SU1694745A1 - Устройство дл обнаружени дефектов полотна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам контрол . Цель изобретени  - повышение точности обнаружени  дефектов. Дл  этого при движении транспортера с контролируемым полотном сравнивают видеосигналы, создаваемые двум  многоэлементными линейными фотоприемниками, проекции фоточувствительных поверхностей которых сдвинуты в плоскости контролируемого объекта на рассто нии, равном периоду повторени  наблюдаемого изображени . В результате сравнени  этих видеосигналов выдел ют дефекты, имеющиес  на контролируемом полотне. Количество дефектов определ ют с помощью счетчика, показани  которого отображают на индикаторе. Дл  повышени  контрастной чувствительности устройства используют формирователь апертур, увеличивающий размер элемента разложени  по горизонтали и вертикали. Это позвол ет определ ть разность тона (контраста) изображени  на контролируемом объекте. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к промышленности средств св зи (телевидению).

Известно устройство дл  обнаружени  дефектов полотна (телевизионный дефектоскоп ), содержащее фотоприемник, оптически сопо женный посредством объектива с контролируемым участком полотна, размещенным на подающем транспортере, кинематически св занном с чувствительным элементом, датчик положени  участков полотна , блок обработки информации, включа- ющий формирователь управл ющих сигналов, и регистратор. Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности обнаружени  дефектов.

Цель изобретени  - повышение точности обнаружени  дефектов.

Дл  этого в устройство дл  обнаружени  дефектов полотна введены дополнительный фотоприемник, формирователь апертур,.элемент задержки, схема выделени  и формировани  разностного сигнала, зеркало, установленное с наклоном к плоскости движени  полотна между объективом и фотоприемником. При этом плоскость, в которой лежит зеркало, перпендикул рна направлению движени  материала и пересекает продольную ось объектива, а дополнительный фотоприемник оптически сопр жен с контролируемым участком полотна посредством зеркала и объектива. Кроме того, фотоприемник электрическим выходом св зан с первым и через элемент задержки - с вторым входами схемы выделени  и формировани  разностного сигнала, третий вход которой соединен с выходом дополнительного фотоприемника, а четвертый объединен с первым входом

ON Ю V|

4 СЛ

формировател  апертур и св зан с первым выходом формировател  управл ющих сигналов . При этом выходы схемы выделени  и формировани  разностного сигнала соединены с соответствующими входами регистратора , вход формировател  управл ющих сигналов соединен с выходом датчика положени  участков полотна, второй и третий его выходы св заны соответственно с вторым и третьим входами формировател  апертур, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими фотоприемниками ,

На фиг.1 изображена функциональна  схема устройства дл  обнаружени  дефектов полотна; на фиг.2 - функциональна  схема схемы выделени  и формировани  видеосигнала; на фиг.З - функциональна  схема формировател  апертур.

Устройство содержит объектив 1. Поле зрени  этого объектива должно быть , сопр жено с наблюдаемым участком 2 контролируемой поверхности. Участок 2 контролируемой поверхности, представл ющей собой поверхность полотна, имеет возможность перемещени  в поле зрени  объектива 1, так как упом нутое полотно установлено на транспортере 3, имеющем возможность продольного перемещени . Транспортер 3 содержит несколько валиков 4. Один из валиков 4 св зан с датчиком 5 положени  объекта. Датчик 5 содержит преобразователь б перемещений , счетчик 7 импульсов, компаратор 8 и датчик 9 кода. При этом преобразователь б соединен с валиком 4 через схему 10 кинематической св зи. Схема 10 может представл ть из себ  редуктор, входной вал которого соединен с одним из валиков 4, а выходной - с преобразователем 6. В свою очередь преобразователь 6 может быть выполнен в виде непрозрачного диска с расположенными по концентрической окружности отверсти ми круглой формы. Ось этого диска соединена с выходным валом редуктора, а соосно с одним из упом нутых отверстий диска по обе стороны от него установлена оптически св занна  пара светодиод - фотодиод , выход которого через усилитель соединен с выходом преобразовател  6. Выход преобразовател  6 присоединен к счетному входу счетчика 7. Счетчик 7 выходами поразр дно подключен к одним входам компаратора 8. Компаратор 8 подсоединен другими входами к выходам датчика 9. Выход компаратора 8 соединен с входом установки счетчика 7 и выходом датчика 5. В свою очередь выход датчика 5 подключен к входу формировател  11 управл ющих сигналов. Формирователь 1J

может быть выполнен в виде формировател  фазных импульсов, импульсов пр мого хода и синхроимпульсов При этом формирователь фазных импульсов соединен входом с входом формировател  11, а выходами фазных импульсов - с одноименными выходами формировател  11. Кроме того, выход импульсов первой фазы формировател  фазных импульсов под0 ключей к одноименным входам формировател  импульсов пр мого хода и формировател  синхроимпульсов, соединенного входом с входом формировател  11, а выходами импульсов строчной и кадро5 вой частоты - к одноименным выходам формировател  11. Выход же импульсов пр мого хода формировател  импульсов пр мого хода присоединен к одноименному выходу формировател  11.

0В формирователе 11 выходы импульсов

пр мого хода, фазных импульсов и синхроимпульсов подсоединены к одноименным входам формировател  12 апертур. Формирователь 12 выходами сгруппированных

5 фазных импульсов соединен с соответствующими входами линейных многоэлементных фотоприемников 13 и 14, а выходами импульсов управлени  выходного устройства - с одноименными входами фотопри0 емников 13 и 14 (на фиг.1 отдельно не показаны).

В качестве фотоприемников 13 и 14 могут быть использованы серийные ФПЗС линейки . При этом фоточувствительна 

5 поверхность фотоприемников 13 и 14 должна быть совмещена с фокал ьной плоскостью объектива 1, в сход щемс  пучке которого наклонно к его оптической оси установлено отражающее зеркало 15. Зеркало 15 разде0 л ет линейное поле зрени  объектива 1 на две части, в каждой из которых установлены упом нутые фотоприемники 13 и 14. При этом фотоприемники 13 и 14 должны быть расположены параллельно и симметрично

5 друг с другом. Причем фотоприемник 13 должен быть установлен неподвижно, а фотоприемник 14 - с возможностью параллельного перемещени  относительно фотоприемника 13. Зеркало 15 должно

0 быть плоскопараллельным и иметь высокий коэффициент отражени . Выходные транзисторы фотоприемников 13 и 14 подключены к сигнальным входам схемы 16 выделени  и формировани  разностного

5 сигнала. Кроме того, выход фотоприемника 13 через линию 17 задержки соединен с входом задержанного сигнала схемы 16. При этом лини  17 должна иметь регулируемое врем  задержки, примерно равное времени пр мого хода {времени строки).

Вход синхроимпульсов схемы 16 подсоединен к одноименному выходу формировател  11. Выходы схемы 16 присоединены к соответствующим входам регистратора 18 который содержит средства счета выделенных дефектов, индикатор и видеоконтрольное устройство (ВКУ).

Схема 16 выполнена в виде дифференциальных усилителей 19 и 20, фильтра 21 нижних частот, компаратора 22, формировател  23 видеосигнала, а также переключателей 24 и 25. При этом входы усилител  19 соединены с сигнальными входами схемы, а у усилител  20 один вход подключен к сигнальному входу схемы 16, вход задержанного сигнала которой присоединен к другому входу усилител  20. Выходы усилителей 19 и 20 через переключатель 24 подсоединены к входу фильтра 21, присоединенного выходом к одному из входов компаратора 22, другой вход которого подсоединен к источнику опорного напр жени . Выход компаратора 22 служит выходом выделенного сигнала схемы 16 и через переключатель 25 подключен к сигнальному входу формировател  23, выход которого служит выходом сигнала полного ТВ сигнала схемы 16. Кроме того, формирователь 23 соединен сигнальным входом через переключатель 25 с двум  сигнальными входами и входом задержанного сигнала схемы 16, а входом сигнала синхронизации - с входом импульсов строчной и кадровой частот схемы 16

Формирователь 12 апертур содержит первый управл емый делитель 26, три логических схемы И 27 - 29, а также три электронных ключа 30 - 32. Причем счетный вход делител  26 соединен с входом импульсов пр мого хода формировател  12, а его вход импульсов кадровой частоты подключен к входу установки делител  26, выход которого присоединен к одним входам схем 27 - 29, другие входы которых подсоединены к соответствующим входам фазных импульсов формировател  12. Выходы схем 27 - 29 соответственно соединены с входами управлени  ключей 30-32, выходы которых служат выходами сгруппированных фазных импульсов формировател  12. В свою очередь второй управл емый делитель 33 счетным входом соединен с выходом схемы 29, а его вход установки - с входом импульсов строчной частоты формировател  12. Выход делител  33 присоединен к входу четвертого ключа 34, выход которого служит выходом импульсов управлени  выходными устройствами формировател  12.

Устройство работает следующим образом .

Наблюдаемый участок 2 контролируемой поверхности проецируют с помощью объектива 1 на фоточувствительнучэ поверхность линейных фотоприемникоч 13 и 14. Причем проекци  всех элементов фотоприемника 13 или 14 на контролируемую поверхность соответствует одной строке разложени . Движение транспортера 3 обеспечивает контроль всей поверхности

0 ткани, пленки и т.д. Поэтому проекци  фотоприемников 13 и 14 на контролируемую поверхность соответствует двум строкам разложени , сдвинутым на заданную величину . При этом в процессе настройки вели5 чину сдвига измен ют перемещением подвижного фотоприемника 14 относительно неподвижного 13 и устанавливают равной периоду повторени  сюжета на контролируемой поверхности. Например,

0 при контроле поверхности набивных тканей этот период определ етс  размером раппорты , наносимого на печатающий валик рисунка, В результате фотоэлектрического преобразовани  светового потока, попада5 ющего на фотоприемник 14 непосредственно , а на фотоприемник 13 - после отражени  от зеркала 15, на выходе этих фотоприемников получают видеосигнал, который подают на сигнальные входы схемы 16. Кроме того,

0 на отдельный вход схемы 16 подают задержанный видеосигнал При этом врем  задержки выбирают таким, чтобы совместить во времени видеосигналы в начале и в конце одного из фотоприемников, например фо5 топриемника 13. Схемл 16 осуществл ет выделение из видеосигнала дефектов, имеющихс  на контролируемой поверхности , и формирует видеосигнал дл  наблюдени  дефектов на контролируемой

0 поверхности с помощью ВКУ. Импульсный сигнал от выделенных дефектов, а также полный ТВ сигнал подают на регистратор 18, который считает дефекты, отображает их число на индикаторе, а также воспроизво5 дит наблюдаемое изображение или только дефекты на видеоконтрольном устройстве (ВКУ).

Дл  синхронизации работы фотоприемников 13 и 14 со скоростью движени  транс0 портера и тем самым с положением наблюдаемого объекта импульсный сигнал с выхода преобразовател  6, кинематически св занного с одним из валиков транспортера 3 (например, с валиком 4), подают на счетчик

5 7. При этом в датчике 9 устанавливают кодовую комбинацию, соответствующую числу повтор ющихс  сюжетов (например, числу раппорт при анализе дефектов ткани), В момент совпадени  этой кодовой комбинации с выходным кодом счетчика 7 на выходе

компаратора 8 образуетс  сигнал синхронизации 7 на выходе компаратора 8 образуетс  сигнал синхронизации, осуществл ющий сброс счетчика 7 и синхронизацию формировател  11. Формирователь 11 создает фазные импульсы дл  управлени  регистрами сдвига фотоприемников 13 и 14, импульсы пр мого хода дл  выделени  числа светочувствительных  чеек, используемых при фотоэлектрическом преобразовании в фотоприемниках 13 и 14, а также импульсы строчной и кадровой частоты, необходимые дл  управлени  формирователем 12 и формировани  полного телевизионного сигнала в схеме 16. Все эти импульсы благодар  сигналу синхронизации, создаваемому датчиком 5, синхронны и синфазны с движением транспортера.

Формирователь 12 из поступающих на его входы импульсных сигналов создает импульсы , обеспечивающие изменение разрешающей способности фотоприемников 13 и 14 по вертикали (вдоль направлени  движени  транспортера) и по горизонтали (вдоль фотоприемника, т.е. поперек направлени  движени  транспортера), т.е. изменение апертур разложени  изображени . Это позвол ет увеличить чувствительность фотоприемника в обмен на уменьшение его разрешающей способности. Дл  выделени  импульсного сигнала от дефектов и формировани  видеосигнала дл  В КУ (находитс  в регистраторе 18) в схеме 16 на сигнальные входы дифференциальных усилителей 19 и 20 подают сигналы, создаваемые фотоприемниками 13 и 14. В св зи с тем, что при настройке предлагаемого устройства сдвиг между проекци ми фотоприемников 13 и 14 на транспортер 3 устанавливают равным периоду повторени  контролируемого изображени , видеосигналы на выходе этих фотоприемников должны быть синхронны и синфазны между собой. Поэтому при установке одинаковых размахов сигнала на входе усилител  19 в разностном видеосигнале на его выходе будут только сигналы дефектов . Эти сигналы дефектов очищают от помех с помощью фильтра 21 и в том случае, когда их размах превышает заданный порог , пропускают на выход схемы 16. Кроме того, с помощью усилител  20 выдел ют разностный сигнал от двух краев контролируемого изображени . Дл  этого вычитают задержанный видеосигнал на врем  прохождени  зар да через фотоприемник 13 из незадержанного. При разных контрастах изображени  на кра х контролируемого материала на выходе усилител  20 получают разностный сигнал, который после фильтрации с помощью фильтра 21 и пороговой обработки в компараторе 22 подают на выход схемы 16.

В схеме 16 осуществл ют также формирование полного телевизионного сигнала

дл  наблюдени  на ВКУ. Дл  этого в формирователе 23 замешивают в видеосигнал синхроимпульсы кадровой и строчной частоты. Дл  изменени  формы апертур фотоприемников 13 и 14 в формирователе 12

0 импульсы пр мого хода подают на счетный вход первого делител  26. Измен   коэффициент делени  этого делител , регулируют частоту и длительность сигналов на его выходе . Длительность этих сигналов в свою

5 очередь определ ет число фазных импульсов , проход щих через схемы И. Это число, названное сгруппированными фазными импульсами , соответствует размеру апертуры фотоприемника по вертикали (т.е. в на0 правлении движени  транспортера). Путем дальнейшего делени  частоты фазных импульсов третьей фазы вторым делителем 33 получают фазные импульсы увеличенной длительности, которые, закрыва 

5 выходные устройства фотоприемников 13 или 14, уменьшают их разрешающую способность в горизонтальном направлении. Таким образом, в предлагаемом устройстве при движении транспортера 3 с конт0 ролируемок тканью, пленкой и т.п., сравнивают видеосигналы, создаваемые двум  многоэлементыми линейными фотоприемниками 13 и 14, проекции фоточувствительных поверхностей которых сдвинуты

5 в плоскости контролируемого объекта на рассто нии, равном периоду повторени  наблюдаемого изображени . В результате сравнени  этих видеосигналов выдел ют дефекты, имеющиес  на контролируемой

0 ткани, пленке и т.п. Количество этих дефектов определ ют с помощью регистратора 18. Дл  повышени  контрастной чувствительности предлагаемого устройства в нем используют формирователь 12 апертур, уве5 личивающий размер элемента разложени  по горизонтали и вертикали. Это позвол ет определ ть разность тона (контраста) изображени  на контролируемом обьекте. Синхронизацию работы фотоприемников 13 и

Claims (4)

1. 0 14 со скоростью движени  контролируемой поверхности осуществл ют с помощью датчика 5 положени  участка полотна. Формула изобретени  1. Устройство дл  обнаружени  дефек5 тов полотна, содержащее фотоприемник, оптически сопр женный посредством объектива с контролируемым участком полотна, размещенным на подающем транспортере, кинематически св занным с чувствительным элементом датчика положени  участков полотна, блок обработки информации, имеющий формирователь управл ющих сигналов, и регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности обнаружени  дефектов, оно имеет дополнительный фотоприемник, формирователь апертур, элемент задержки, схему выделени  и формировани  разностного сигнала, зеркало, установленое наклонно к плоскости движени  полотна между объективом и фотоприемником, причем плоскость, в которой лежит зеркало, перпендикул рна направлению движени  материала и пересекает продольную ось объектива, а дополнительный фотоприемник оптически сопр жен с контролируемым участком полотна посредством зеркала и объектива, при этом дополнительный фотоприемник электрическим выходом св зан с первым и через элемент задержки - с вторым входами схемы выделени  и формировани  разностного сигнала, третий вход которого соединен с выходом фотоприемника , а четвертый объединен с первым входом формировател  апертур и св зан с первым выходом формирвател  управл ющих сигналов, при этом выходы схемы выделени  и формировани  разностного сигнала соединены с соответствующими входами регистратора, вход формировател  управл ющих сигналов соединен с выходом датчика положени  участков полотна, а второй и третий его выходы св заны соответственно с вторым и третьим входами формировател  апертур, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими фотоприемниками.
2. 2.Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что один из фотоприемников установлен с возможностью параллельного перемещени  относительно другого фотоприемника.
3. 3.Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что схема выделени  и формировани  разностного сигнала содержит дифференциальные усилители, формирователь сигнала, источник опорного напр жени , переключатели и последовательно соединенные электрический фильтр и компаратор , причем первый вход первого дифференциального усилител  объединен с первым входом первого переключател  и

    вл етс  первым входом схемы выделени  и формировани  разностного сигнала, вторым входом которой  вл етс  первый вход второго дифференциального усилител  и объединенный с ним второй вход первого

   переключател , третьим входом - объединенные между собой вторые входы дифференциальных усилителей и третий вход первого переключател , а четвертым входом - вход формировател  сигнала, первый

   выход которого соединен с четвертым входом первого переключател , выходы диффе- ренциальных усилителей св заны с соответствующими входами второго переключател , выход которого соединен с входом электрического фильтра, при этом управл ющий вход компаратора соединен с источником опорного напр жени , э его выход объединен с выходом первого переключател  и совместно с вторым выходом

   формировател  сигнала  вл ютс  выходами схемы выделени  и формировани  разностного сигнала.
4. 4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что формирователь апертур содержит первый делитель, логические элементы И, выходами св занные соответственно с первым, вторым и третьим электронными ключами, и второй делитель, выходом соединенный с четвертым электронным ключом , причем первые входы делителей объединены между собой и  вл ютс  первым входом формировател  апертур, вторым входом которого  вл етс  второй вход первого делител , выход которого св зан с

   объединенными между собой первыми входами логических элементов И, а вторые их входы  вл ютс  третьими входами формировател  апертур, при этом вход третьего электронного ключа объединен с вторым

   входом второго делител , а выходы электронных ключей сгруппированы между собой и соответственно  вл ютс  выходами формировател  апертур.

   Фиг.Ъ