation of video signal polarity la and the first and second control inputs of the memory unit and inter-period subtraction.

2. The device according to claim 1, characterized in that the control signal generating unit comprises three triggers, a pulse shaper, two AND elements, two registers, an OR element, a power amplifier, an electric motor, a Start button and a Stop switch, while the trigger input is the signal input of the pulse shaper, the control output of which is connected via the Stop switch to the first inputs of the first and second elements AND, the input of the first trigger and the first input of the third trigger, the output of which is connected to the winding motor connected with the mechanism of movement through the first output of the control signal generating unit, the output of the first trigger is the second output of the control signal generating unit, the first and second outputs of the second trigger are connected respectively to the second inputs of the first and second elements And, the outputs of which are connected to the signal inputs of the first and the second registers, the clock inputs of which are the clock inputs of the control signal generation unit, the output of the first register is connected to the first input of the OR element, the first input of the second trigger and is the output of the recording signal with erasing the control signal generating unit, the second input of the second trigger is connected to the second input of the OR element, the output of the second register and is the output of the recording signal without erasing the control signal generating unit, and the output of the OR element is connected with the second input of the third trigger.

3. The device according to claim 1, characterized in that the memory and inter-period subtraction unit comprises a storage cathode ray tube (ZELT), a video signal switching unit, the signal inputs of which are combined and are the signal input of the memory unit and inter-period subtraction, the clock frequency divider, the input of which is the synchronizing input of the memory block and inter-period subtraction, and the output is connected to the synchronizing input of the “preparation interval” forming unit, the synchronizing input of the “erasing interval” forming unit ", to the synchronizing input of the recording interval formation unit and to the synchronizing input of the" playback interval "forming unit and is the synchronizing output of the memory unit and inter-period subtraction, the control input of the recording signal generating unit is the first control input of the memory unit and inter-period subtraction, the signal input of the forming unit" of the preparation interval "is the second control input of the memory block and inter-period subtraction, and the outputs of the formation of the" preparation interval "are connected are connected to the triggering input of the unit for forming the “erase interval” and the first input of the unit for generating the supply voltage of ZELT, the outputs of the unit for generating the voltage of ZELT are connected to the second input of the unit for generating the voltage of ZELT and the triggering input of the unit for forming the voltage of ZELT, the outputs of which are connected to the third the input of the power supply forming unit ZELT, the triggering input of the forming unit of the "playback interval" and are the starting output of the memory unit and inter-period subtraction, the output the block of formation of the “playback interval” is connected to the fourth input of the block of supply voltage ZELT and the control input of the switching block of the video signal, the output of which is combined with the signal output of the ZELT and is the signal output of the memory block and inter-period subtraction, the outputs of the block of the formation of voltage supply ZELT are connected respectively to the modulator, additional electrode and ZELT targets.