RU2791144C1 - Method for measuring and control of slot gaps of sand filters and inspection machine for its implementation (options) - Google Patents

Method for measuring and control of slot gaps of sand filters and inspection machine for its implementation (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2791144C1
RU2791144C1 RU2022105358A RU2022105358A RU2791144C1 RU 2791144 C1 RU2791144 C1 RU 2791144C1 RU 2022105358 A RU2022105358 A RU 2022105358A RU 2022105358 A RU2022105358 A RU 2022105358A RU 2791144 C1 RU2791144 C1 RU 2791144C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
optical
inspection machine
optical scanner
hardware
Prior art date
Application number
RU2022105358A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Николаевич Савин
Владимир Анатольевич Федотов
Максим Владимирович Шадрин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Альфа Горизонт"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Альфа Горизонт" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Альфа Горизонт"
Application granted granted Critical
Publication of RU2791144C1 publication Critical patent/RU2791144C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to means for automatic control of design parameters, namely to a method and device for measuring and controlling slotted openings of anti-sand filters used in the mining industry. The effect is achieved by using an inspection machine for finishing control and measuring slot gaps of anti-sand filters, including a means for placing a filter, an optical scanner of the filter surface, including a radiation source and a sequentially located lens and a photodetector, as well as means for installing and moving the optical scanner along the filter and connected to them a control unit, including software and hardware, equipped with at least a pre-installed software and hardware image in the memory unit with an algorithm for performing finishing control operations and measuring gap gaps. In this case, the radiation source is made in the form of an industrial illumination and/or a laser-optical unit, and the lens and the photodetector form an optical channel for capturing an image of the scanned section of the filter in the area of illumination by the radiation source and converting it into a digital format. The optical scanner is additionally equipped with a focus control sensor according to the measured data of the current distance of the optical scanner to the scanned filter surface, connected to the control unit, equipped with software and hardware tools for adjusting the position of the optical scanner in height from the scanned surface when the current readings of the control sensor deviate from the specified value of the focal length, and the control unit is equipped with a software-hardware-implemented means of determining the boundaries of the measured slot gap between the turns of the filter, pre-installed in the memory unit, according to a pre-installed software-hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the digital image of the scanned section of the filter obtained from the photodetector through its threshold processing with the removal of spatio-temporal noise.
EFFECT: increasing the accuracy and speed of measurements, while simplifying the design and increasing its reliability.
37 cl, 9 dwg

Description

Назначение и область примененияPurpose and scope

Изобретение относится к средствам автоматического контроля конструктивных параметров, а именно к способу и устройству измерения и контроля щелевых отверстий противопесочных фильтров, используемых в горной промышленности.SUBSTANCE: invention relates to means for automatic control of design parameters, namely to a method and device for measuring and controlling slotted openings of anti-sand filters used in the mining industry.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Добыча нефти и газа в типовых условиях осуществляется путем бурения скважины на глубину месторождения и установки в скважине последовательности соединенных труб, с помощью которых осуществляется транспортировка или подъем углеводородов на поверхность. В процессе бурения скважины, операций спуска-подъёма оборудования, а также в процессе извлечения нефтяного флюида образуются обломки осадочных пород, которые вызывают снижение продуктивность нефтедобычи и вызывают поломки оборудования. Для борьбы с явлением пескообразования используют специальные фильтры, предотвращающие попадание в добываемый флюид большей части песка и снижающих влияние пескообразования на эффективность извлечения углеводородного сырья. На практике для борьбы с пескопроявлением в большинстве случаев используют щелевые проволочные фильтры, которые имеют проволочный щелевой экран, образованный витками обмоточной проволоки, сваренными с проволочными направляющими фильтра (родами). Проволочный экран одевается на перфорированную базовую трубу или накручивается на нее в режиме прямой намотки. Качество проволочного щелевого фильтра в плане свойств фильтрации определяется, прежде всего, распределением величин щелевых отверстий фильтра. По распределениям этих величин существуют строгие требования, предъявляемым компаниями-операторами нефтедобычи. Обычно эти требования сводятся к условиям к средним значениям величин зазоров и их среднеквадратичным отклонениям от средних значений. В любом случае выполнение этих требований связано с условия на параметры отклонения щелевых зазоров от номинального размера. В этом плане задача контроля и измерения щелевых зазоров готовой продукции фильтров является весьма актуальной и востребованной.Oil and gas production under typical conditions is carried out by drilling a well to the depth of the field and installing a sequence of connected pipes in the well, through which hydrocarbons are transported or lifted to the surface. In the process of drilling a well, operations of lowering and raising equipment, as well as in the process of extracting oil fluid, fragments of sedimentary rocks are formed, which cause a decrease in the productivity of oil production and cause equipment breakdowns. To combat the phenomenon of sand formation, special filters are used to prevent most of the sand from entering the produced fluid and reduce the effect of sand formation on the efficiency of hydrocarbon recovery. In practice, in most cases, slotted wire filters are used to combat sanding, which have a wire slotted screen formed by coils of winding wire welded to wire guides of the filter (rods). The wire screen is put on a perforated base tube or wound onto it in a straight winding mode. The quality of a wire slotted filter in terms of filtration properties is determined primarily by the distribution of the size of the slotted openings of the filter. According to the distributions of these values, there are strict requirements imposed by oil production operators. Usually these requirements are reduced to conditions for the average values of the gaps and their standard deviations from the average values. In any case, the fulfillment of these requirements is associated with the conditions for the deviation parameters of slotted gaps from the nominal size. In this regard, the task of monitoring and measuring the slot gaps of finished filter products is very relevant and in demand.

Большое количество щелевых отверстий фильтра делает процедуру контроля зазоров данных отверстий посредством традиционных ручных способов замера с использованием специальный щупов весьма трудоемкой, неэффективной, неоперативной и недостаточно точной. Ручное введение щупа в зазор, в том числе и с помощью оптического прицела, для измерения его ширины требуют много времени и подвержены человеческой ошибке. Чтобы сэкономить время, можно измерить относительно небольшой набор интервалов выборки и применить статистические методы для определения среднего значения ширины зазора, однако относительно небольшой выборки щелевых зазоров, оцениваемых в качестве образцов может быть недостаточно, для получения достоверной оценки, учитывая протяженность противопесочных фильтров, требующих контроля. Кроме того, из-за небольших размеров зазоров обычно требуется увеличенное изображение с помощью увеличительной линзы для измерения их ширины, что также является источником искажения измеряемых данных при осуществлении измерений вручную. Некоторые из данных решений раскрыты, например, в патенте США US 4,914,514.A large number of filter slots makes the procedure for checking the gaps of these holes using traditional manual measurement methods using special probes very laborious, inefficient, slow and not accurate enough. Manual insertion of the probe into the gap, including with the help of an optical sight, to measure its width requires a lot of time and is subject to human error. To save time, a relatively small set of sample intervals can be measured and statistical methods applied to determine the average gap width, however, a relatively small sample of slot gaps evaluated as samples may not be sufficient to provide a reliable estimate given the length of the sand screens to be monitored. In addition, due to the small dimensions of the gaps, an enlarged image is usually required with a magnifying lens to measure their width, which is also a source of distortion of the measured data when performing manual measurements. Some of these solutions are disclosed in, for example, US Pat. No. 4,914,514.

Автоматический контроль с использованием специальных инспекционных машин позволяет снижать трудоемкость контроля зазоров и повышать его эффективность и точность. Кроме того, автоматический контроль позволят гораздо более эффективно решать задачи выявления дефектных участком намотки фильтров и оперативно давать рекомендации по параметрам намотки проволочных фильтров для достижения требуемого качества их исполнения.Automatic control using special inspection machines can reduce the complexity of gap control and increase its efficiency and accuracy. In addition, automatic control will make it possible to more effectively solve the problem of identifying defective filter winding sections and promptly give recommendations on the winding parameters of wire filters to achieve the required quality of their performance.

Из публикации патента США US7755770B2 известно также решение в котором раскрывается способ контроля поверхности объекта, в частном случае, противопесочного фильтра, включающий сканирование поверхности с использованием массива оптоэлектронных датчиков, получение отраженного светового сигнала от места на поверхности, комбинирование световых сигналов для формирования представления геометрических особенностей поверхности и обработки представление для получения геометрических величин геометрических элементов. Устройство для контроля фильтра, включает массив из множества оптоэлектронных датчиков, блок управления движением и процессор для получения геометрической величины щелевого зазора контролируемого противопесочного фильтра на основе изображения, полученного матрицей датчиков, и зарегистрированного блоком управления движением местоположения. Датчики могут включать в себя лазерные датчики или камеры машинного зрения, или их комбинацию. При использовании лазерного датчика лазер создает небольшое световое пятно на исследуемой поверхности. Несплошность на поверхности, т.е. наличие зазора между проволоками, приводит к затемнению светового пятна. Такое событие фиксируется и записывается вместе с координатами движения, предоставленными блоком управления движением. Затем, при правильной калибровке, соседние метки объединяются в цифровое геометрическое изображение. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения фотодетектор в матрице определяет яркость светового пятна. Карта яркости может быть создана во время сканирования и может использоваться для анализа геометрических характеристик поверхности. При использовании камер машинного зрения блок управления движением перемещает объект, подлежащий проверке, или перемещает камеру или множество камер для сканирования поверхности и записи изображения поверхности. Обработка цифровых пикселей в сочетании с соответствующей калибровкой системы преобразуется в количественную двумерную информацию. При этом, когда исследуемая поверхность имеет цилиндрическую форму, сканирование обычно выполняется за счет вращательного движения вокруг оси цилиндра. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения сканирование также может выполняться последовательными итерациями линейных и/или вращательных движений. К числу недостатков данного решения следует отнести относительную нестабильность предложенного способа измерений и контроля, в виду того, что оценка по яркости светового пятна как такового может привести к ошибочной оценке в виду низкой различительной способности ее изменения, которая может быть вызвана, как особенностями конструкции, так и внешними факторами.From the publication of US patent US7755770B2, a solution is also known which discloses a method for monitoring the surface of an object, in the particular case, a sand filter, including scanning the surface using an array of optoelectronic sensors, obtaining a reflected light signal from a location on the surface, combining light signals to form a representation of the geometric features of the surface and processing the representation to obtain the geometric values of the geometric elements. The filter control device includes an array of a plurality of optoelectronic sensors, a motion control unit and a processor for obtaining the geometric value of the slotted gap of the controlled sand filter based on the image obtained by the sensor matrix and the location registered by the motion control unit. The sensors may include laser sensors or machine vision cameras, or a combination of both. When using a laser sensor, the laser creates a small spot of light on the surface being examined. Surface discontinuity, i.e. the presence of a gap between the wires leads to a dimming of the light spot. Such an event is captured and recorded along with the motion coordinates provided by the motion control unit. Then, with proper calibration, adjacent marks are combined into a digital geometric image. In accordance with some embodiments of the invention, the photodetector in the matrix determines the brightness of the light spot. A brightness map can be generated during scanning and can be used to analyze surface geometry. When using machine vision cameras, the motion control unit moves the object to be inspected or moves the camera or a plurality of cameras to scan a surface and record an image of the surface. Digital pixel processing, combined with appropriate system calibration, is converted into quantitative two-dimensional information. In this case, when the surface under study has a cylindrical shape, scanning is usually performed due to rotational movement around the axis of the cylinder. In accordance with some embodiments of the present invention, scanning may also be performed in successive iterations of linear and/or rotational movements. Among the disadvantages of this solution is the relative instability of the proposed measurement and control method, in view of the fact that the assessment of the brightness of the light spot as such can lead to an erroneous assessment due to the low distinctiveness of its change, which can be caused both by design features and and external factors.

Известен способ и система автоматического оптического контроля щелевых зазоров, описанный в патенте US 7102745 B2 публ. от 05.09.2006. В данном изобретении раскрыты способ и система оптического контроля щелевых зазоров фильтра, в которых используется цифровая камера для регистрации щелевого зазора в виде цифрового изображения. Полученное посредством цифровой камеры изображение обрабатывается с помощью вычислительного алгоритма для получения значения величины щелевого зазора в метрических единицах (микронах). В описанном устройстве используется система горизонтального перемещения оптического сканера по винтовой направляющей вдоль оси фильтра с возможностью вращения фильтра вокруг своей оси. Недостатком данного устройства является отсутствие системы перемещения сканера в направлении перпендикулярном оси фильтра. Дело в том, что фильтрующая поверхность может достигать 10-метровой длины, на протяжении которой возможны значительные изменения расстояний в профиле трубы от поверхности фильтра до текущего положения сканера. Указанное ограничение приводит к усложнению конструкции сканера с необходимостью автоматической фокусировки изображения щели. Данный момент может существенно влиять на качество получаемого изображения и замедлять общий процесс сканирования. Кроме того, наличие одной горизонтальной направляющей для крепления сканера предъявляет высокие требования по установке этой направляющей, чтобы сканер перемещался максимально приближенным к направлению параллельному к оси фильтра. Определенные сложности появляются при использовании разных диаметров фильтра или при использовании фильтра с муфтами диаметра большим, чем фильтр.A known method and system for automatic optical control of slotted gaps, described in US patent 7102745 B2 publ. from 05.09.2006. The present invention discloses a method and system for optical inspection of filter slits that uses a digital camera to record the slit as a digital image. The image taken by the digital camera is processed by a computational algorithm to obtain a slot gap value in metric units (microns). The described device uses a system of horizontal movement of the optical scanner along a screw guide along the filter axis with the possibility of filter rotation around its axis. The disadvantage of this device is the lack of a system for moving the scanner in the direction perpendicular to the filter axis. The point is that the filtering surface can be up to 10 meters long, during which significant changes in the distances in the pipe profile from the filter surface to the current position of the scanner are possible. This limitation leads to a complication of the scanner design with the need for automatic focusing of the slit image. This moment can significantly affect the quality of the resulting image and slow down the overall scanning process. In addition, the presence of one horizontal guide for attaching the scanner places high demands on the installation of this guide so that the scanner moves as close as possible to the direction parallel to the filter axis. Certain difficulties arise when using different filter diameters or when using a filter with sleeves with a diameter larger than the filter.

По совокупности существенных признаков данное решение является наиболее близким к заявленному решению, как в отношении конструктивного решения, так и по реализуемому с его помощью способу контроля и измерения щелевых зазоров противопесочного фильтра и может быть принято за прототип. К числу недостатков данного решения следует отнести относительную нестабильность предложенного способа измерений и контроля, в виду того, что оценка по изображению цифровой камеры как такового может привести к ошибочной оценке в виду низкой различительной способности ее изменения, которая может быть вызвана, как особенностями конструкции, так и внешними факторами.By the combination of essential features, this solution is the closest to the claimed solution, both in terms of the design solution and the method of monitoring and measuring slotted gaps of the sand filter implemented with its help, and can be taken as a prototype. Among the disadvantages of this solution is the relative instability of the proposed method of measurement and control, in view of the fact that evaluation by the image of a digital camera as such can lead to an erroneous assessment due to the low distinctiveness of its change, which can be caused both by design features and and external factors.

Сущность заявленного изобретения.The essence of the claimed invention.

Техническая проблема, решаемая заявленной группой изобретений, заключается в преодолении вышеуказанных проблем известных из уровня техники решений и предложении решения с повышенной точностью и стабильностью измерения и контроля ширины зазоров противопесочных фильтров, без существенного усложнения конструкции инспекционной машины и длительности осуществления процесса финишного контроля и измерения щелевых зазоров противопесочных фильтров.The technical problem solved by the claimed group of inventions is to overcome the above problems of solutions known from the prior art and to propose a solution with increased accuracy and stability of measuring and controlling the width of the gaps of anti-sand filters, without significantly complicating the design of the inspection machine and the duration of the process of finishing control and measuring gap gaps sand filters.

Технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в повышении точности и скорости выполнения измерений, при упрощении конструкции и повышении ее надежности.The technical result achieved by the claimed solution is to increase the accuracy and speed of measurements, while simplifying the design and increasing its reliability.

Заявленный технический результат достигается применением способа финишного контроля и измерения щелевых зазоров противопесочных фильтров характеризующийся выполнением последовательно выполняемых действий, включающих:The claimed technical result is achieved by using the method of final control and measurement of slot gaps of anti-sand filters, characterized by the performance of sequentially performed actions, including:

- установку оптического сканера над фильтром на заданном программно-аппаратным образом по высоте от поверхности сканирования фильтра фокусном расстоянии;- installation of an optical scanner above the filter at a focal length specified by the software and hardware in height from the scanning surface of the filter;

- сканирование поверхности фильтра посредством оптического сканера, непрерывно перемещаемого вдоль фильтра в горизонтальном направлении при пульсирующей подсветке сканируемой поверхности фильтра с заданной блоком управления программно-аппаратным образом скоростью;- scanning the filter surface by means of an optical scanner continuously moving along the filter in the horizontal direction with pulsating illumination of the scanned filter surface at a speed set by the control unit in the software-hardware way;

- поддержание в процессе сканирования положения оптического сканера в пределах предустановленного фокусного расстояния посредством измерения высоты размещения оптического сканера над фильтром датчиком контроля и подстройки блоком управления положения оптического сканера по высоте программно-аппаратным образом при отклонении текущего положения от заданных параметров фокусного расстояния;- maintaining the position of the optical scanner within the preset focal length during scanning by measuring the height of the optical scanner above the filter with a control sensor and adjusting the position of the optical scanner in height by the software-hardware method when the current position deviates from the specified focal length parameters;

- захват фотоприемником оптического сканера в цифровом формате изображения сканируемой поверхности фильтра, включающего один щелевой зазор с краями из металлической проволоки соседних витков фильтра, повторение операции при перемещении оптического сканера по сканируемой поверхности с заданными программно-аппаратным образом параметрами.;- capture by the photodetector of the optical scanner in digital format of the image of the scanned surface of the filter, including one slit gap with edges made of metal wire of adjacent turns of the filter, repeating the operation when moving the optical scanner along the scanned surface with the parameters specified by the software and hardware;

- определение границ щелевого зазора посредством обработки программно-аппаратным образом светотеневого спектра каждого получаемого изображения на основе выделения контуров между светлой и теневой частью изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума и одновременным увеличением детализации изображения; а также- determination of the boundaries of the slit gap by processing the black-and-white spectrum of each received image by software and hardware based on the selection of contours between the light and shadow parts of the image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise and a simultaneous increase in image detail; and

- вычисление для каждого изображения программно-аппаратным образом величины щелевого зазора по выделенным границам посредством определения площади щелевого зазора между границами и вычисления среднего значения щелевого зазора по ширине щели в пикселях с преобразованием в метрические единицы с учетом коэффициента масштабирования, являющегося показателем разрешающей способности оптической системы оптического сканера.- calculation for each image in a hardware-software manner of the size of the slit gap along the selected boundaries by determining the area of the slit gap between the boundaries and calculating the average value of the slit gap over the width of the slit in pixels with conversion to metric units, taking into account the scaling factor, which is an indicator of the resolution of the optical system of the optical scanner.

В одном из возможных вариантов осуществления заявленного изобретения, осуществляют повторение операций для определения ширины щелевого зазора в первом множестве местоположений по длине экрана под заданным углом расположения сканера по отношению к поверхности фильтра. При этом в еще одном варианте осуществления также осуществляют повторение операций для определения ширины щелевого зазора во втором множестве местоположений по длине фильтра под заданным углом расположения сканера по отношению к поверхности фильтра при повороте фильтра на заданный угол по отношению к измерениям в первом множестве местоположений.In one of the possible embodiments of the claimed invention, the operations are repeated to determine the width of the slit gap in the first set of locations along the length of the screen at a given angle of the scanner relative to the filter surface. At the same time, in another embodiment, the operations are also repeated to determine the width of the slit gap in the second set of locations along the length of the filter at a given angle of the scanner with respect to the filter surface when the filter is rotated by a given angle with respect to measurements in the first set of locations.

В другом варианте осуществления заявленного изобретения, пороговую обработку осуществляют, по меньшей мере, посредством бинаризации пикселей исходного изображения по фиксированному порогу, а удаление пространственно-временного шума последовательным применением операторов эрозии и дилатации. Причем, в одном из возможных вариантов осуществления бинаризацию пикселей осуществляют по интенсивности и фиксированному порогу следующим образом:In another embodiment of the claimed invention, thresholding is carried out at least by binarizing the pixels of the original image by a fixed threshold, and removing spatio-temporal noise by successive application of erosion and dilation operators. Moreover, in one of the possible embodiments, the pixel binarization is carried out by intensity and a fixed threshold as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

где threshold - параметр контрастности, устанавливаемый исходя из свойств матрицы цифровой фотокамеры, интенсивности подсветки и отражающих свойств границ щелевых зазоров.where threshold is the contrast parameter set based on the properties of the digital camera matrix, the backlight intensity and the reflective properties of the edges of the slit gaps.

В одном из возможных вариантов осуществления решения, на этапе установки оптического сканера на фокусном расстоянии от сканируемой поверхности вычисления текущего расстояния оптического сканера по высоте до поверхности фильтра осуществляют посредством лазерного датчика контроля фокуса с использованием алгоритма осреднения данных по расстояниям, регистрируемых лазерным датчиком контроля фокуса в ходе сканирования поверхности фильтра.In one of the possible embodiments of the solution, at the stage of installing the optical scanner at the focal length from the scanned surface, the calculation of the current distance of the optical scanner in height to the filter surface is carried out by means of a laser focus control sensor using an algorithm for averaging data over distances recorded by the laser focus control sensor during scanning the filter surface.

В другом варианте осуществления изобретения осуществляют корректировку текущего положения оптического сканера в пределах заданного фокусного расстояния посредством перемещения сканера в вертикальном направлении до установления заданного расстояния до фильтра.In another embodiment of the invention, the current position of the optical scanner is corrected within a predetermined focal length by moving the scanner in the vertical direction until a predetermined distance to the filter is established.

В еще одном варианте, осуществляют перемещение оптического сканера вдоль тестируемого фильтра посредством подвижной каретки.In another embodiment, the optical scanner is moved along the tested filter by means of a movable carriage.

Согласно заявленному изобретению по любому из возможных вариантов осуществления, дополнительно осуществляют статистическую обработку данных измерений и анализ распределения щелевых зазоров фильтра с подсчетом средних значений зазоров и среднеквадратичных отклонений, осуществляемый программно-аппаратным образом по предустановленному алгоритму и формируют построение итогового отчета по тестированию щелевых зазоров фильтра с применением предустановленных критериев годности их распределения для фильтра.According to the claimed invention, according to any of the possible embodiments, additionally, statistical processing of measurement data and analysis of the distribution of the slotted gaps of the filter are carried out, with the calculation of the average values of the gaps and standard deviations, carried out in a hardware-software manner according to a preset algorithm, and the construction of the final report on testing the slotted gaps of the filter is formed with applying predefined criteria for the validity of their distribution for the filter.

В другом варианте осуществления, по любому из возможных вариантов, осуществляют измерение щелевых зазоров по внешней поверхности фильтра при перемещении оптического сканера вдоль фильтра и вращении фильтра вдоль продольной оси, причем вращение фильтра осуществляют посредством подсистемы вращения, снабженной двигателем, момент вращения которого передают через систему соприкасающихся роликов подсистемы вращения на фильтр.In another embodiment, according to any of the possible options, the slot gaps are measured along the outer surface of the filter while moving the optical scanner along the filter and rotating the filter along the longitudinal axis, and the filter is rotated by means of a rotation subsystem equipped with a motor, the torque of which is transmitted through a system of contacting rollers subsystem rotation on the filter.

В еще одном варианте изобретения осуществляют перемещение оптического сканера посредством подсистемы горизонтального перемещения инспекционной машины, причем в другом варианте сканер устанавливают на колонну, а ее перемещение вдоль фильтра осуществляют на каретке по направляющим рельсам и зубчатой рейки, закрепленных на горизонтальной пластине инспекционного стола за счет вращения шестеренки мотора подсистемы горизонтального перемещения инспекционной машины.In another embodiment of the invention, the optical scanner is moved by means of the horizontal movement subsystem of the inspection machine, and in another embodiment, the scanner is mounted on a column, and its movement along the filter is carried out on a carriage along guide rails and a gear rack fixed on the horizontal plate of the inspection table due to the rotation of the gear motor of the horizontal movement subsystem of the inspection machine.

В еще одном возможном варианте осуществления изобретения осуществляют управление измерением щелевых зазоров фильтра посредством блока управления инспекционной машины, снабженной сенсорным экраном и процессором управляющего блока инспекционной машины, посредством программно-аппаратным образом реализуемого алгоритма с графическим интерфейсом, отображаемым на сенсорном экране.In another possible embodiment of the invention, the measurement of filter slot gaps is controlled by the control unit of the inspection machine, equipped with a touch screen and the processor of the control unit of the inspection machine, by means of a software-hardware-implemented algorithm with a graphical interface displayed on the touch screen.

При этом в другом варианте пульсирующую подсветку сканируемой поверхности осуществляют посредством снабжения оптического сканера промышленной подсветкой, с обеспечением возможности цифрового захвата изображения щелевого зазора без искажения цветоделения.At the same time, in another version, the pulsating illumination of the scanned surface is carried out by supplying the optical scanner with industrial illumination, with the possibility of digitally capturing the image of the slit gap without distorting the color separation.

Заявленный технический результат достигается также использованием инспекционной машины финишного контроля и измерения щелевых зазоров противопесочных фильтров, включающей, по меньшей мере, средство для размещения фильтра, оптический сканер поверхности фильтра, включающий источник излучения и последовательно расположенные объектив и фотоприемник, а также средства установки и перемещения оптического сканера вдоль фильтра и соединенный с ними блок управления включающий программно-аппаратные средства, снабженные, по меньше мере, предустановленным программно-аппаратным образом в блоке памяти алгоритмом выполнения операций финишного контроля и измерения щелевых зазоров, отличающейся от прототипа тем, что источник излучения выполнен в виде промышленной подсветки, а объектив и фотоприемник формируют оптический канал захвата изображения сканируемого участка фильтра в области подсветки источником излучения и его преобразования в цифровой формат, при этом оптический сканер дополнительно снабжен датчиком контроля положения оптического сканера от фильтра на фокусного расстояния, соединенным с блоком управления, снабженным программно-аппаратными средствами подстройки положения оптического сканера по высоте от сканируемой поверхности при отклонении от заданного значения фокусного расстояния текущих показаний датчика контроля, а блок управления снабжен предустановленным в блоке памяти реализованным программно-аппаратным образом средством определения границ измеряемого щелевого зазора между витками фильтра по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму обработки светотеневого спектра получаемого от фотоприемника цифрового изображения сканируемого участка фильтра посредством его пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума.The claimed technical result is also achieved by using an inspection machine for finishing control and measuring slot gaps of anti-sand filters, including at least a means for placing a filter, an optical filter surface scanner that includes a radiation source and a lens and a photodetector arranged in series, as well as means for installing and moving an optical scanner along the filter and a control unit connected to them, including software and hardware, equipped with at least a pre-installed software and hardware image in the memory block with an algorithm for performing finishing control operations and measuring slot gaps, which differs from the prototype in that the radiation source is made in the form industrial illumination, and the lens and the photodetector form an optical channel for capturing the image of the scanned section of the filter in the illumination area by the radiation source and converting it into digital format, while the optical scanner is additionally equipped with a sensor for controlling the position of the optical scanner from a filter at a focal length connected to a control unit equipped with software and hardware for adjusting the position of the optical scanner in height from the scanned surface when the current readings of the control sensor deviate from the specified value of the focal length, and the control unit is equipped with a pre-installed in the memory unit a software-hardware means for determining the boundaries of the measured slot gap between the turns of the filter according to the pre-installed software-hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the digital image of the scanned section of the filter received from the photodetector by means of its threshold processing with the removal of spatio-temporal noise.

При этом в одном из возможных вариантов осуществления заявленного решения оптический сканер может быть размещен на подвижной в вертикальном направлении платформе, установленной на вертикально ориентированной подвижной в горизонтальном направлении, вдоль фильтра, колонне средства установки и перемещения оптического сканера, причем датчик контроля размещен на платформе посредством неподвижного кронштейна. При этом, в другом варианте осуществления, оптический сканер может быть снабжен телецентрическим объективом, с возможностью формирования пучка параллельных лучей, а датчик контроля выполнен в виде лазерного триангуляционного датчика и/или лазерного дальномера. Причем, в еще одном варианте осуществления, фотоприемник может быть выполнен в виде цифровой матричной камеры и снабжен би-телецентрическим объективом.At the same time, in one of the possible embodiments of the claimed solution, the optical scanner can be placed on a vertically movable platform installed on a vertically oriented horizontally movable along the filter, the column of the means for installing and moving the optical scanner, and the control sensor is placed on the platform by means of a fixed bracket. In this case, in another embodiment, the optical scanner can be equipped with a telecentric lens, with the possibility of forming a beam of parallel beams, and the control sensor is made in the form of a laser triangulation sensor and/or a laser rangefinder. Moreover, in another embodiment, the photodetector can be made in the form of a digital matrix camera and equipped with a bi-telecentric lens.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления заявленного изобретения, промышленная подсветка, может быть закреплена на телецентрическом объективе и выполнена пульсирующей с предустановленной программно-аппаратным образом в микроконтроллере блока управления скоростью, а фотоприемник выполнен с короткой выдержкой затвора, сопоставимой со скоростью пульсации, с обеспечением возможности фиксации и записи сканируемого изображения при непрерывном движении колонны вдоль фильтра (при 60 кадрах в секунду).In one of the preferred embodiments of the claimed invention, industrial illumination can be mounted on a telecentric lens and made pulsating with a speed preinstalled in the microcontroller of the control unit, and the photodetector is made with a short shutter speed comparable to the pulsation speed, with the possibility of fixing and recording the scanned image while continuously moving the column along the filter (at 60 frames per second).

В другом возможном варианте осуществления изобретения источник излучения также может быть дополнительно снабжен лазерным микрометром.In another possible embodiment of the invention, the radiation source can also be additionally equipped with a laser micrometer.

В соответствии в любым из возможных вариантов осуществления средство для размещения фильтра может быть выполнено в виде горизонтально ориентированной поверхности, снабженной вращающимися вокруг горизонтальной оси соприкасающимся роликами удерживающими фильтр на поверхности стола, по меньшей мере, один из которых сопряжен с подсистемой вращения тестируемого фильтра, снабженной двигателем вращения, сопряженным с блоком управления, при этом, вдоль одной из боковых сторон стола размещена подсистема горизонтального перемещения вдоль фильтра колонны с оптическим устройством сканирования, сопряженная с блоком управления.In accordance with any of the possible embodiments, the means for placing the filter can be made in the form of a horizontally oriented surface, equipped with contacting rollers rotating around the horizontal axis holding the filter on the table surface, at least one of which is associated with the rotation subsystem of the tested filter, equipped with a motor. rotation, coupled with the control unit, while along one of the sides of the table there is a subsystem for horizontal movement along the column filter with an optical scanning device, coupled with the control unit.

При этом в еще одном варианте осуществления подсистема горизонтального перемещения колонны с оптическим устройством сканирования может быть снабжена двумя направляющими рельсами с зубчатой рейкой, сопряженных с мотором горизонтального перемещения и кареткой, установленной на колонне, а подсистема горизонтального перемещения дополнительно снабжена концевыми датчиками ограничения перемещения колонны, сопряженные с устройством управленияAt the same time, in another embodiment, the horizontal movement subsystem of the column with an optical scanning device can be equipped with two guide rails with a rack, coupled with a horizontal movement motor and a carriage mounted on the column, and the horizontal movement subsystem is additionally equipped with end sensors for limiting the movement of the column, coupled with control device

Согласному одному из аспектов заявленного изобретения, средство для размещения фильтра может быть дополнительно снабжено средством парковки колонны с оптическим устройством сканирования, располагаемым с одной из торцевых сторон и снабженным защитным щитком.According to one aspect of the claimed invention, the means for placing the filter can be additionally provided with means for parking the column with an optical scanning device located on one of the end sides and provided with a protective shield.

Согласно заявленному изобретению блок управления инспекционной машины может быть сопряжен с монитором и снабжен контроллерами горизонтального и вертикального перемещения оптического устройства сканирования, сопряженными с соответствующими подсистемами управления горизонтальным и/или вертикальным перемещением оптического устройства сканирования; контроллером вращения фильтра, сопряженного с соответствующей подсистемой вращения тестируемого фильтра, средствами управления инспекционной машиной, а также блоками памяти и обработки информации, причем блоки памяти и обработки информации контроллеры блока управления снабжены программно-аппаратным образом предустановленным алгоритмом управления режимами работы оптического устройства сканирования, его фокусировки и обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума.According to the claimed invention, the control unit of the inspection machine can be associated with a monitor and equipped with controllers for horizontal and vertical movement of the optical scanning device, coupled with the corresponding subsystems for controlling the horizontal and/or vertical movement of the optical scanning device; a filter rotation controller coupled to the corresponding rotation subsystem of the tested filter, inspection machine controls, as well as memory and information processing units, moreover, the memory and information processing units of the control unit controllers are equipped with a pre-installed algorithm for controlling the modes of operation of the optical scanning device, its focusing and processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise.

При этом. в еще одном варианте, предустановленный программно-аппаратным образом алгоритм обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума блока обработки информации блока управления выполнен с обеспечением возможности:Wherein. in another version, a pre-installed software-hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise of the information processing unit of the control unit is made with the possibility of:

- сканирования поверхности фильтра, выполненного с возможностью вращения вокруг продольной оси, с использованием оптического сканера, выполненного с возможностью перемещения в горизонтальном и/или вертикальном направлении;- scanning the surface of the filter, made with the possibility of rotation around the longitudinal axis, using an optical scanner, made with the possibility of movement in the horizontal and/or vertical direction;

- фокусировка оптического сканера посредством датчика контроля фокуса по текущим измерениям расстояния оптической системы сканера сканируемой поверхности щелевого фильтра и вертикальной подстройки положения сканера при отклонении текущих показаний датчика контроля фокуса от предустановленных в блоке управления значений фокусного расстояния;- focusing of the optical scanner by means of the focus control sensor according to the current measurements of the distance of the optical system of the scanner of the scanned surface of the slit filter and vertical adjustment of the position of the scanner when the current readings of the focus control sensor deviate from the focal length preset in the control unit;

- захвата в цифровом формате изображения поверхности фильтра, включающего один щелевой зазор с краями из металлической проволоки соседних витков фильтра;- capturing in digital format an image of the filter surface, which includes one slit gap with metal wire edges of adjacent turns of the filter;

- определения границ зазора по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму обработки светотеневого спектра получаемого изображения на основе выделения контуров между светлой и теневой частью изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума и одновременным увеличением детализации изображения; а также- determining the boundaries of the gap according to the pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image based on the selection of contours between the light and shadow parts of the image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise and a simultaneous increase in image detail; and

- вычисления по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму величины щелевого зазора по выделенным границам на основе определения площади щелевого зазора между границами и вычисления среднего значения щелевого зазора по ширине щели в пикселях с преобразованием в метрические единицы с учетом коэффициента масштабирования, являющегося показателем разрешающей способности оптической системы сканера.- calculations according to a pre-installed software and hardware algorithm of the size of the slit gap along the selected boundaries based on determining the area of the slit gap between the boundaries and calculating the average value of the slit gap over the width of the slit in pixels with conversion to metric units, taking into account the scaling factor, which is an indicator of the resolution of the optical system scanner.

Заявленный технический результат также достигается использованием другого варианта Инспекционной машины финишного контроля и измерения щелевых зазоров противопесочных фильтров, включающей, по меньшей мере, средство для размещения фильтра, оптический сканер поверхности фильтра, включающий, по меньшей мере, канал измерения, содержащий последовательно расположенные объектив и фотоприемник, а также средства установки и перемещения оптического сканера вдоль фильтра и соединенный с ними блок управления включающий программно-аппаратные средства, снабженные, по меньше мере, предустановленным в блоке памяти алгоритмом выполнения операций финишного контроля и измерения щелевых зазоров, отличающаяся от прототипа тем, что оптический сканер выполнено в виде лазерно-оптического блока, включающего оптический источник зондирующего лазерного излучения, канал измерения полученного отраженного изображения сканируемой поверхности, а также дополнительного датчика контроля фокуса по измеряемым данным текущего расстояния оптического сканера до сканируемой поверхности фильтра, соединенным с блоком обработки информации блока управления, снабженным программно-аппаратными средствами фокусировки оптического сканера по отклонению от заданного значения показаний датчика контроля фокуса, а также определения границ измеряемого зазора по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума.The claimed technical result is also achieved by using another version of the Inspection machine for finishing control and measuring slot gaps of anti-sand filters, including at least a means for placing a filter, an optical filter surface scanner, including at least a measurement channel containing a lens and a photodetector arranged in series , as well as means for installing and moving an optical scanner along the filter and a control unit connected to them, including software and hardware, equipped with at least a pre-installed in the memory unit algorithm for performing finishing control operations and measuring slot gaps, which differs from the prototype in that the optical the scanner is made in the form of a laser-optical unit, including an optical source of probing laser radiation, a channel for measuring the obtained reflected image of the scanned surface, as well as an additional focus control sensor based on the measured data of the current th distance of the optical scanner to the scanned filter surface, connected to the information processing unit of the control unit, equipped with software and hardware for focusing the optical scanner on the deviation from the set value of the readings of the focus control sensor, as well as determining the boundaries of the measured gap according to the preset software and hardware algorithm for processing light and shade spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise.

Согласно одному из вариантов осуществления заявленного решения, источник зондирующего лазерного излучения может быть выполнен в виде оптического микрометра, а оптическое устройство сканирования размещено на подвижной в вертикальном направлении платформе, установленной на вертикально ориентированной подвижной в горизонтальном направлении, вдоль фильтра, колонне средства установки и перемещения устройства сканирования, причем датчик контроля фокуса текущего расстояния размещен на платформе посредством неподвижного кронштейна. Причем, микрометр может быть снабжен телецентрическим объективом, с возможностью формирования пучка параллельных лучей, а датчик контроля фокуса выполнен в виде лазерного триангуляционного датчика и/или лазерного дальномера, а фотоприемник выполнен в виде цифровой матричной камеры и снабжен би-телецентрическим объективом.According to one of the embodiments of the claimed solution, the source of probing laser radiation can be made in the form of an optical micrometer, and the optical scanning device is placed on a vertically movable platform installed on a vertically oriented horizontally movable along the filter, the column of the means for installing and moving the device scanning, and the current distance focus control sensor is placed on the platform by means of a fixed bracket. Moreover, the micrometer can be equipped with a telecentric lens, with the possibility of forming a beam of parallel rays, and the focus control sensor is made in the form of a laser triangulation sensor and/or a laser rangefinder, and the photodetector is made in the form of a digital matrix camera and is equipped with a bi-telecentric lens.

Согласно другому варианту осуществления, устройство сканирования может быть дополнительно снабжено промышленной пульсирующей подсветкой с предустановленной программно-аппаратным образом в микроконтроллере блока управления скоростью пульсации, закрепленной на телецентрическом объективе, а фотоприемник выполнен с короткой выдержкой затвора, сопоставимой со скоростью пульсации, с обеспечением возможности фиксации и записи сканируемого при непрерывном движении колонны вдоль фильтра (при 60 кадрах в секунду).According to another embodiment, the scanning device can be additionally equipped with an industrial pulsating backlight with a pre-installed firmware image in the microcontroller of the pulsation speed control unit, fixed on a telecentric lens, and the photodetector is made with a short shutter speed comparable to the pulsation speed, with the possibility of fixing and records scanned during continuous movement of the column along the filter (at 60 frames per second).

В соответствии с любым возможным вариантом осуществления заявленного изобретения, средство для размещения фильтра может быть выполнено в виде горизонтально ориентированного стола (поверхности), снабженного вращающимися вокруг горизонтальной оси соприкасающимся роликами удерживающими фильтр на поверхности стола, по меньшей мере, один из которых сопряжен с подсистемой вращения тестируемого фильтра, снабженной двигателем вращения, сопряженным с блоком управления, при этом, вдоль одной из боковых сторон стола размещена подсистема горизонтального перемещения вдоль фильтра колонны с оптическим устройством сканирования, сопряженная с блоком управления. При этом подсистема горизонтального перемещения колонны с оптическим устройством сканирования может быть снабжена двумя направляющими рельсами с зубчатой рейкой, сопряженных с мотором горизонтального перемещения и кареткой, установленной на колонне, а подсистема горизонтального перемещения также может быть дополнительно снабжена концевыми датчиками ограничения перемещения колонны, сопряженные с устройством управленияIn accordance with any possible embodiment of the claimed invention, the means for placing the filter can be made in the form of a horizontally oriented table (surface) equipped with contacting rollers rotating around the horizontal axis holding the filter on the table surface, at least one of which is associated with a rotation subsystem of the tested filter, equipped with a rotation motor coupled to the control unit, while along one of the side sides of the table there is a subsystem of horizontal movement along the column filter with an optical scanning device, coupled to the control unit. At the same time, the horizontal movement subsystem of the column with an optical scanning device can be equipped with two guide rails with a gear rack, coupled with a horizontal movement motor and a carriage mounted on the column, and the horizontal movement subsystem can also be additionally equipped with end sensors for limiting the movement of the column, associated with the device management

В другом варианте осуществления средство для размещения фильтра также может быть дополнительно снабжено средством парковки колонны с оптическим устройством сканирования, располагаемым с одной из торцевых сторон и снабженным защитным щитком.In another embodiment, the means for placing the filter can also be additionally provided with a column parking means with an optical scanning device located on one of the end sides and provided with a protective shield.

Тогда как в еще одном варианте осуществления, блок управления инспекционной машины предпочтительно сопряжен с монитором и снабжен контроллерами горизонтального и вертикального перемещения оптического устройства сканирования, сопряженными с соответствующими подсистемами управления горизонтальным и/или вертикальным перемещением оптического устройства сканирования; контроллером вращения фильтра, сопряженного с соответствующей подсистемой вращения тестируемого фильтра, средствами управления инспекционной машиной, а также блоками памяти и обработки информации, причем блоки памяти и обработки информации контроллеры блока управления снабжены программно-аппаратным образом предустановленным алгоритмом управления режимами работы оптического устройства сканирования, его фокусировки и обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума.Whereas in yet another embodiment, the control unit of the inspection machine is preferably coupled to a monitor and provided with horizontal and vertical movement controllers of the optical scanner coupled to the respective horizontal and/or vertical movement control subsystems of the optical scanner; a filter rotation controller coupled to the corresponding rotation subsystem of the tested filter, inspection machine controls, as well as memory and information processing units, moreover, the memory and information processing units of the control unit controllers are equipped with a pre-installed algorithm for controlling the modes of operation of the optical scanning device, its focusing and processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise.

В другом варианте осуществления, предустановленный программно-аппаратным образом алгоритм обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума блока обработки информации блока управления может быть выполнен с возможностью выполнения:In another embodiment, a pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise of the information processing unit of the control unit can be configured to perform:

- сканирования поверхности фильтра, выполненного с возможностью вращения вокруг продольной оси, с использованием оптического сканера, при этом сканер выполнен с возможностью перемещения в горизонтальном и/или вертикальном направлении, а фильтр вращения вокруг продольной оси;- scanning the surface of the filter, made with the possibility of rotation around the longitudinal axis, using an optical scanner, while the scanner is made movable in the horizontal and/or vertical direction, and the filter is rotatable around the longitudinal axis;

- фокусировка оптического сканера посредством датчика контроля фокуса по текущим измерениям расстояния оптической системы сканера до поверхности сканируемой поверхности щелевого фильтра и вертикальной подстройки положения сканера при отклонении текущих показаний датчика контроля фокуса от предустановленных в блоке управления значений допустимого фокусного расстояния;- focusing of the optical scanner by means of a focus control sensor according to current measurements of the distance of the optical system of the scanner to the surface of the scanned surface of the slit filter and vertical adjustment of the scanner position when the current readings of the focus control sensor deviate from the values of the allowable focal length preset in the control unit;

- захвата в цифровом формате изображения поверхности фильтра, включающего один щелевой зазор с краями из металлической проволоки соседних витков фильтра;- capturing in digital format an image of the filter surface, which includes one slit gap with metal wire edges of adjacent turns of the filter;

- определения границ зазора по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму обработки светотеневого спектра получаемого изображения на основе выделения контуров между светлой и теневой частью изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума и одновременным увеличением детализации изображения; а также- determining the boundaries of the gap according to the pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image based on the selection of contours between the light and shadow parts of the image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise and a simultaneous increase in image detail; and

- вычисления по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму величины щелевого зазора по выделенным границам на основе определения площади щелевого зазора между границами и вычисления среднего значения щелевого зазора по ширине щели в пикселях с преобразованием в метрические единицы с учетом коэффициента масштабирования, являющегося показателем разрешающей способности оптической системы сканера.- calculations according to a pre-installed software and hardware algorithm of the size of the slit gap along the selected boundaries based on determining the area of the slit gap between the boundaries and calculating the average value of the slit gap over the slit width in pixels with conversion to metric units, taking into account the scaling factor, which is an indicator of the resolution of the optical system scanner.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Заявленная группа изобретений представлена на следующих иллюстрирующих материалах:The claimed group of inventions is presented on the following illustrative materials:

фиг. 1 - схемное представление инспекционной машины согласно заявленному изобретению, фронтальный вид, вдоль горизонтально размещенного фильтра.fig. 1 is a schematic representation of the inspection machine according to the claimed invention, frontal view, along a horizontally placed filter.

Фиг. 2 - схемное представление инспекционной машины согласно заявленному изобретению, тыльный вид, вдоль горизонтально размещенного фильтра;Fig. 2 is a schematic representation of the inspection machine according to the claimed invention, rear view, along a horizontally placed filter;

Фиг. 3 - схемное представление инспекционной машины согласно заявленному изобретению, вид со стороны торца, поперек оси тестируемого фильтра;Fig. 3 - schematic representation of the inspection machine according to the claimed invention, end view, across the axis of the tested filter;

Фиг. 4 - схемное представление оптического сканера согласно заявленному изобретению;Fig. 4 is a schematic representation of an optical scanner according to the claimed invention;

Фиг. 5 - общи вид передвижной платформы с оптическим сканером и датчиком контроля фокусного расстояния;Fig. 5 is a general view of a mobile platform with an optical scanner and a focal length control sensor;

Фиг. 5 - схемное представление щелевой поверхности фильтра;Fig. 5 - schematic representation of the slotted surface of the filter;

Фиг. 6 - пример работы операторов эрозии и дилатации: а) исходное изображение; b) шаблон (центр - ведущий элемент); c) результат дилатации; d) результат эрозии;Fig. 6 - an example of the operation of erosion and dilation operators: a) the original image; b) template (center - leading element); c) result of dilation; d) result of erosion;

Фиг. 7 - пример работы алгоритма поиска границ зазора в соответствии с заявленным изобретением: а) входное изображение; б) результат работы алгоритма.Fig. 7 - an example of the operation of the algorithm for searching for the boundaries of the gap in accordance with the claimed invention: a) input image; b) the result of the algorithm.

Фиг. 8 - схема работы инспекционной машины в режиме тестирования фильтров согласно заявленному изобретению.Fig. 8 is a diagram of the operation of the inspection machine in the mode of testing filters according to the claimed invention.

Следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только часть некоторых из наиболее предпочтительных вариантов осуществления изобретения и не могут рассматриваться в качестве ограничений его содержания, которое включает и другие варианты его осуществления.It should be noted that the accompanying drawings illustrate only a portion of some of the most preferred embodiments of the invention and should not be construed as limiting its scope, which includes other embodiments.

Осуществимость изобретения.The feasibility of the invention.

Согласно представленным на схемах фиг. 1-8 примеру осуществления заявленного решения, инспекционная машина состоит из средства для размещения фильтра 2, выполненного в виде горизонтально ориентированной поверхности инспекционного стола 1 и передвижной вдоль фильтра колонны 3 с оптическим сканером 4 (сканером) поверхности фильтра, закрепленным на кронштейне, установленным на подвижной платформе (каретке), размещенной на передвижной колонне. Согласно представленному примеру осуществления, колонна выполнена вертикально ориентированной и по своему назначению является средством установки и перемещения оптического сканера, обеспечивая его перемещение. как в горизонтальном, так и вертикальном направлении. Для реализации данной возможности, колонна 3 и стол 1 снабжены ответными элементами средства передвижения 5 колонны в горизонтальном направлении вдоль фильтра 2, а колонна дополнительно снабжена средствами перемещения в вертикальном направлении (вдоль колонны, в вертикальном направлении) оптического сканера 4.According to the diagrams of Fig. 1-8 of the exemplary embodiment of the claimed solution, the inspection machine consists of a means for placing a filter 2, made in the form of a horizontally oriented surface of the inspection table 1 and movable along the filter column 3 with an optical scanner 4 (scanner) of the filter surface, mounted on a bracket mounted on a movable platform (carriage) placed on a mobile column. According to the exemplary embodiment shown, the column is vertically oriented and, as intended, is a means of mounting and moving the optical scanner, ensuring its movement. both in the horizontal and vertical direction. To realize this possibility, the column 3 and the table 1 are provided with counter elements of the means of movement 5 of the column in the horizontal direction along the filter 2, and the column is additionally equipped with means for moving in the vertical direction (along the column, in the vertical direction) of the optical scanner 4.

Для обеспечения продольного перемещения оптического сканера вдоль фильтра, согласно заявленному решению, инспекционная машина снабжена подсистемой горизонтального 10 перемещения колонны. Подсистема 10 сопряжена с блоком управления, обеспечивающим перемещение колонны с заданными программно-аппаратным образом параметрами сканирования, включая параметры перемещения оптического сканера. Так, согласно представленному примеру осуществления (фиг. 2 и3), подсистема горизонтального 10 перемещения колонны снабжена размещенными на поверхности инспекционного стола продольно, вдоль одной из ее боковых сторон, направляющими рельсами 11, снабженными зубчатой рейкой 12, сопряженной с мотором 13 горизонтального перемещения, и сопряженными с ними ответными средствами перемещения, установленными на колонне, например, выполненными в виде каретки 14 (фиг. 2, 3) . Подсистема горизонтального 10 перемещения колонны соединена с блоком управления инспекционной машины, с возможностью управления программно-аппаратным образом режимом перемещения установленной на колонне каретки посредством запуска мотора 13 при получении прямой команды оператора на запуск перемещения колонны, и/или наступлению предустановленного программно-аппаратным образом события, вызывающего автоматический запуск соответствующего событию режима перемещения колонны. Например, в качестве такого события может быть использован захват цифрового изображения щелевого зазора фотоприемником оптического сканера. Колонна с оптическим сканером перемещается на каретке 14, например, оснащенной четырьмя линейными шариковыми подшипниками 24 (фиг. 3), передвигающимися вдоль фильтра по двум направляющим рельсам 11 с помощью зубчатой рейки 12, закрепленных на горизонтальной панели инспекционного стола (фиг. 3) за счет вращения шестеренки 17 мотора 13 горизонтального перемещения. Такое расположение каретки 14 позволяет колонне оптического сканера легко перемещаться вдоль всего тестируемого фильтра. При этом выбор перемещения с помощью зубчатой рейки обеспечивает не только точность перемещения колонны вдоль фильтра в заданном программным образом режиме, но и обеспечить надежное передвижение колонны, с минимальными рисками создания аварийных ситуаций.To ensure longitudinal movement of the optical scanner along the filter, according to the claimed solution, the inspection machine is equipped with a subsystem for horizontal 10 movement of the column. Subsystem 10 is associated with a control unit that ensures the movement of the column with the scanning parameters specified in the hardware and software way, including the parameters for moving the optical scanner. So, according to the presented example of implementation (Fig. 2 and 3), the subsystem of the horizontal 10 movement of the column is equipped with longitudinally placed on the surface of the inspection table, along one of its lateral sides, guide rails 11, equipped with a gear rack 12, coupled with the motor 13 of the horizontal movement, and associated with them reciprocal means of movement mounted on the column, for example, made in the form of a carriage 14 (Fig. 2, 3). The subsystem of the horizontal 10 movement of the column is connected to the control unit of the inspection machine, with the ability to control the mode of movement of the carriage installed on the column by means of starting the motor 13 upon receipt of a direct command from the operator to start moving the column, and / or the occurrence of a pre-installed event in the software and hardware way, causing the automatic launch of the column movement mode corresponding to the event. For example, capture of a digital image of a slit gap by a photodetector of an optical scanner can be used as such an event. The column with an optical scanner moves on a carriage 14, for example, equipped with four linear ball bearings 24 (Fig. 3), moving along the filter along two guide rails 11 with the help of a rack 12, fixed on the horizontal panel of the inspection table (Fig. 3) due to rotation of the gear 17 of the motor 13 horizontal movement. This arrangement of the carriage 14 allows the column of the optical scanner to easily move along the entire filter being tested. At the same time, the choice of movement using a gear rack ensures not only the accuracy of moving the column along the filter in the mode specified by the program, but also ensures reliable movement of the column, with minimal risks of creating emergency situations.

Поскольку противопесочный фильтр имеет навивку по всей внешней поверхности, для обеспечения актуального сканирования и контроля ширины межвитковых зазоров по всей поверхности фильтра, необходимо помимо продольного перемещения колонны с оптическим сканером обеспечить возможность осуществления поворота фильтра вокруг продольной оси. Для решения данной задачи, согласно заявленному изобретению, инспекционный стол 1 снабжен роликами 7 вращения, размещенными по длине фильтра в виде групп или одиночных, соприкасающихся с фильтром, роликов. Наличие роликов вращения, встроенных в конструкцию инспекционного стола позволяет решить две задачи: позиционирования и удержания фильтра на поверхности стола в заданном положении в процессе измерения величины межвитковых зазоров щелевых фильтров, а также поворота фильтра на заданный угол вокруг продольной оси в процессе сканирования поверхности фильтра, обеспечивая тем самым возможность осуществления сканирования всей внешней поверхности фильтра в рамках одного или нескольких процессов измерения и контроля состояния щелевых зазоров противопесочного фильтра, путем их измерения, как в продольном направлении, так и по контуру внешней поверхности фильтра, что ускоряет процесс финишного контроля состояния щелевых зазоров противопесочных фильтров и повышает его эффективность. Для обеспечения поворота фильтра, по меньшей мере, один из вращающихся роликов 7 сопряжен с подсистемой вращения тестируемого фильтра, снабженной двигателем вращения 8, сопряженным с блоком управления 9 инспекционной машины(фиг. 1, 2). В представленном примере осуществления реализованная программно-аппаратным образом подсистема вращения фильтра (на схемах не показана), на основании инициируемых команд блока управления для осуществления поворота фильтра запускает двигатель вращения 8, момент вращения которого передается через систему соприкасающихся роликов на фильтр, вызывая поворот последнего на заданный угол. Блок управления 9 снабжен программно-аппаратными средствами отслеживания, фиксации, запоминания и последовательного изменения угла поворота фильтра вдоль продольной оси, а также формирования управляющих команд (сигналов) для инициации работы двигателя вращения в заданном (предустановленным программно-аппаратным или ручным образом в памяти микроконтроллера блока управления) режиме. При этом угол поворота фильтра может отслеживаться блоком управления любым известным из уровня техники способом, например, расчетным путем исходя из массогабаритных характеристик фильтра, а также электрических и механических характеристик двигателя вращения, либо по показаниям внешних датчиков, сопряженных с осью вращения фильтра и блоком управления инспекционной машины, а также любым иным, применимым в данной области техники способом.Since the anti-sand filter has a winding over the entire outer surface, in order to ensure actual scanning and control of the width of the interturn gaps over the entire surface of the filter, it is necessary, in addition to the longitudinal movement of the column with an optical scanner, to provide the possibility of rotating the filter around the longitudinal axis. To solve this problem, according to the claimed invention, the inspection table 1 is equipped with rollers 7 of rotation, placed along the length of the filter in the form of groups or single rollers in contact with the filter. The presence of rotation rollers built into the design of the inspection table allows solving two problems: positioning and holding the filter on the table surface in a given position in the process of measuring the inter-turn gaps of slot filters, as well as turning the filter at a given angle around the longitudinal axis in the process of scanning the filter surface, providing thus, the possibility of scanning the entire outer surface of the filter as part of one or more processes of measuring and monitoring the state of the slotted gaps of the anti-sand filter, by measuring them both in the longitudinal direction and along the contour of the outer surface of the filter, which speeds up the process of final control of the state of the slotted gaps of the anti-sand filter filters and improve their efficiency. To ensure the rotation of the filter, at least one of the rotating rollers 7 is coupled to the rotation subsystem of the tested filter, equipped with a rotation motor 8, coupled to the control unit 9 of the inspection machine (Fig. 1, 2). In the presented exemplary embodiment, the filter rotation subsystem (not shown in the diagrams) implemented in the software and hardware way, based on the initiated commands of the control unit to rotate the filter, starts the rotation motor 8, the torque of which is transmitted through the system of contacting rollers to the filter, causing the latter to rotate to the specified value. corner. The control unit 9 is equipped with software and hardware for tracking, fixing, storing and sequentially changing the angle of rotation of the filter along the longitudinal axis, as well as generating control commands (signals) to initiate the operation of the rotation motor in a given (pre-installed software and hardware or manually in the memory of the microcontroller of the unit control) mode. In this case, the filter rotation angle can be monitored by the control unit by any method known from the prior art, for example, by calculation based on the weight and size characteristics of the filter, as well as the electrical and mechanical characteristics of the rotation motor, or according to the readings of external sensors associated with the filter rotation axis and the control unit of the inspection machine, as well as in any other way applicable in the art.

Согласно заявленному изобретению, конструкция инспекционной машины предполагает, как последовательное перемещение оптического сканера вдоль фильтра, в том числе, на увеличенной горизонтальной и вертикальной скорости перемещения оптического сканера в режиме прогона сканера между участками сканирования, движения в режиме сканирования фильтрующей поверхности 6, так и его дискретное перемещение с остановками в точках, которые соответствуют аномальным отклонениям величины щелевого зазора фильтра. При этом, каждый режим сканирования и измерений щелевых зазоров включает этапы установки каретки колонны к начальной точке сканирования и ее перевод в режим парковки колонны, т.е. ее перемещение к месту, в котором колонна находится в неработающем состоянии, по завершению заданного процесса сканирования. Место парковки может быть выполнено любым, известным из уровня техники способом, например, так, как представлено на схеме фиг. 2 примера осуществления заявленного изобретения. В данном примере, место парковки расположено вдоль одной из торцевых сторон инспекционного стола, в начале пути, сформированного ответными элементами средства передвижения колонны в горизонтальном направлении 5, например, выполненными в виде рельс. При этом, как следует из представленного на схеме фиг. 2 примера осуществления, место парковки может быть оборудовано щитком 15 парковки защищающим колонну оптического сканера от нежелательных механических воздействий на оборудование сканера при операциях установки фильтра.According to the claimed invention, the design of the inspection machine assumes both sequential movement of the optical scanner along the filter, including at an increased horizontal and vertical speed of movement of the optical scanner in the mode of scanning the scanner between scanning areas, movement in the scanning mode of the filter surface 6, and its discrete movement with stops at points that correspond to anomalous deviations in the size of the slotted gap of the filter. At the same time, each mode of scanning and measuring slotted gaps includes the stages of setting the column carriage to the starting point of scanning and its transfer to the column parking mode, i.e. its movement to the place where the column is in the idle state, upon completion of the specified scanning process. The parking place can be made in any way known from the prior art, for example, as shown in the diagram of FIG. 2 exemplary embodiments of the claimed invention. In this example, the parking place is located along one of the end sides of the inspection table, at the beginning of the path formed by the counter elements of the column moving vehicle in the horizontal direction 5, for example, made in the form of rails. At the same time, as follows from the diagram of Fig. 2 of the exemplary embodiment, the parking lot can be equipped with a parking guard 15 protecting the optical scanner column from undesirable mechanical impacts on the scanner equipment during filter installation operations.

Для обеспечения безопасности эксплуатации инспекционной машины и реализации режима возврата колонны с оптическим сканером к месту парковки или в место начала сканирования, подсистема горизонтального перемещения, согласно представленному примеру осуществления, может быть снабжена предотвращающими перемещение колонны за пределы инспекционного стола концевыми датчиками (на чертежах и схемах не представлены), сопряженными с блоком управления. Концевые датчики (на схемах не показаны) контролируют перемещение колонны и при достижении предустановленной границы опасной зоны инициируют и направляют соответствующий предустановленный сигнал (команду) в блок управления, в соответствии с которым блок управления, в свою очередь, инициирует управляющий сигнал (команду) остановки линейного перемещения колонны вдоль рельсового пути и/или перемещения колонны в обратном направлении, например, к месту ее парковки.To ensure the safety of the inspection machine and the implementation of the return mode of the column with an optical scanner to the parking place or to the start of scanning, the horizontal movement subsystem, according to the presented embodiment, can be equipped with end sensors preventing the movement of the column outside the inspection table (not shown in the drawings and diagrams). presented), coupled to the control unit. End sensors (not shown in the diagrams) control the movement of the string and, upon reaching the predetermined boundary of the danger zone, initiate and send the corresponding preset signal (command) to the control unit, in accordance with which the control unit, in turn, initiates a control signal (command) to stop the linear moving the column along the rail track and/or moving the column in the opposite direction, for example, to the place of its parking.

Управление движением колонны, согласно заявленному решению, осуществляется программно-аппаратным образом, в соответствии с предустановленным в микроконтроллере или блоке памяти блока управления инспекционной машины алгоритмом перемещения, где команды на смену режима перемещения инициируются либо по прямому выбору оператора, либо в автоматическом режиме при наступлении предустановленного события, распознанного блоком управления. Как следует из схемного представления фиг. 2, блок управления, например, его системный блок (на схемах не показан) инспекционной машины может быть сопряжен со щитком парковки инспекционной машины и снабжен сенсорным экраном 16. При этом все управление машиной осуществляется через графический интерфейс сенсорного экрана блока управления инспекционной машины. Представленный на схеме 2 пример осуществления является одним из возможных вариантов осуществления данного элемента конструкции инспекционной машины, который может быть решен любым иным, известным из уровня техники способом.The movement of the column, according to the claimed solution, is controlled by software and hardware, in accordance with the movement algorithm pre-installed in the microcontroller or the memory block of the control unit of the inspection machine, where commands to change the movement mode are initiated either by direct choice of the operator, or in automatic mode upon the occurrence of a predetermined event recognized by the control unit. As follows from the schematic representation of FIG. 2, the control unit, for example, its system unit (not shown in the diagrams) of the inspection machine can be interfaced with the inspection car parking panel and provided with a touch screen 16. In this case, all control of the machine is carried out through the graphical interface of the touch screen of the inspection machine control unit. The exemplary embodiment shown in Scheme 2 is one of the possible embodiments of this structural element of the inspection machine, which can be solved in any other way known from the prior art.

Сканирование поверхности противопесочного фильтра и фотофиксация его межвитковых щелевых зазоров осуществляется оптическим сканером 4, подвижно закрепленным на колоне посредством, установленного на передвижную платформу 21 (каретку) кронштейна 28. Передвижная платформа сопряжена со средствами ее перемещения в вертикальном направлении корпуса колонны.Scanning of the surface of the anti-sand filter and photographic fixation of its inter-turn slot gaps is carried out by an optical scanner 4, movably fixed on the column by means of a bracket 28 installed on the mobile platform 21 (carriage). The mobile platform is associated with the means of its movement in the vertical direction of the column body.

Согласно заявленному решению, оптический сканер 4 выполнен в виде оптического блока, снабженного последовательно расположенными по оптической оси фотоприемника 20 с объективом 19. В качестве фотоприемника может использоваться, например, применяемые в системах машинного зрения цифровые матричные фотокамеры с CMOS (КМОП) сенсорами, снабженные интерфейсом передачи данных (USB 3.0, GigE, Camera Link) с разрешением не менее 5 Мпикс, оснащенные алгоритмами оптимизации изображения. Например, в качестве такой фотокамеры могут использоваться цифровые фотокамеры промышленного зрения компании Basler AG серии ace или ace2, в том числе, оснащенные функцией, реализующий встроенный программно-аппаратным образом алгоритм оптимизации изображения (например, фотокамера серии Basler ace: acA2440-75um), обеспечивающий повышение качества изображения во время съемки на полной скорости за счет комбинации функций дебайеризации 5×5, сглаживания цветов, шумоподавления и увеличения резкости. Применение такого алгоритма обработки изображения в ходе съемки позволяет получить изображения более высокого качества непосредственно с камеры, не создавая дополнительной нагрузки на ЦП. За счет наличия интерфейса обмена данными может быть также решена задача настройки алгоритма оптимизации изображения фотокамеры под решение конкретных задач посредством предустановленного в блоке управления инспекционной машины программного обеспечения, сопряженного посредством интерфейса с микроконтроллером фотокамеры.According to the claimed solution, the optical scanner 4 is made in the form of an optical unit equipped with a photodetector 20 arranged in series along the optical axis with a lens 19. As a photodetector, for example, digital matrix cameras with CMOS (CMOS) sensors used in machine vision systems, equipped with an interface data transfer (USB 3.0, GigE, Camera Link) with a resolution of at least 5 megapixels, equipped with image optimization algorithms. For example, as such a camera, Basler AG's ace or ace2 series industrial vision digital cameras can be used, including those equipped with a function that implements an image optimization algorithm built into the software and hardware way (for example, the Basler ace series camera: acA2440-75um), which provides Enhance image quality during full-speed shooting with a combination of 5x5 debayerization, color smoothing, noise reduction and sharpening. Using this image processing algorithm during shooting allows you to get higher quality images directly from the camera, without creating additional CPU load. Due to the presence of a data exchange interface, the problem of adjusting the camera image optimization algorithm for solving specific problems can also be solved using the software pre-installed in the control unit of the inspection machine, interfaced with the camera microcontroller via an interface.

Последовательно сопряженный с фотокамерой объектив для обеспечения качества получаемых (захватываемых) фотокамерой изображений, выбирается из условия обеспечения высокого качества получаемых изображений (с высоким разрешением), поддерживаемого на всем протяжении фотофиксации изображения в процесс сканирования поверхности фильтра. Учитывая, что фотофиксация осуществляется в режиме фактически непрерывного сканирования вдоль фильтра и по всей его внешней поверхности, цифровая камера фотоприемника, предпочтительно, снабжена би-телецентрическим объективом 19, например, AZURE-6510TSM. Использование телецентрической оптики для фотоприемника в конструкции оптического сканера позволяет повысить точность измерений, поскольку телецентрическая оптика проецирует и принимает лучи, движущиеся строго параллельно оптической оси оптической системы сканера, что позволяет формировать более четкое изображение на фотоприемнике при существенном снижении дифракционных эффектов на границах зазоров, образуемых витками фильтра по его сканируемой поверхности и оптических искажений, вызванных погрешностью (неидеальностью) оптики.The lens sequentially coupled with the camera to ensure the quality of the images obtained (captured) by the camera is selected from the condition of ensuring the high quality of the images obtained (with high resolution), maintained throughout the entire duration of the image capture in the process of scanning the filter surface. Taking into account that photofixation is carried out in the mode of virtually continuous scanning along the filter and over its entire outer surface, the digital camera of the photodetector is preferably equipped with a bi-telecentric lens 19, for example, AZURE-6510TSM. The use of telecentric optics for a photodetector in the design of an optical scanner makes it possible to increase the accuracy of measurements, since telecentric optics project and receive beams moving strictly parallel to the optical axis of the optical system of the scanner, which makes it possible to form a clearer image on the photodetector with a significant reduction in diffraction effects at the boundaries of the gaps formed by the turns filter on its scanned surface and optical distortion caused by the error (nonideality) of the optics.

Согласно заявленному изобретению, в одном из предпочтительных вариантов его реализации, источник излучения 18 выполнен в виде источника промышленной подсветки 23 (подсветка) (фиг. 3), закрепляемой по контуру объектива фотоприемника. Освещение играет важную роль в системах машинного зрения, поскольку в сочетании с другими компонентами, такими как цифровая фотокамера и телецентрический объектив, обеспечивает максимально высокое и воспроизводимое качество захватываемого изображения. Промышленная подсветка 23 создает дополнительный контраст изображения щели, повышая четкость изображения и точность измерений контролируемых характеристик зазора. При этом использование в фотоприемнике оптического сканера высокопроизводительного микропроцессора и CMOS-сенсора, например, с частой кадров не менее 75 fps, а также телецентрического объектива в сочетании с пульсирующей промышленной подсветкой обеспечивает повышение точности сканирования и обработки изображений межвитковых зазоров на более высокой скорости, чем известные из уровня техники цифровые сканеры, обеспечивая поддержание высокого качества съемки в процессе непрерывного движения оптического сканера вдоль фильтра и/или по его поверхности при повороте фильтра.According to the claimed invention, in one of the preferred embodiments of its implementation, the radiation source 18 is made in the form of an industrial illumination source 23 (illumination) (Fig. 3), fixed along the contour of the photodetector lens. Lighting plays an important role in machine vision systems because, in combination with other components such as a digital camera and a telecentric lens, it provides the highest and most reproducible quality of the captured image. Industrial illumination 23 creates additional contrast in the image of the gap, increasing the clarity of the image and the accuracy of measurements of the controlled characteristics of the gap. At the same time, the use of a high-performance microprocessor and a CMOS sensor in the photodetector, for example, with a frame rate of at least 75 fps, as well as a telecentric lens in combination with a pulsating industrial backlight, provides an increase in the accuracy of scanning and image processing of interturn gaps at a higher speed than known of the prior art digital scanners, maintaining high image quality in the process of continuous movement of the optical scanner along the filter and / or on its surface when the filter is rotated.

В другом варианте осуществления оптический сканер может быть выполнен в виде лазерно-оптического модуля, включающего источник излучения выполненный в виде оптического источника зондирующего лазерного излучения, например, в виде лазерного оптического микрометра, который, в возможных вариантах осуществления заявленного решения, может быть дополнительной снабжен телецентрическим объективом, с возможностью формирования пучка параллельных лучей для повышения точности позиционирования и четкости захватываемого изображения сканируемой поверхности фильтра. При этом оптический микрометр может быть снабжен пульсирующей промышленной подсветкой, располагаемой вокруг объектива, обеспечивая тем самым возможность скоростного сканирования с высокой четкостью.In another embodiment, the optical scanner can be made in the form of a laser-optical module, including a radiation source made in the form of an optical source of probing laser radiation, for example, in the form of a laser optical micrometer, which, in possible embodiments of the claimed solution, can be additionally equipped with a telecentric lens, with the possibility of forming a beam of parallel rays to improve the positioning accuracy and clarity of the captured image of the scanned filter surface. In this case, the optical micrometer can be equipped with a pulsating industrial illumination located around the lens, thereby providing the possibility of high-speed scanning with high definition.

Качественное и точное измерение щелевого зазора возможно при получении четкого сфокусированного изображения щели. Ограниченность глубины фокуса телецентрического объектива оптического сканера и изменение профиля поверхности фильтра, который может иметь сложное формообразование, с изменяемой высотой фильтра по его длине, например, в местах расположения стыковочных муфт, что приводит к необходимости корректировки положения оптического сканера в пределах фокусного расстояния от объектива фотоприемника до поверхности фильтра с щелевыми зазорами. Согласно заявленному решению, для обеспечения точной фокусировки используют датчик контроля фокусного расстояния (фокуса), в качестве которого, например, может быть использован лазерный дальномер, установленной на подвижной платформе оптического сканера.Qualitative and accurate measurement of the slit gap is possible when a clear, focused image of the slit is obtained. The limited depth of focus of the telecentric lens of the optical scanner and the change in the profile of the filter surface, which can have complex shaping, with a variable height of the filter along its length, for example, at the locations of the docking sleeves, which leads to the need to correct the position of the optical scanner within the focal length of the photodetector lens to the filter surface with slotted gaps. According to the claimed solution, to ensure accurate focusing, a focal length (focus) control sensor is used, which, for example, can be used as a laser range finder mounted on a movable platform of an optical scanner.

Таким образом, при любом варианте осуществления заявленного изобретения, канал измерения оптического сканера, содержит источник излучения в виде промышленной подсветки и/или микрометра с телецентрическим объективом, последовательно расположенные фотоприемник с телецентрическим объективом, а также лазерный датчик фокусного расстояния (фокуса) оптического сканера до сканируемой поверхности фильтра, соединенные с блоком обработки информации блока управления инспекционной машины, снабженного программно-аппаратными средствами фокусировки оптического сканера по отклонению от предустановленного значения текущих показаний датчика 22 контроля фокуса (фокусного расстояния) сканера до поверхности фильтра.Thus, in any embodiment of the claimed invention, the measurement channel of the optical scanner contains a radiation source in the form of industrial illumination and/or a micrometer with a telecentric lens, a photodetector with a telecentric lens arranged in series, and a laser sensor of the focal length (focus) of the optical scanner to the scanned filter surfaces connected to the information processing unit of the control unit of the inspection machine, equipped with software and hardware for focusing the optical scanner according to the deviation from the preset value of the current readings of the focus control sensor 22 (focal length) of the scanner to the filter surface.

Возможность подстройки положения оптического сканера в пределах, предустановленного для используемого в конструкции сканера фотокамеры и сопряженного с ней телецентрического объектива диапазона значений допустимого фокусного расстояния, осуществляется, как было выше отмечено путем перемещения кронштейна с оптическим сканером в вертикальной плоскости путем перемещения передвижной платформы 21 (каретки), на которой установлен кронштейн 28 вдоль корпуса колонны 3. Перемещение передвижной платформы вдоль колонны по высоте, может быть реализовано любым, известным из уровня техники способом, применимым к данного рода устройствам, например, посредством мотора вертикального перемещения 25, соединенного с блоком управления, и каретки 21, сопряженной с двумя направляющими рельсами с зубчатой рейкой, располагаемых вдоль колонны в вертикальном направлении, с возможностью перемещения передвижной платформы (каретки) вдоль них (фиг. 3). Данный вариант реализации средства перемещения передвижной платформы 21 в вертикальном направлении, вдоль корпуса колонны является лишь одним из возможных вариантов его осуществления. Однако, при любом варианте осуществления средств перемещения передвижной платформы 21, ее перемещения осуществляются в автоматическом режиме, посредством непрерывного отслеживания блоком управления программно-аппаратным образом текущих показаний датчика контроля 22 фокусного расстояния (датчик контроля), их сопоставления с предустановленными в памяти блока управления значениями для текущих измерений и модели оптического сканера, и формирования в автоматическом режиме управляющих команд на мотор или иное устройство управления перемещением каретки платформы посредством средств перемещения передвижной платформы в вертикальном направлении, вдоль корпуса колонны.The possibility of adjusting the position of the optical scanner within the range of allowable focal length values pre-installed for the camera scanner used in the design and the telecentric lens associated with it is carried out, as noted above, by moving the bracket with the optical scanner in a vertical plane by moving the mobile platform 21 (carriage) , on which the bracket 28 is installed along the body of the column 3. The movement of the mobile platform along the column in height can be implemented by any method known from the prior art applicable to this kind of device, for example, by means of a vertical movement motor 25 connected to the control unit, and carriage 21, coupled with two guide rails with a gear rack, located along the column in the vertical direction, with the possibility of moving the mobile platform (carriage) along them (Fig. 3). This embodiment of the means for moving the mobile platform 21 in the vertical direction along the column body is only one of the possible options for its implementation. However, with any embodiment of the means of moving the mobile platform 21, its movements are carried out automatically, by means of continuous monitoring by the control unit in the software and hardware way of the current readings of the control sensor 22 of the focal length (control sensor), their comparison with the values preset in the memory of the control unit for current measurements and the model of the optical scanner, and automatic generation of control commands to the motor or other device for controlling the movement of the platform carriage by means of moving the mobile platform in the vertical direction along the column body.

Так, например, в одном из вариантов осуществления заявленного решения, для осуществления процесса сканирования поверхности фильтра и измерения величины межвитковых зазоров фильтра, предварительно оптическую ось сканера ориентируют под углом 90° градусов по отношению к касательной к проволочной поверхности фильтра, с размещением телецентрического объектива, сопряженного с фотокамерой, предпочтительно, на расстоянии 65 мм от сканируемой поверхности, что позволяет обеспечить максимально точную фокусировку оптики и четкость получаемого изображения. При этом положение объектива оптического сканера, а именно телецентрического объектива фотоприемника, позиционируется таким образом, чтобы сканируемый участок попадал в диапазон глубины резкости объектива цифровой фотокамеры оптического сканера с точностью 1,5 мм. Для достижения данного эффекта в качестве датчика контроля 22 фокуса (фокусного расстояния) по текущему расстоянию сканера до поверхности фильтра, предпочтительно, используют лазерный дальномер (лазерный триангуляционный датчик), обладающий наиболее высокой точностью определения расстояния до поверхности измерения. Датчик контроля фокусного расстояния размещают на неподвижном кронштейне 28 передвижной платформы 21 (фиг. 4, 5), предпочтительно, перед оптическим сканером по ходу перемещения колонны в процессе сканирования, поскольку данные, получаемые блоком управления от датчика 22, используются для фокусировки оптического сканера, подстройкой его положения по высоте. При регистрации блоком управления, сопряженным с оптическим сканером, смещения фильтра более чем на 1,5 мм относительно датчика 22, на контроллер блока управления инспекционной машины программно-аппаратным образом и на основе предустановленного в блоке памяти контроллера (на схемах не показан) алгоритма, подается команда на изменение расстояния от оптического сканера до поверхности фильтра 6 таким образом, чтобы расстояние между оптическим сканером и фильтром сохранялось постоянным по длине и внешнему контуру фильтра на всем протяжении сканирования и контроля параметров межвитковых щелевых зазоров. Таким образом, обеспечиваются оптимальные условия для осуществления захвата и фотофиксации изображения каждого контролируемого межвиткового щелевого зазора фильтра по всей его поверхности с заданной скоростью сканирования, без потери качества фотосъемки.So, for example, in one of the embodiments of the claimed solution, in order to carry out the process of scanning the filter surface and measuring the size of the interturn gaps of the filter, the optical axis of the scanner is preliminarily oriented at an angle of 90 with a camera, preferably at a distance of 65 mm from the scanned surface, which allows for the most accurate focusing of the optics and clarity of the resulting image. In this case, the position of the lens of the optical scanner, namely the telecentric lens of the photodetector, is positioned so that the scanned area falls within the range of depth of field of the lens of the digital camera of the optical scanner with an accuracy of 1.5 mm. To achieve this effect, a laser range finder (laser triangulation sensor) is preferably used as the focus (focal length) control sensor 22 according to the current distance of the scanner to the filter surface, which has the highest accuracy in determining the distance to the measurement surface. The focal length control sensor is placed on a fixed bracket 28 of the mobile platform 21 (Fig. 4, 5), preferably in front of the optical scanner in the direction of the column movement during the scanning process, since the data received by the control unit from the sensor 22 is used to focus the optical scanner, adjusting its height position. When the control unit associated with the optical scanner registers a filter displacement of more than 1.5 mm relative to the sensor 22, the control unit of the inspection machine is registered in a hardware-software manner and based on the algorithm preinstalled in the controller memory unit (not shown in the diagrams), a command to change the distance from the optical scanner to the surface of the filter 6 so that the distance between the optical scanner and the filter remains constant along the length and the outer contour of the filter throughout the scanning and monitoring of the parameters of the interturn slot gaps. Thus, optimal conditions are provided for capturing and photographing the image of each controlled inter-turn slot gap of the filter over its entire surface at a given scanning speed, without loss of photographic quality.

Возможность подстройки положения оптического сканера в вертикальной плоскости в автоматическом режиме позволяет осуществлять перемещение сканирующего устройства вдоль фильтра с изменяемым диаметром по его длине, осуществлять контроль фокусировки телецентрической оптики в процессе сканирования поверхности фильтра, а также выполнять измерения щелевых зазоров фильтра разных диаметров с высокой точностью, без остановки процесса сканирования.The possibility of adjusting the position of the optical scanner in the vertical plane in automatic mode makes it possible to move the scanning device along the filter with a variable diameter along its length, to control the focusing of telecentric optics during the scanning of the filter surface, and to measure the slit gaps of filters of different diameters with high accuracy, without stop the scanning process.

Получаемый фотоприемником от сканера кадр цифрового изображения щелевого зазора, а настройка сканера позволяет захватить в кадр только одну щель, далее анализируется на предмет выделения краев щели.The frame of the digital image of the slit gap received by the photodetector from the scanner, and the scanner setting allows capturing only one slit in the frame, is then analyzed to highlight the edges of the slit.

На изображении фиг. 6 представлено схемное представление щелевой поверхности фильтра, которая состоит из последовательности витков проволоки 26 и образующихся между ними щелевыми зазорами 27. Для выявления в режиме сканирования и измерения щелевых зазоров в соответствии с заявленным изобретением применяется реализованный программно-аппаратным образом алгоритм, позволяющий с высокой точностью проводить аппроксимацию для исследуемых объектов распознанных контуров различной формы. Точность замеров с помощью данного алгоритма определяется, главным образом, качеством изображения контура объекта, поскольку данный алгоритм работает на основе выделения контуров между светлой и теневой частью посредством пороговой обработки. Определить контур с высокой точностью бывает сложно, особенно используя «стандартную» подсветку. Для минимизации ошибок при распознавании контура межвиткового зазора, заявленное решение работает на основе модифицированного под текущие задачи интеллектуального алгоритма, использующего математическую модель человеческого глаза. Алгоритм осветляет спектр изображения и корректирует суммарную яркость с помощью адаптации локальных яркостей. Другой важной особенностью реализованного программно-аппаратным образом в составе заявленного решения инспекционной машины алгоритма распознавания контура щелевого зазора фильтра, является способность к удалению пространственно-временного шума с одновременным увеличением детализации изображения.On the image of Fig. 6 shows a schematic representation of the slotted surface of the filter, which consists of a sequence of turns of wire 26 and slotted gaps 27 formed between them. approximation for the studied objects of recognized contours of various shapes. The accuracy of measurements with this algorithm is determined mainly by the quality of the image of the contour of the object, since this algorithm works on the basis of highlighting the contours between the light and shadow parts through thresholding. Determining the contour with high accuracy can be difficult, especially using the "standard" backlight. To minimize errors in recognizing the contour of the interturn gap, the claimed solution works on the basis of an intelligent algorithm modified for current tasks using a mathematical model of the human eye. The algorithm brightens the image spectrum and corrects the overall brightness by adapting local brightnesses. Another important feature of the filter slit contour recognition algorithm implemented in software and hardware as part of the claimed inspection machine solution is the ability to remove spatio-temporal noise while increasing image detail.

Так на первом этапе пиксели исходного изображения, полученного в результате сканирования, непосредственного микроконтроллером блока сканирования и/или блока управления, посредством предустановленного программного алгоритма разделяют на 2 кластера по интенсивности цвета (бинаризации) по фиксированному порогу следующим образом:So at the first stage, the pixels of the original image obtained as a result of scanning, directly by the microcontroller of the scanning unit and / or control unit, are divided into 2 clusters by color intensity (binarization) according to a fixed threshold by means of a preinstalled software algorithm as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

Где параметр threshold по сути является параметром контрастности светотеневого изображения, и подбирается эмпирически, путем калибровки, исходя из особенностей матрицы цифровой камеры фотоприемника, интенсивности подсветки и отражающей способности щелевых краев щелевых зазоров фильтра. Например, в частном случае реализации данный параметр может быть выбран равным 30, что позволяет обеспечить высокий уровень чувствительности и точности при определении границ контура межвиткового зазора фильтра.Where the threshold parameter is essentially the contrast parameter of the cut-off image, and is selected empirically, by calibrating, based on the features of the matrix of the digital camera of the photodetector, the backlight intensity and the reflectivity of the slit edges of the slit filter gaps. For example, in a particular case of implementation, this parameter can be selected equal to 30, which makes it possible to provide a high level of sensitivity and accuracy in determining the boundaries of the contour of the interturn gap of the filter.

Для удаления шумовой составляющей, на следующем этапе применяют блок из двух идущих подряд операторов эрозии и дилатации (в частном случае реализации, для представленного примера осуществления размер ядра - 7х7 пикселей). Пример работы данного алгоритма представлен на изображениях фиг. 8. В результате такой последовательной обработки полученное изображение разделяется на 2 кластера - зона щели и зона проволоки, например, так, как представлено на изображениях фиг. 7, где фиг. 7 а) - входное, полученное изображение, а фиг. 7 б) - изображение, полученное в результате обработки. Очевидно, указанный способ обработки полученного фотоприемником изображения сканируемой поверхности позволяет существенно увеличить контрастность краев (границ) фиксируемых на изображениях контурных участков, откорректировать локальные яркости и фон. Данное свойство особенно полезно при засветках, переотражениях или наоборот недостаточной освещенности. Алгоритм определения границ щелевого зазора обеспечивает возможность задания параметра контрастности светотеневого изображения, который может задаваться на этапе начальной калибровки показаний замеров щелевых зазоров.To remove the noise component, at the next stage, a block of two successive erosion and dilation operators is used (in a particular implementation case, for the presented embodiment, the kernel size is 7x7 pixels). An example of the operation of this algorithm is shown in Fig. 8. As a result of such sequential processing, the resulting image is divided into 2 clusters - the slot zone and the wire zone, for example, as shown in the images of FIG. 7, where FIG. 7 a) is the input, received image, and fig. 7 b) - the image obtained as a result of processing. Obviously, this method of processing the image of the scanned surface obtained by the photodetector makes it possible to significantly increase the contrast of the edges (borders) of the contour sections recorded on the images, to correct the local brightness and background. This property is especially useful for flare, re-reflections, or vice versa, insufficient illumination. The algorithm for determining the boundaries of the slit gap provides the ability to set the contrast parameter of the cut-off image, which can be set at the stage of initial calibration of the readings of measurements of the slit gaps.

По факту определения границ контура зазора, на основании предустановленного программно-аппаратным образом алгоритма осуществляют измерение щелевого зазора. Для это цели осуществляют определение его площади между выделенными границами щели в пикселях, и вычисляют среднее значение щелевого зазора по ширине щели в пикселях, с последующим переводом данного значения в метрические единицы микроны. Последнее действие осуществляют уже исходя из разрешения цифровой матричной камеры. Например, в частном случае осуществления заявленного решения, среднее значение щелевого зазора по ширине щели может быть определено из следующего соотношения, определимого исходя из посчитанного числа «черных пикселей» к общему числу пикселей по горизонтали:Upon determining the boundaries of the gap contour, on the basis of the algorithm preinstalled in the software and hardware way, the gap gap is measured. For this purpose, its area between the selected slot boundaries is determined in pixels, and the average slot gap value is calculated over the slot width in pixels, with the subsequent conversion of this value into metric units of microns. The last action is already carried out based on the resolution of the digital matrix camera. For example, in a particular case of the implementation of the claimed solution, the average value of the slit gap along the width of the slit can be determined from the following ratio, determined based on the counted number of "black pixels" to the total number of horizontal pixels:

Figure 00000003
Figure 00000003

Коэффициент 5,1 получен эмпирическим путем для преобразования итогового результата в метрические единицы (микрометры). Данный коэффициент является показателем разрешающей способности оптической системы (в частном случае, рассматриваемого примера осуществления, один пиксель изображения соответствует квадрату стороной 5,1 мкм)The coefficient 5.1 was obtained empirically to convert the final result into metric units (micrometers). This coefficient is an indicator of the resolution of the optical system (in the particular case of the considered embodiment, one image pixel corresponds to a square with a side of 5.1 μm)

Таким образом, способ измерения и контроля щелевых зазоров противопесочных фильтров согласно заявленному изобретению осуществляется следующим образом. Thus, the method for measuring and controlling the gap gaps of anti-sand filters according to the claimed invention is carried out as follows.

На изображении блок-схемы фиг. 9 представлена схема работы инспекционной машины согласно заявленному решению в режиме автоматического тестирования фильтров.In the block diagram of Fig. 9 shows the scheme of operation of the inspection machine according to the claimed solution in the mode of automatic testing of filters.

Не первом этапе производится установка фильтра на инспекционный стол, при этом колонна сканера находится в зоне парковки. Далее программно-аппаратным образом, посредством предустановленного интерфейса пользователя, вводят информацию, касающуюся индивидуальных характеристик тестируемого фильтра (номер фильтра, длина, диаметр, начальный отступ от края базовой трубы, программа тестирования и т.п.), которые обрабатываются блоком управления в соответствии с предустановленным программно-аппаратным образом алгоритмом. На основании указанных данных и предустановленному алгоритму их обработки осуществляют выбор предустановленной программы тестирования щелевых зазоров противопесочных фильтров. Программы тестирования щелевых зазоров могут различаться количеством сегментов фильтра, по которым производятся замеры. Можно, например, выделить стандартную программу тестирования, по которой вычисляются величины, к примеру, 200 щелей по 4 сегментам, разнесенным по всей длине фильтра с поворотом фильтра на 90 градусов между сегментами. Программа сплошного тестирования предполагает режим тестирования щелевых зазоров на всю длину фильтра по одному направлению. Можно реализовать и другие варианты программ тестирования, которые будут предусматривать разные сценарии сканирования и вращения фильтра по сегментам длины фильтра.At the first stage, the filter is installed on the inspection table, while the scanner column is in the parking area. Further, in a hardware-software manner, through a preinstalled user interface, information is entered regarding the individual characteristics of the tested filter (filter number, length, diameter, initial offset from the edge of the base pipe, testing program, etc.), which are processed by the control unit in accordance with pre-installed software and hardware algorithm. Based on the specified data and the pre-installed algorithm for their processing, a pre-installed program for testing slotted gaps of anti-sand filters is selected. The slot gap testing programs may differ in the number of filter segments that are measured. It is possible, for example, to single out a standard test program, according to which the values of, for example, 200 slots are calculated in 4 segments spaced along the entire length of the filter with the filter rotated by 90 degrees between the segments. The continuous testing program assumes the mode of testing slotted gaps for the entire length of the filter in one direction. It is possible to implement other options for testing programs that will provide for different scenarios for scanning and rotating the filter over segments of the filter length.

На следующем этапе после запуска выбранной программы тестирования, перемещают колонну с размещенным на нем оптическим сканером до положения первой щели первого сегмента тестирования зазоров. Перемещение колонны осуществляется с поднятым положением сканера для безопасности работы машины. Для этого перемещают передвижную платформу с установленным на ней сканирующим устройством вдоль колонны вверх по вертикалиAt the next stage, after starting the selected testing program, the column with the optical scanner placed on it is moved to the position of the first slot of the first gap testing segment. The movement of the column is carried out with the raised position of the scanner for the safety of the machine. To do this, move the mobile platform with the scanning device installed on it along the column up vertically.

При достижения первого участка сканирования платформу со сканирующим устройством опускают до сканируемой фильтра и осуществляют запуск режима сканирования, в автоматическом или ручном формате управления.Upon reaching the first scanning area, the platform with the scanning device is lowered to the scanned filter and the scanning mode is started, in an automatic or manual control format.

В этом режиме, на перво этапе осуществляют проверку оптической фокусировки сканера щелевой поверхности фильтра. Фокусировка осуществляют путем вычисления расстояния до поверхности фильтра с помощью лазерного датчика контроля фокуса по текущему расстоянию телецентрического объектива фотокамеры оптического сканера до сканируемой поверхности. По предустановленным в памяти микроконтроллера блока управления настроечным параметрам инспекционной машины фокус определяется попаданием измеренного датчиком расстояния от объектива сканирующего устройства до сканируемой поверхности в предустановленный в системе интервал резкости расстояния (фокусного расстояния) до поверхности фильтра. Если расстояние не попадает в заданный интервал, осуществляют корректировку положения сканирующего устройства с помощью системы вертикального перемещения оптического сканера посредством спуска-подъема передвижной платформы с установленным на ней сканирующим устройством до попадания указанного расстояния в заданный интервал. По завершению настройки фокуса сканирующего устройства, регистрируемого блоком управления по регистрируемым данным измерения датчика контроля фокусного расстояния, система в автоматическом режиме или по запуску оператором формирует на подсистемы перемещении колонны и оптический сканер управляющие сигналы запуска режима сканирования поверхности фильтра на текущем участке и фиксирует получаемые фотокамерой оптического сканера цифровые изображение щелевого зазора, передаваемые по линиям коммутации в блока обработки данных блока управления системы, где осуществляется обработка полученного изображения в соответствии с предустановленными программно-аппаратными образом алгоритмами. Поскольку лазерный луч датчика текущего расстояния до поверхности фильтра может попадать в щелевой зазор, то расстояние, которое он измеряет может отличаться от реального расстояния до поверхности фильтра. В этом случае применяется способ исключения показаний датчика в моменты, когда он попадает в щелевые отверстия, на основе алгоритма осредненных данных по расстояниям, регистрируемых лазерным датчиком в ходе сканирования поверхности фильтра. При этом предполагается, что щелевое отверстие меньше значения шага между границами двух последовательных щелей.In this mode, at the first stage, the optical focusing of the scanner of the slotted surface of the filter is checked. Focusing is carried out by calculating the distance to the filter surface using a laser focus control sensor according to the current distance of the telecentric lens of the optical scanner camera to the scanned surface. According to the tuning parameters of the inspection machine preset in the memory of the microcontroller of the control unit, the focus is determined by the hit of the distance measured by the sensor from the lens of the scanning device to the scanned surface in the interval of sharpness of the distance (focal length) to the filter surface preset in the system. If the distance does not fall within the specified interval, the position of the scanning device is corrected using the system of vertical movement of the optical scanner by lowering and raising the mobile platform with the scanning device installed on it until the specified distance falls within the specified interval. Upon completion of the adjustment of the focus of the scanning device, recorded by the control unit according to the recorded measurement data of the focal length control sensor, the system in automatic mode or upon launch by the operator generates control signals for the column movement subsystems and the optical scanner to start the filter surface scanning mode in the current section and fixes the optical signals received by the camera. scanner, digital image of the slot gap transmitted via switching lines to the data processing unit of the system control unit, where the received image is processed in accordance with pre-installed software and hardware algorithms. Since the laser beam of the sensor of the current distance to the filter surface may fall into the slit gap, the distance that it measures may differ from the actual distance to the filter surface. In this case, a method is used to exclude the sensor readings at the moments when it enters the slotted holes, based on the algorithm of averaged data over distances recorded by the laser sensor during scanning of the filter surface. In this case, it is assumed that the slotted hole is smaller than the step value between the boundaries of two successive slots.

Полученное таким образом изображение далее обрабатывают программно-аппаратным образом, на основе предустановленного в микроконтроллере фотоприемника и/или блока управления инспекционной машины вышеуказанного порогового алгоритма распознавания границ щелевого зазора и вычисляют значение величины зазора. Полученное значение автоматически фиксируют в журнале выполненных замеров в базе данных приложения блока управления инспекционной машины. Далее осуществляют проверку на последнюю щель интервала сканирования и, если она не достигнута, производят переход к следующей щели в режиме сканирования. При достижении перемещаемой вдоль фильтра колонной с установленным оптическим сканирующим устройством последней щели интервала сканирования осуществляют проверку достоверности данного факта. Если интервал не последний, то производится горизонтальное перемещение колонны сканера до первой щели следующего сегмента или интервала тестирования.The image obtained in this way is further processed in a hardware-software manner, based on the photodetector pre-installed in the microcontroller and/or the control unit of the inspection machine of the above threshold algorithm for recognizing the edges of the slot gap, and the value of the gap value is calculated. The obtained value is automatically recorded in the log of performed measurements in the application database of the control unit of the inspection machine. Next, a check is made for the last slit of the scanning interval and, if it is not reached, a transition is made to the next slit in the scanning mode. When the column moving along the filter with the installed optical scanning device reaches the last slit of the scanning interval, the reliability of this fact is verified. If the interval is not the last, then the scanner column is moved horizontally to the first slot of the next segment or testing interval.

В том случае, если программа тестирования предполагает выполнение вращения фильтра между интервалами, выполняют необходимое вращение фильтра до сканирования первой щели нового интервала. Вращение фильтра может быть осуществлено любым известным из уровня техники способом, обеспечивающим контроль поворота на заданный угол, например, посредством использования сопряженного с контроллером блока управления и средством порота фильтра шаговым двигателем.In the event that the test program involves the rotation of the filter between intervals, perform the necessary rotation of the filter before scanning the first slit of a new interval. The rotation of the filter can be carried out by any method known from the prior art that provides control of rotation through a given angle, for example, by using a control unit associated with the controller and the filter port means with a stepper motor.

В рамках осуществления тестирования в соответствии с заявленным решением возможна реализация режима регистрации аномальных зазоров щелевых фильтров. Если данная опция включена в процедуру тестирования, то при расчете величины щели дополнительно осуществляют проверку ее значения на аномальное значение. Обычно это означает, что величина зазора отличается от номинала более чем на определенную величину, предустановленную в системе. В случае обнаружения аномальной щели машина останавливает процесс сканирования, а оператор инспекционной машины проверяет факт наличия дефектной щели. В случае подтверждения дефекта оператором тестирование фильтра прерывается, а фильтр бракуется по причине выявления данного дефекта.As part of testing in accordance with the claimed solution, it is possible to implement the mode of registration of anomalous gaps of slot filters. If this option is included in the testing procedure, then when calculating the size of the gap, its value is additionally checked for an abnormal value. This usually means that the gap value differs from the nominal value by more than a certain amount preset in the system. If an abnormal gap is detected, the machine stops the scanning process, and the operator of the inspection machine checks for the presence of a defective gap. If a defect is confirmed by the operator, the filter testing is interrupted, and the filter is rejected due to the detection of this defect.

Процесс тестирования продолжают до регистрации последней щели последнего сегмента тестирования. После завершения программы тестирования блок управления в автоматическом режиме или по указанию оператора, например, посредством выбора соответствующей операции через интерфейс управления предустановленным программным обеспечением процесса тестирования, инициализируют статистический анализ распределения щелевых зазоров фильтра с подсчетом средних значений зазоров и среднеквадратичных отклонений. При этом статистический анализ результатов замеров щелевых зазоров осуществляют с учетом предустановленных в блоке памяти микроконтроллера блока управления параметров допустимых отклонений осуществленных замеров. Таким образом, осуществляется фильтрация полученных результатов замеров, с выявлением определенной части замеров, которая может быть отнесена к дефектным. Эти замеры исключают программно-аппаратным образом из общего числа проведенных замеров. На основе полученных данных осуществляют генерирование отчета по тестированию. В этом отчете осуществляется проверка заданных по программе критериев годности статистических значений распределения щелевых зазоров. Согласно указанной проверке, формируют вывод о годности или негодности фильтра по качеству щелевых зазоров. В конце процедуры тестирования производят вертикальный подъем сканера, и колонна сканера перемещается в зону парковки.The testing process continues until the last slot of the last test segment is registered. After completion of the testing program, the control unit in automatic mode or at the direction of the operator, for example, by selecting the appropriate operation through the control interface of the pre-installed software of the testing process, initializes a statistical analysis of the distribution of the slot gaps of the filter with the calculation of the average values of the gaps and standard deviations. In this case, the statistical analysis of the results of measurements of slotted gaps is carried out taking into account the parameters of permissible deviations of the measurements carried out pre-installed in the memory block of the microcontroller of the control unit. Thus, the obtained measurement results are filtered, with the identification of a certain part of the measurements, which can be classified as defective. These measurements are excluded by software and hardware from the total number of measurements taken. Based on the received data, a test report is generated. This report checks the validity criteria specified by the program for the statistical values of the distribution of slotted gaps. According to the specified check, a conclusion is formed about the suitability or unsuitability of the filter according to the quality of slotted gaps. At the end of the testing procedure, the scanner is lifted vertically and the scanner column is moved to the parking area.

Заявленная группа изобретений, характеризующая устройство инспекционной машины и способ тестирования щелевых зазоров противопоточных фильтров на ее основе обеспечивает высокую точность измерений, и простоту конструкции за счет возможности перемещения сканирующего устройства как в горизонтальной, так и вертикальном направлении, с возможностью контроля нахождения сканирующего устройства в процессе сканирования на фокусном расстоянии от поверхности фильтра, контролируемого дополнительным датчиком текущего расстояния, а использование в составе конструкции оптического сканирующего устройства телецентрической оптики и промышленной подсветки, позволяет с большей точностью использовать заявленные в составе способа тестирования программно-аппаратные алгоритмы распознавания светотеней изображения щелей для вычисления их размера и собственно сам процесс вычисления значения щелевого зазора. Простота системы перемещения и позиционирования сканера, экономят время на осуществления данных действий и за счет точности позиционирования повышают точность измерений. Данная конструкция надежна и долговечна при ее практическом применении.The claimed group of inventions, which characterizes the device of the inspection machine and the method for testing the slot gaps of anti-flow filters based on it, provides high measurement accuracy and simplicity of design due to the possibility of moving the scanning device both in the horizontal and vertical directions, with the ability to control the presence of the scanning device in the scanning process at the focal length from the filter surface, controlled by an additional current distance sensor, and the use of telecentric optics and industrial illumination as part of the design of the optical scanning device makes it possible to use the hardware-software algorithms for recognizing chiaroscuro images of slits declared as part of the testing method with greater accuracy to calculate their size and actually the process of calculating the value of the gap gap. The simplicity of the system for moving and positioning the scanner saves time for the implementation of these actions and, due to positioning accuracy, increases the accuracy of measurements. This design is reliable and durable in its practical application.

Claims (55)

1. Способ финишного контроля и измерения щелевых зазоров противопесочных фильтров, характеризующийся выполнением последовательно выполняемых действий, включающих:1. A method for final control and measurement of slot gaps of anti-sand filters, characterized by the performance of successively performed actions, including: - установку оптического сканера над фильтром на заданном программно-аппаратным образом по высоте от поверхности сканирования фильтра фокусном расстоянии;- installation of an optical scanner above the filter at a focal length specified by the software and hardware in height from the scanning surface of the filter; - сканирование поверхности фильтра посредством оптического сканера, непрерывно перемещаемого вдоль фильтра в горизонтальном направлении при пульсирующей подсветке сканируемой поверхности фильтра с заданной блоком управления программно-аппаратным образом скоростью;- scanning the filter surface by means of an optical scanner continuously moving along the filter in the horizontal direction with pulsating illumination of the scanned filter surface at a speed set by the control unit in the software-hardware manner; - поддержание в процессе сканирования положения оптического сканера в пределах предустановленного фокусного расстояния посредством измерения высоты размещения оптического сканера над фильтром датчиком контроля и подстройки блоком управления положения оптического сканера по высоте программно-аппаратным образом при отклонении текущего положения от заданных параметров фокусного расстояния;- maintaining the position of the optical scanner within the preset focal length during scanning by measuring the height of the optical scanner above the filter with a control sensor and adjusting the position of the optical scanner in height by the software-hardware method when the current position deviates from the specified focal length parameters; - захват фотоприемником оптического сканера в цифровом формате изображения сканируемой поверхности фильтра, включающего один щелевой зазор с краями из металлической проволоки соседних витков фильтра, повторение операции при перемещении оптического сканера по сканируемой поверхности с заданными программно-аппаратным образом параметрами;- capture by the photodetector of the optical scanner in digital format of the image of the scanned surface of the filter, including one slit gap with edges made of metal wire of adjacent turns of the filter, repeating the operation when moving the optical scanner along the scanned surface with the parameters specified by the software and hardware; - определение границ щелевого зазора посредством обработки программно-аппаратным образом светотеневого спектра каждого получаемого изображения на основе выделения контуров между светлой и теневой частью изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума и одновременным увеличением детализации изображения; а также- determination of the boundaries of the slit gap by processing the black-and-white spectrum of each received image by software and hardware based on the selection of contours between the light and shadow parts of the image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise and a simultaneous increase in image detail; and - вычисление для каждого изображения программно-аппаратным образом величины щелевого зазора по выделенным границам посредством определения площади щелевого зазора между границами и вычисления среднего значения щелевого зазора по ширине щели в пикселях с преобразованием в метрические единицы с учетом коэффициента масштабирования, являющегося показателем разрешающей способности оптической системы оптического сканера.- calculation for each image in a hardware-software manner of the size of the slit gap along the selected boundaries by determining the area of the slit gap between the boundaries and calculating the average value of the slit gap over the width of the slit in pixels with conversion to metric units, taking into account the scaling factor, which is an indicator of the resolution of the optical system of the optical scanner. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют повторение операций для определения ширины щелевого зазора в первом множестве местоположений по длине экрана под заданным углом расположения сканера по отношению к поверхности фильтра.2. The method of claim. 1, characterized in that the repetition of operations to determine the width of the slit gap in the first set of locations along the length of the screen at a given angle of the scanner relative to the filter surface. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что осуществляют повторение операций для определения ширины щелевого зазора во втором множестве местоположений по длине фильтра под заданным углом расположения сканера по отношению к поверхности фильтра при повороте фильтра на заданный угол по отношению к измерениям в первом множестве местоположений.3. The method according to claim 2, characterized in that the operations are repeated to determine the width of the slit gap in the second set of locations along the length of the filter at a given angle of the scanner with respect to the filter surface when the filter is rotated at a given angle with respect to the measurements in the first set locations. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пороговую обработку осуществляют, по меньшей мере, посредством бинаризации пикселей исходного изображения по фиксированному порогу, а удаление пространственно-временного шума последовательным применением операторов эрозии и дилатации. 4. The method according to claim 1, characterized in that thresholding is carried out at least by binarizing the pixels of the original image by a fixed threshold, and removing spatio-temporal noise by sequentially applying erosion and dilation operators. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что бинаризацию пикселей осуществляют по интенсивности и фиксированному порогу следующим образом:5. The method according to claim 4, characterized in that the pixel binarization is carried out by intensity and a fixed threshold as follows:
Figure 00000004
Figure 00000004
где threshold – параметр контрастности, устанавливаемый исходя из свойств матрицы цифровой фотокамеры, интенсивности подсветки и отражающих свойств границ щелевых зазоров. where threshold is the contrast parameter set based on the properties of the digital camera matrix, backlight intensity, and the reflective properties of the slit gap boundaries. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе установки оптического сканера на фокусном расстоянии от сканируемой поверхности вычисления текущего расстояния оптического сканера по высоте до поверхности фильтра осуществляют посредством лазерного датчика контроля фокуса с использованием алгоритма осреднения данных по расстояниям, регистрируемым лазерным датчиком контроля фокуса в ходе сканирования поверхности фильтра. 6. The method according to claim 1, characterized in that at the stage of installing the optical scanner at the focal length from the scanned surface, the calculation of the current distance of the optical scanner in height to the filter surface is carried out by means of a laser focus control sensor using an algorithm for averaging data over distances recorded by the laser sensor focus control during scanning of the filter surface. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что корректировку текущего положения оптического сканера в пределах заданного фокусного расстояния осуществляют посредством перемещения сканера в вертикальном направлении до установления заданного расстояния до фильтра.7. The method according to claim 1, characterized in that the correction of the current position of the optical scanner within the specified focal length is carried out by moving the scanner in the vertical direction until the specified distance to the filter is established. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемещение оптического сканера вдоль тестируемого фильтра осуществляют посредством подвижной каретки. 8. The method according to claim 1, characterized in that the movement of the optical scanner along the tested filter is carried out by means of a movable carriage. 9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют статистическую обработку данных измерений и анализ распределения щелевых зазоров фильтра с подсчетом средних значений зазоров и среднеквадратичных отклонений, осуществляемый программно-аппаратным образом по предустановленному алгоритму, и формируют построение итогового отчета по тестированию щелевых зазоров фильтра с применением предустановленных критериев годности их распределения для фильтра.9. The method according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that they additionally carry out statistical processing of measurement data and analysis of the distribution of the slotted gaps of the filter with the calculation of the average values of the gaps and standard deviations, carried out in a hardware-software manner according to a preset algorithm, and form the construction of a final report on testing the slotted gaps of the filter using preset criteria for the validity of their distribution for the filter. 10. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что измерение щелевых зазоров осуществляют по внешней поверхности фильтра при перемещении оптического сканера вдоль фильтра и вращении фильтра вдоль продольной оси, причем вращение фильтра осуществляют посредством подсистемы вращения, снабженной двигателем, момент вращения которого передают через систему соприкасающихся роликов подсистемы вращения на фильтр.10. The method according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the slot gaps are measured along the outer surface of the filter when the optical scanner moves along the filter and the filter rotates along the longitudinal axis, and the filter is rotated by means of a rotation subsystem equipped with a motor, the torque of which is transmitted through a system of contacting rollers of the rotation subsystem to the filter. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемещение оптического сканера осуществляют посредством подсистемы горизонтального перемещения инспекционной машины.11. The method according to claim. 1, characterized in that the movement of the optical scanner is carried out by means of a subsystem of the horizontal movement of the inspection machine. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что сканер устанавливают на колонну, а ее перемещение вдоль фильтра осуществляют на каретке по направляющим рельсам и зубчатой рейки, закрепленным на горизонтальной пластине инспекционного стола за счет вращения шестеренки мотора подсистемы горизонтального перемещения инспекционной машины. 12. The method according to claim 11, characterized in that the scanner is mounted on a column, and its movement along the filter is carried out on a carriage along guide rails and a gear rack fixed on the horizontal plate of the inspection table due to the rotation of the motor gear of the horizontal movement subsystem of the inspection machine. 13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют управление измерением щелевых зазоров фильтра посредством блока управления инспекционной машины, снабженной сенсорным экраном и процессором управляющего блока инспекционной машины, посредством программно-аппаратным образом реализуемого алгоритма с графическим интерфейсом, отображаемым на сенсорном экране.13. The method according to claim 1, characterized in that the measurement of the slotted gaps of the filter is controlled by the control unit of the inspection machine, equipped with a touch screen and the processor of the control unit of the inspection machine, by means of a software-hardware-implemented algorithm with a graphical interface displayed on the touch screen. 14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пульсирующую подсветку сканируемой поверхности осуществляют посредством снабжения оптического сканера промышленной подсветкой, с обеспечением возможности цифрового захвата изображения щелевого зазора без искажения цветоделения.14. The method according to claim. 1, characterized in that the pulsating illumination of the scanned surface is carried out by supplying the optical scanner with industrial illumination, with the possibility of digitally capturing the image of the slit gap without distorting the color separation. 15. Инспекционная машина финишного контроля и измерения щелевых зазоров противопесочных фильтров, включающая, по меньшей мере, средство для размещения фильтра, оптический сканер поверхности фильтра, включающий источник излучения и последовательно расположенные объектив и фотоприемник, а также средства установки и перемещения оптического сканера вдоль фильтра и соединенный с ними блок управления, включающий программно-аппаратные средства, снабженные, по меньше мере, предустановленным программно-аппаратным образом в блоке памяти алгоритмом выполнения операций финишного контроля и измерения щелевых зазоров, отличающаяся тем, что источник излучения выполнен в виде промышленной подсветки, а объектив и фотоприемник формируют оптический канал захвата изображения сканируемого участка фильтра в области подсветки источником излучения и его преобразования в цифровой формат, при этом оптический сканер дополнительно снабжен датчиком контроля фокуса по измеряемым данным текущего расстояния оптического сканера до сканируемой поверхности фильтра, соединенным с блоком управления, снабженным программно-аппаратными средствами подстройки положения оптического сканера по высоте от сканируемой поверхности при отклонении от заданного значения фокусного расстояния текущих показаний датчика контроля, а блок управления снабжен предустановленным в блоке памяти реализованным программно-аппаратным образом средством определения границ измеряемого щелевого зазора между витками фильтра по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму обработки светотеневого спектра получаемого от фотоприемника цифрового изображения сканируемого участка фильтра посредством его пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума.15. Inspection machine for final control and measurement of slot gaps of anti-sand filters, including at least a means for placing a filter, an optical scanner of the filter surface, including a radiation source and sequentially located lens and photodetector, as well as means for installing and moving the optical scanner along the filter and a control unit connected to them, including software and hardware, equipped with at least a pre-installed software and hardware image in the memory unit with an algorithm for performing finishing control operations and measuring slot gaps, characterized in that the radiation source is made in the form of industrial illumination, and the lens and a photodetector form an optical channel for capturing the image of the scanned section of the filter in the area of illumination by the radiation source and converting it into digital format, while the optical scanner is additionally equipped with a focus control sensor based on the measured data of the current distance of the optical of the scanner to the scanned surface of the filter, connected to the control unit, equipped with software and hardware for adjusting the position of the optical scanner in height from the scanned surface when the current readings of the control sensor deviate from the specified value of the focal length, and the control unit is equipped with a pre-installed in the memory unit implemented software and hardware means for determining the boundaries of the measured slot gap between the turns of the filter according to the pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the digital image of the scanned section of the filter received from the photodetector by means of its threshold processing with the removal of spatio-temporal noise. 16. Инспекционная машина по п. 15, отличающаяся тем, что оптический сканер размещен на подвижной в вертикальном направлении платформе, установленной на вертикально ориентированной подвижной в горизонтальном направлении, вдоль фильтра, колонне средства установки и перемещения оптического сканера, причем датчик контроля размещен на платформе посредством неподвижного кронштейна. 16. The inspection machine according to claim 15, characterized in that the optical scanner is placed on a vertically movable platform mounted on a vertically oriented horizontally movable along the filter, the column of the means for installing and moving the optical scanner, and the control sensor is placed on the platform by means of fixed bracket. 17. Инспекционная машина по п. 16, отличающаяся тем, что оптический сканер снабжен телецентрическим объективом, с возможностью формирования пучка параллельных лучей, а датчик контроля выполнен в виде лазерного триангуляционного датчика и/или лазерного дальномера.17. Inspection machine according to claim 16, characterized in that the optical scanner is equipped with a telecentric lens, with the possibility of forming a beam of parallel rays, and the control sensor is made in the form of a laser triangulation sensor and / or a laser range finder. 18. Инспекционная машина по п. 17, отличающаяся тем, что фотоприемник выполнен в виде цифровой матричной камеры и снабжен бителецентрическим объективом.18. Inspection machine according to claim 17, characterized in that the photodetector is made in the form of a digital matrix camera and is equipped with a bitelecentric lens. 19. Инспекционная машина по п. 15, отличающаяся тем, что промышленная подсветка закреплена на телецентрическом объективе и выполнена пульсирующей с предустановленной программно-аппаратным образом в микроконтроллере блока управления скоростью, а фотоприемник выполнен с короткой выдержкой затвора, сопоставимой со скоростью пульсации, с обеспечением возможности фиксации и записи сканируемого изображения при непрерывном движении колонны вдоль фильтра (при 60 кадрах в секунду).19. Inspection machine according to claim 15, characterized in that the industrial illumination is fixed on a telecentric lens and is made pulsating with a pre-installed software and hardware image in the microcontroller of the speed control unit, and the photodetector is made with a short shutter speed comparable to the pulsation speed, with the possibility fixing and recording the scanned image with the continuous movement of the column along the filter (at 60 frames per second). 20. Инспекционная машина по п. 15, отличающаяся тем, что источник излучения дополнительно снабжен лазерным микрометром. 20. Inspection machine according to claim 15, characterized in that the radiation source is additionally equipped with a laser micrometer. 21. Инспекционная машина по любому из пп. 15-20, отличающаяся тем, что средство для размещения фильтра выполнено в виде горизонтально ориентированной поверхности, снабженной вращающимися вокруг горизонтальной оси соприкасающимся роликами, удерживающими фильтр на поверхности стола, по меньшей мере один из которых сопряжен с подсистемой вращения тестируемого фильтра, снабженной двигателем вращения, сопряженным с блоком управления, при этом вдоль одной из боковых сторон стола размещена подсистема горизонтального перемещения вдоль фильтра колонны с оптическим устройством сканирования, сопряженная с блоком управления. 21. Inspection machine according to any one of paragraphs. 15-20, characterized in that the means for placing the filter is made in the form of a horizontally oriented surface, provided with contacting rollers rotating around the horizontal axis, holding the filter on the table surface, at least one of which is associated with the rotation subsystem of the tested filter, equipped with a rotation motor, coupled with the control unit, while along one of the sides of the table there is a subsystem for horizontal movement along the column filter with an optical scanning device, coupled with the control unit. 22. Инспекционная машина по п. 20, отличающаяся тем, что подсистема горизонтального перемещения колонны с оптическим устройством сканирования снабжена двумя направляющими рельсами с зубчатой рейкой, сопряженными с мотором горизонтального перемещения, и кареткой, установленной на колонне. 22. Inspection machine according to claim 20, characterized in that the subsystem of the horizontal movement of the column with an optical scanning device is equipped with two guide rails with a rack, coupled with a horizontal movement motor, and a carriage mounted on the column. 23. Инспекционная машина по п. 21, отличающаяся тем, что подсистема горизонтального перемещения дополнительно снабжена концевыми датчиками ограничения перемещения колонны, сопряженными с устройством управления.23. Inspection machine according to claim. 21, characterized in that the horizontal movement subsystem is additionally equipped with end sensors for limiting the movement of the column, associated with the control device. 24. Инспекционная машина по п. 20, отличающаяся тем, что средство для размещения фильтра дополнительно снабжено средством парковки колонны с оптическим устройством сканирования, располагаемым с одной из торцевых сторон и снабженным защитным щитком. 24. The inspection machine according to claim 20, characterized in that the means for placing the filter is additionally provided with a column parking means with an optical scanning device located on one of the end sides and provided with a protective shield. 25. Инспекционная машина по п. 15, отличающаяся тем, что блок управления инспекционной машины сопряжен с монитором и снабжен контроллерами горизонтального и вертикального перемещения оптического устройства сканирования, сопряженными с соответствующими подсистемами управления горизонтальным и/или вертикальным перемещением оптического устройства сканирования; контроллером вращения фильтра, сопряженного с соответствующей подсистемой вращения тестируемого фильтра, средствами управления инспекционной машиной, а также блоками памяти и обработки информации, причем блоки памяти и обработки информации контроллеры блока управления снабжены программно-аппаратным образом предустановленным алгоритмом управления режимами работы оптического устройства сканирования, его фокусировки и обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума.25. Inspection machine according to claim 15, characterized in that the control unit of the inspection machine is associated with a monitor and is equipped with controllers for horizontal and vertical movement of the optical scanning device, associated with the corresponding subsystems for controlling the horizontal and/or vertical movement of the optical scanning device; a filter rotation controller coupled to the corresponding rotation subsystem of the tested filter, inspection machine controls, as well as memory and information processing units, moreover, the memory and information processing units of the control unit controllers are equipped with a pre-installed software and hardware algorithm for controlling the operating modes of the optical scanning device, its focusing and processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise. 26. Инспекционная машина по п. 24, отличающаяся тем, что предустановленный программно-аппаратным образом алгоритм обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума блока обработки информации блока управления выполнен с обеспечением возможности:26. The inspection machine according to claim 24, characterized in that the pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise of the information processing unit of the control unit is configured to: - сканирования поверхности фильтра, выполненного с возможностью вращения вокруг продольной оси, с использованием оптического сканера, выполненного с возможностью перемещения в горизонтальном и/или вертикальном направлении; - scanning the surface of the filter, made with the possibility of rotation around the longitudinal axis, using an optical scanner, made with the possibility of movement in the horizontal and/or vertical direction; - фокусировки оптического сканера посредством датчика контроля фокуса по текущим измерениям расстояния оптической системы сканера сканируемой поверхности щелевого фильтра и вертикальной подстройки положения сканера при отклонении текущих показаний датчика контроля фокуса от предустановленных в блоке управления значений фокусного расстояния;- focusing the optical scanner by means of a focus control sensor based on current measurements of the distance of the optical system of the scanner of the scanned surface of the slit filter and vertical adjustment of the scanner position when the current readings of the focus control sensor deviate from the focal length preset in the control unit; - захвата в цифровом формате изображения поверхности фильтра, включающего один щелевой зазор с краями из металлической проволоки соседних витков фильтра;- capturing in digital format an image of the filter surface, including one slit gap with metal wire edges of adjacent turns of the filter; - определения границ зазора по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму обработки светотеневого спектра получаемого изображения на основе выделения контуров между светлой и теневой частью изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума и одновременным увеличением детализации изображения; а также- determining the boundaries of the gap according to the pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image based on the selection of contours between the light and shadow parts of the image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise and a simultaneous increase in image detail; and - вычисления по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму величины щелевого зазора по выделенным границам на основе определения площади щелевого зазора между границами и вычисления среднего значения щелевого зазора по ширине щели в пикселях с преобразованием в метрические единицы с учетом коэффициента масштабирования, являющегося показателем разрешающей способности оптической системы сканера.- calculations according to a pre-installed software and hardware algorithm of the size of the slit gap along the selected boundaries based on determining the area of the slit gap between the boundaries and calculating the average value of the slit gap over the width of the slit in pixels with conversion to metric units, taking into account the scaling factor, which is an indicator of the resolution of the optical system scanner. 27. Инспекционная машина финишного контроля и измерения щелевых зазоров противопесочных фильтров, включающая, по меньшей мере, средство для размещения фильтра, оптический сканер поверхности фильтра, включающий, по меньшей мере, канал измерения, содержащий последовательно расположенные объектив и фотоприемник, а также средства установки и перемещения оптического сканера вдоль фильтра и соединенный с ними блок управления, включающий программно-аппаратные средства, снабженные, по меньшей мере, предустановленным в блоке памяти алгоритмом выполнения операций финишного контроля и измерения щелевых зазоров, отличающаяся тем, что оптический сканер выполнен в виде лазерно-оптического блока, включающего оптический источник зондирующего лазерного излучения, канал измерения полученного отраженного изображения сканируемой поверхности, а также дополнительного датчика контроля фокуса по измеряемым данным текущего расстояния оптического сканера до сканируемой поверхности фильтра, соединенного с блоком обработки информации блока управления, снабженным программно-аппаратными средствами фокусировки оптического сканера по отклонению от заданного значения показаний датчика контроля фокуса, а также определения границ измеряемого зазора по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума.27. Inspection machine for final control and measurement of slot gaps of anti-sand filters, including at least a means for placing a filter, an optical scanner of the filter surface, including at least a measurement channel containing a lens and a photodetector located in series, as well as means for installing and movement of the optical scanner along the filter and a control unit connected to them, including software and hardware, equipped with at least a pre-installed in the memory unit algorithm for performing finishing control operations and measuring slot gaps, characterized in that the optical scanner is made in the form of a laser-optical block, including an optical source of probing laser radiation, a channel for measuring the received reflected image of the scanned surface, as well as an additional focus control sensor based on the measured data of the current distance of the optical scanner to the scanned surface of the filter connected to the block information processing of the control unit, equipped with software and hardware for focusing the optical scanner on the deviation from the set value of the readings of the focus control sensor, as well as determining the boundaries of the measured gap according to the pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise . 28. Инспекционная машина по п. 27, отличающаяся тем, что источник зондирующего лазерного излучения выполнен в виде оптического микрометра, а оптическое устройство сканирования размещено на подвижной в вертикальном направлении платформе, установленной на вертикально ориентированной подвижной в горизонтальном направлении, вдоль фильтра, колонне средства установки и перемещения устройства сканирования, причем датчик контроля фокуса текущего расстояния размещен на платформе посредством неподвижного кронштейна. 28. Inspection machine according to claim. 27, characterized in that the source of the probing laser radiation is made in the form of an optical micrometer, and the optical scanning device is placed on a vertically movable platform mounted on a vertically oriented horizontally movable, along the filter, installation tool column and moving the scanning device, wherein the current distance focus control sensor is placed on the platform by means of a fixed bracket. 29. Инспекционная машина по п. 28, отличающаяся тем, что микрометр снабжен телецентрическим объективом с возможностью формирования пучка параллельных лучей, а датчик контроля фокуса выполнен в виде лазерного триангуляционного датчика и/или лазерного дальномера.29. The inspection machine according to claim 28, characterized in that the micrometer is equipped with a telecentric lens with the possibility of forming a beam of parallel rays, and the focus control sensor is made in the form of a laser triangulation sensor and / or a laser range finder. 30. Инспекционная машина по п. 29, отличающаяся тем, что фотоприемник выполнен в виде цифровой матричной камеры и снабжен бителецентрическим объективом.30. Inspection machine according to claim 29, characterized in that the photodetector is made in the form of a digital matrix camera and is equipped with a bitelecentric lens. 31. Инспекционная машина по п. 27, отличающаяся тем, что устройство сканирования дополнительно снабжено промышленной пульсирующей подсветкой с предустановленной программно-аппаратным образом в микроконтроллере блока управления скоростью пульсации, закрепленной на телецентрическом объективе, а фотоприемник выполнен с короткой выдержкой затвора, сопоставимой со скоростью пульсации, с обеспечением возможности фиксации и записи сканируемого изображения при непрерывном движении колонны вдоль фильтра (при 60 кадрах в секунду).31. Inspection machine according to claim 27, characterized in that the scanning device is additionally equipped with an industrial pulsating backlight with a pulsation speed pre-installed in the microcontroller of the control unit of the pulsation speed, fixed on a telecentric lens, and the photodetector is made with a short shutter speed comparable to the pulsation speed , with the possibility of fixing and recording the scanned image with the continuous movement of the column along the filter (at 60 frames per second). 32. Инспекционная машина по любому из пп. 27-31, отличающаяся тем, что средство для размещения фильтра выполнено в виде горизонтально ориентированного стола (поверхности), снабженного вращающимися вокруг горизонтальной оси соприкасающимся роликами, удерживающими фильтр на поверхности стола, по меньшей мере один из которых сопряжен с подсистемой вращения тестируемого фильтра, снабженной двигателем вращения, сопряженным с блоком управления, при этом вдоль одной из боковых сторон стола размещена подсистема горизонтального перемещения вдоль фильтра колонны с оптическим устройством сканирования, сопряженная с блоком управления. 32. Inspection machine according to any one of paragraphs. 27-31, characterized in that the means for placing the filter is made in the form of a horizontally oriented table (surface), equipped with contact rollers rotating around the horizontal axis, holding the filter on the table surface, at least one of which is associated with the rotation subsystem of the tested filter, equipped with a rotation motor coupled to the control unit, while along one of the side sides of the table there is a subsystem of horizontal movement along the column filter with an optical scanning device, coupled to the control unit. 33. Инспекционная машина по п. 32, отличающаяся тем, что подсистема горизонтального перемещения колонны с оптическим устройством сканирования снабжена двумя направляющими рельсами с зубчатой рейкой, сопряженными с мотором горизонтального перемещения, и кареткой, установленной на колонне. 33. Inspection machine according to claim 32, characterized in that the subsystem for horizontal movement of the column with an optical scanning device is equipped with two guide rails with a rack, coupled with a horizontal movement motor, and a carriage mounted on the column. 34. Инспекционная машина по п. 33, отличающаяся тем, что подсистема горизонтального перемещения дополнительно снабжена концевыми датчиками ограничения перемещения колонны, сопряженными с устройством управления. 34. The inspection machine according to claim 33, characterized in that the horizontal movement subsystem is additionally equipped with end sensors for limiting the movement of the column, associated with the control device. 35. Инспекционная машина по п. 32, отличающаяся тем, что средство для размещения фильтра дополнительно снабжено средством парковки колонны с оптическим устройством сканирования, располагаемым с одной из торцевых сторон и снабженным защитным щитком. 35. The inspection machine according to claim 32, characterized in that the means for placing the filter is additionally provided with a column parking means with an optical scanning device located on one of the end sides and provided with a protective shield. 36. Инспекционная машина по п. 32, отличающаяся тем, что блок управления инспекционной машины сопряжен с монитором и снабжен контроллерами горизонтального и вертикального перемещения оптического устройства сканирования, сопряженными с соответствующими подсистемами управления горизонтальным и/или вертикальным перемещением оптического устройства сканирования; контроллером вращения фильтра, сопряженного с соответствующей подсистемой вращения тестируемого фильтра, средствами управления инспекционной машиной, а также блоками памяти и обработки информации, причем блоки памяти и обработки информации контроллеры блока управления снабжены программно-аппаратным образом предустановленным алгоритмом управления режимами работы оптического устройства сканирования, его фокусировки и обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума.36. Inspection machine according to claim 32, characterized in that the control unit of the inspection machine is associated with a monitor and is equipped with controllers for horizontal and vertical movement of the optical scanning device, associated with the corresponding subsystems for controlling the horizontal and/or vertical movement of the optical scanning device; a filter rotation controller coupled to the corresponding rotation subsystem of the tested filter, inspection machine controls, as well as memory and information processing units, moreover, the memory and information processing units of the control unit controllers are equipped with a pre-installed software and hardware algorithm for controlling the operating modes of the optical scanning device, its focusing and processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise. 37. Инспекционная машина по п. 36, отличающаяся тем, что предустановленный программно-аппаратным образом алгоритм обработки светотеневого спектра получаемого изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума блока обработки информации блока управления выполнен с возможностью:37. The inspection machine according to claim 36, characterized in that the pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise of the information processing unit of the control unit is configured to: - сканирования поверхности фильтра, выполненного с возможностью вращения вокруг продольной оси, с использованием оптического сканера, при этом сканер выполнен с возможностью перемещения в горизонтальном и/или вертикальном направлении, а фильтр вращения вокруг продольной оси; - scanning the surface of the filter, made with the possibility of rotation around the longitudinal axis, using an optical scanner, while the scanner is made movable in the horizontal and/or vertical direction, and the filter is rotatable around the longitudinal axis; - фокусировки оптического сканера посредством датчика контроля фокуса по текущим измерениям расстояния оптической системы сканера до поверхности сканируемой поверхности щелевого фильтра и вертикальной подстройки положения сканера при отклонении текущих показаний датчика контроля фокуса от предустановленных в блоке управления значений допустимого фокусного расстояния;- focusing the optical scanner by means of a focus control sensor according to current measurements of the distance of the optical system of the scanner to the surface of the scanned surface of the slit filter and vertical adjustment of the scanner position when the current readings of the focus control sensor deviate from the values of the allowable focal length preset in the control unit; - захвата в цифровом формате изображения поверхности фильтра, включающего один щелевой зазор с краями из металлической проволоки соседних витков фильтра;- capturing in digital format an image of the filter surface, including one slit gap with metal wire edges of adjacent turns of the filter; - определения границ зазора по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму обработки светотеневого спектра получаемого изображения на основе выделения контуров между светлой и теневой частью изображения посредством пороговой обработки с удалением пространственно-временного шума и одновременным увеличением детализации изображения; а также- determining the boundaries of the gap according to the pre-installed software and hardware algorithm for processing the cut-off spectrum of the resulting image based on the selection of contours between the light and shadow parts of the image by thresholding with the removal of spatio-temporal noise and a simultaneous increase in image detail; and - вычисления по предустановленному программно-аппаратным образом алгоритму величины щелевого зазора по выделенным границам на основе определения площади щелевого зазора между границами и вычисления среднего значения щелевого зазора по ширине щели в пикселях с преобразованием в метрические единицы с учетом коэффициента масштабирования, являющегося показателем разрешающей способности оптической системы сканера.- calculations according to a pre-installed software and hardware algorithm of the size of the slit gap along the selected boundaries based on determining the area of the slit gap between the boundaries and calculating the average value of the slit gap over the width of the slit in pixels with conversion to metric units, taking into account the scaling factor, which is an indicator of the resolution of the optical system scanner.
RU2022105358A 2022-02-28 Method for measuring and control of slot gaps of sand filters and inspection machine for its implementation (options) RU2791144C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791144C1 true RU2791144C1 (en) 2023-03-03

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU219943U1 (en) * 2023-04-13 2023-08-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" DEVICE FOR MEASURING COMPLEX-PROFILE CURVILINEAR SURFACES FOR REPAIR BY SURFACE METHOD

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4914514A (en) * 1989-04-19 1990-04-03 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for gauging well screens
US7102745B2 (en) * 2003-06-17 2006-09-05 Weatherford/Lamb, Inc. Automated optical inspection of wire-wrapped well screens
US7755770B2 (en) * 2006-03-24 2010-07-13 Schlumberger Technology Corporation Method for mapping geometrical features with opto-electronic arrays
RU2670570C1 (en) * 2017-07-12 2018-10-23 Валерий Николаевич Земеров Method of state control of a long object and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4914514A (en) * 1989-04-19 1990-04-03 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for gauging well screens
US7102745B2 (en) * 2003-06-17 2006-09-05 Weatherford/Lamb, Inc. Automated optical inspection of wire-wrapped well screens
US7755770B2 (en) * 2006-03-24 2010-07-13 Schlumberger Technology Corporation Method for mapping geometrical features with opto-electronic arrays
RU2670570C1 (en) * 2017-07-12 2018-10-23 Валерий Николаевич Земеров Method of state control of a long object and device for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU219943U1 (en) * 2023-04-13 2023-08-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" DEVICE FOR MEASURING COMPLEX-PROFILE CURVILINEAR SURFACES FOR REPAIR BY SURFACE METHOD
RU2813465C1 (en) * 2023-06-08 2024-02-12 Общество с ограниченной ответственностью "ВС-ПЛАТФОРМА" Method of obtaining virtual models of complex-profile curvilinear surfaces

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7012701B2 (en) Measuring for device for contactless measurement of tires
CN110501342B (en) Cheese yarn rod positioning visual detection method
JP4705479B2 (en) Bead shape detection method and apparatus
KR102277633B1 (en) Automatic robot measuring system for transit tunnel safety inspection
CN110853018B (en) Computer vision-based vibration table fatigue crack online detection system and detection method
CN102455171B (en) Method for detecting geometric shape of back of tailor-welding weld and implementing device thereof
CN102889879A (en) Method for determining the tilt of an image sensor
US9638606B2 (en) Tire shape inspection method and tire shape inspection device
KR101094069B1 (en) Calibration Device and Method for revision of Crack Detection System by Using Image Processing Technology
CN114018944A (en) Automatic detection system and detection method for silicon single crystal rod
JP5974787B2 (en) Edge defect detection method and edge defect detection apparatus for steel strip coil
US9984454B2 (en) System, method and computer program product for correcting a difference image generated from a comparison of target and reference dies
CN111369484B (en) Rail profile detection method and device
CN109540918B (en) Hot-rolled coil edge defect detection device and method
KR101119876B1 (en) System for providing position of beam's axis and method for measuring displacement thereof
CN110926378A (en) Improved bar straightness detection system and method based on visual detection
KR101091943B1 (en) A Measuring Apparatus of Tire Profile
JP2014202676A (en) Shape inspection device
JP5365727B2 (en) Surface shape measuring method and surface shape measuring apparatus
KR102409084B1 (en) Cylindrical surface inspection apparatus and cylindrical surface inspection method
RU2791144C1 (en) Method for measuring and control of slot gaps of sand filters and inspection machine for its implementation (options)
CN111583241B (en) Mobile detection method and device for regularity of ultra-large area honeycomb products
JP2001174414A (en) Standard plate, and method and apparatus for adjusting surface inspection apparatus
JPH03186706A (en) Three-dimensional shape dimension measuring instrument
Chao et al. Parameters of small pitch thread measured by an intelligent detection method