SU741117A1 - Scanning optical flaw detector for inspection of rolled stock surface - Google Patents

Scanning optical flaw detector for inspection of rolled stock surface Download PDF

Info

Publication number
SU741117A1
SU741117A1 SU782567629A SU2567629A SU741117A1 SU 741117 A1 SU741117 A1 SU 741117A1 SU 782567629 A SU782567629 A SU 782567629A SU 2567629 A SU2567629 A SU 2567629A SU 741117 A1 SU741117 A1 SU 741117A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mirror
flaw detector
light
optical system
defects
Prior art date
Application number
SU782567629A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Денищик
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4774
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4774 filed Critical Предприятие П/Я Г-4774
Priority to SU782567629A priority Critical patent/SU741117A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU741117A1 publication Critical patent/SU741117A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относилс  к контролю качества, преимущественно плоских по верхностей и может быть использовано в прокатном производстве, а также в текстильной и бумажной прокышленност Известен автоматический сканируиад лазерный дефектоскоп конструкции Сир ( Великобритани ) дл  контрол  noseipx ности проката шириной до 550 мм, содержащий источник света - лазер, вра щающеес  зеркало, фотоумножитель и цилиндрическую линзу 1. Недостаток -данного дефектоскопамала  длина лйнии сканировани .; а значити мала  птрина проката, кбитроль поверхности которого невозможен что объ сн етс  высокой стоимостью и ТРУДНОСТЬЮ изготовлени  цилиндриче кой линзы больших размеров. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  сканирующий оптический дефектоскоп конструкции Сира дл  контрол  поверхности проката шириной до 1500 содержащий источник света (лазер), вращающеес  зеркало, оптическу систему из двух зеркал, фотоприем ник и регистратор 2, Недостатками этопо дефектоскопа  вл ютс  неравномерность его чувстви тельности вдоль линии сканировани , в св зи с тем, что угол падени  луча света лазера на поверхность контро- лируемого проката и длина луча света от источника до контролируемой поверхности измен етс  в процессе сканировани , а также изменение чувствительности дефектоскопа с изменением толщины проката, поверзшость которого контролируетс ,.так как свет, отраженный от поверхности прк контроле проката различной толщины, попадает на разные участки поверхности фотокатода фотоумножител , имеющие неодинаковую чувствительность. Креме, того, неравномерность чувствительности дефектоскопа вдоль линии сканировани , вызываема  изменением в широких пределах угла падени  отраженного от контролируемой поверхности света на .поверхность фотокатода фотоумножител . Опре аеление коорди- нат дефектов вдоль линии сканировани  при автоматической за1писи, например с пс 4ощью ЭВМ и диспле ,  вл ет- . с  сложным процессом, так как луч света перемещаетс  по поверхности проката с измен ющейс  скоростью, что характерно дл  развертывающих устройств с вращгиощимс  зеркгшом.The invention relates to quality control, mainly flat surfaces, and can be used in the rolling industry, as well as in the textile and paper industry. Automatic scanning of the Sire (UK) laser flaw detector for monitoring the noseipx of rolled products up to 550 mm wide, containing a light source - a laser Rotating mirror, photomultiplier and cylindrical lens 1. The disadvantage of this flaw detector was the length of the scanning line; This means that the amount of rolled metal is small, the kbitrol of the surface of which is impossible, which is explained by the high cost and DIFFICULTY of manufacturing a cylindrical lens of large dimensions. The closest to the technical essence of the present invention is a Cyrah scanning optical flaw detector for monitoring a rolling surface up to 1500 meters containing a light source (laser), a rotating mirror, an optical system of two mirrors, a photodetector and a recorder 2, the disadvantages of this flaw detector are irregularity its sensitivity along the scanning line, due to the fact that the angle of incidence of the laser light beam on the surface of the controlled rolling and the length of the light beam from the source to the controlled The surface changes during scanning as well as the change in sensitivity of the flaw detector with a change in the thickness of the rolled product, the surface of which is monitored, as light reflected from the surface of the rolled products of different thicknesses falls on different areas of the photocathode surface that have different sensitivities. In addition, the irregularity of the flaw detector's sensitivity along the scanning line caused by a change in a wide range of the angle of incidence of light reflected from the test surface on the photocathode surface of the photomultiplier. Determining the coordinates of defects along a scanning line during automatic recording, for example, with a PC and display, is. with a complex process, as the light beam moves along the rolling surface at varying speeds, which is typical of spinning devices with spinning.

Яри испсшьзовании дефектоскопа дл  контрол  поверхности гор чего проката (200... 300°С) , источник света, вравдсиощеес  зеркало и фотоумножитель , т.е. наиболее чувствительные к воздействию тепла устройства, наход тс  в зоне высокой температуры, что снижает надежность дефектоскопа. Крсаде того, перечисленные устройства трудно закрепить над контролируемой пбверхностью проката так, чтобы избежать вли ни  вибрации, что тоже отрицательно сказываетс  на надеждости .Use the flaw detector to control the hot rolled surface (200 ... 300 ° С), a light source, a mirror and a photomultiplier, i.e. The devices most sensitive to the effects of heat are in the high temperature zone, which reduces the reliability of the flaw detector. Moreover, the devices listed above are difficult to fasten over the rolled products controlled in such a way as to avoid the effects of vibration, which also adversely affects hope.

Цель изобретени  - повышение стабильной чувствительности дефектоскопа вдоль линии сканировани  и повышени  его надежности.The purpose of the invention is to increase the stable sensitivity of the flaw detector along the scanning line and increase its reliability.

Поставленна  цель достигаетс  тем что рабочие поверхности зеркал оптической системы имеют параболическую форму, при этом, вращающеес  зеркало размещено в фокусе рабочей поверхности первого зеркала оптической систекм , а в фокусе рабочей поверхности второго зеркала помещен фотоприемни причем зеркала оптической системы расположены таким образом, что рабочие поверхности первого и второго зеркала обращены друг к другу и к контролируемой поверхности, а плоскости , проведенные через фокусы их рабочих поверхностей перпендикул рно к линии сканировани , не пересекают контролируемую поверхность.The goal is achieved by the fact that the working surfaces of the mirrors of the optical system have a parabolic shape, while the rotating mirror is placed at the focus of the working surface of the first mirror of the optical system, and the photo-receivers are placed at the focus of the working surface of the second mirror so that the working surfaces of the first mirror and the second mirror face each other and to the test surface, and the planes drawn through the foci of their working surfaces are perpendicular to the line scans do not cross the monitored surface.

С целью обеспечени  возможности контрол  проката разной толщины с одинаковой чувствительностью, рабоча  поверхность первого зеркала имеет форму параболического цилиндра а рабоча  поверхность второго зеркаrta в виде параболоида вращени .In order to enable the monitoring of rolled products of different thickness with the same sensitivity, the working surface of the first mirror has the shape of a parabolic cylinder and the working surface of the second mirror in the form of a paraboloid of rotation.

Дл  упрощени  процесса определени  координат дефектов вдоль линии сканировани  в оптическую систему дефектоскопа введено третье зеркало, рабоча  поверхность которого имеет форму параболического цилиндра, с фотоприемником, размещенным в фокусе этой поверхности, и плоское зеркало со щел ми, расположенные таким образом , что рабоча  поверхность плоского зеркала обращена к рабочим повфхност м первого и третьего зеркала .To simplify the process of determining the coordinates of defects along the scanning line, a third mirror, the working surface of which has the shape of a parabolic cylinder, is inserted into the optical system of the flaw detector with a photodetector placed in the focus of this surface and a flat mirror with slits so that the working surface of the flat mirror facing the working surface of the first and third mirrors.

В .оптической системе дефектоскопа используютс  свойства параболического Ц Индра и параболоида вращени , позввл ющие получить посто нный по всей длине линии сканировани  угол падени  сканирующего луча на контролируемую поверхность, а также осуществить регистрацию отраженного от контролируемой поверхности света под тем же, посто нным дл  всей линии сканировани  углом, углом отражени . Причём независимо от толщины проката отраженный от контролируемой поверхности свет отражаетс  вторым зеркалоThe optical system of the flaw detector uses the properties of a parabolic Indra Q and a paraboloid of rotation, which allows to obtain the angle of incidence of the scanning beam on the monitored surface, constant along the entire length of the scanning line, and also to record the light reflected from the monitored surface under the same constant for the whole line. scan angle, angle of reflection. And regardless of the thickness of the rental, the light reflected from the monitored surface is reflected by the second mirror

в одну точку - фокус рабочей поверхности этого зеркала. Длина луча света от источника до контролируемой поверхности не измен етс  в процессе сканировани , что улучшает фокусирос вание луча на контролируемую поверхность ,at one point - the focus of the working surface of this mirror. The length of the light beam from the source to the controlled surface does not change during the scanning process, which improves the focusing of the beam on the controlled surface,

Дл  повышени  надежности дефектог скопа зеркала оптической система, кроме плоского, расположены такимTo increase the reliability of the defect mirror cluster, the optical system, besides the flat one, is arranged in such

Q образом, что плоскости, проведенные через фокусы их рабочих поверхностей перпендикул рно к линии сканировани , не пересекают контролируемую поверхность. В этом случае фотоприемник , источник света и вращающеес  зеркало расположены за пределами проката на малой высоте, где тепловое воздействие незначительно, а виброустойчивость этих устройств : обеспечить легче.Q that the planes drawn through the foci of their working surfaces perpendicular to the scanning line do not intersect the surface to be tested. In this case, the photodetector, the light source and the rotating mirror are located outside the car at a low height, where the thermal effect is insignificant, and the vibration resistance of these devices: it is easier to ensure.

0 Дл  получени  высокой точности при определении координат дефектов вдоль линии сканировани  ширина в направлении линии-сканировани  всех щелей плоского зеркала, кроме крайних0 In order to obtain high accuracy in determining the coordinates of defects along the scanning line, the width in the direction of the line-scanning of all the slits of the flat mirror, except the extreme

5 одинакова и равна диаметру пучка света источника в плоскости рабочей поверхности этого зеркала. Ширина двух крайних щелей, расположенных за пределами контролируемой поверхQ ности, отличаетс  от ширины щелей, расположенных между ними, а ширина промежутков между всеми щел ми одинакова и равна минимально возможной величине, регистрируемой фотоприемC НИКОМ, размещеннь1м в фокусе рабочей поверхности третьего зеркала. К этому фотоприемнику подключена дифференцирующа  цепь с диодом, соединенным с этой цепью катодом.5 is the same and equal to the diameter of the light beam of the source in the plane of the working surface of this mirror. The width of the two extreme slits located outside the monitored surface differs from the width of the slits located between them, and the width of the gaps between all the gaps is the same and equal to the minimum possible value recorded by the photodetector placed in the focus of the working surface of the third mirror. A differential circuit with a diode connected to this circuit by a cathode is connected to this photodetector.

При ширине щелей, расположенных над контролируемой поверхностью больШей , чем диаметр пучка света в плоскости рабочей поверхности плоского зеркала, несколько р дом расположенных дефектов могут фиксироватьс  с одинаковыми координатами, а если ширина щелей будет меньше диаметра пучка света источника в плоскости рабочей поверхности плоского зеркала, With the width of the slots located above the test surface larger than the diameter of the light beam in the plane of the working surface of the flat mirror, several adjacent defects can be fixed with the same coordinates, and if the width of the slots is less than the diameter of the light beam of the source in the plane of the working surface of the flat mirror,

0 свет, отраженный от двух и более0 light reflected from two or more

промежутков между щел ми, будет одновременно попадать в фотоприемник третьего зеркала, что уменьшит точйость определени  координат дефектов.the gaps between the slits, will simultaneously fall into the photodetector of the third mirror, which will reduce the accuracy of determining the coordinates of defects.

Крайние щели служат дл  выделени Extreme slits serve to highlight

, сигналов начала и конца развертки, или начала развертки при различных направлени х вращени  вращающегос  зеркала. Ширина промежутков между щел ми дл  получени  высокой точнос 0 ти определени  координат дефектов должна Шть минимально возможной. Дифференцирующа  цепь и диод, подключенные к фотоприемнику третьего зеркала, позвол ют выделить сигналsignals of the start and end of the sweep, or the start of the sweep at different directions of rotation of the rotating mirror. The width of the gap between the slits to obtain a high accuracy of determining the coordinates of defects should be as small as possible. The differentiating circuit and diode connected to the photodetector of the third mirror allow you to select the signal

Claims (1)

65 с начала контрол  в пределах каждой щели, используемой дл  записи координат дефектов. Дл  повышени  стабильности чувст вительности дефектоскопа и обеспече ни  высокой точности определени  ко динат дефектов вдоль линии еканировани  фотоприемники, размещенные в фокусах рабочих поверхностей первог и третьего зеркала, снабжены конден саторами. Конденсаторы позвол ют уменьшить предельные углы падени  Света на фотокатоды фотоэлектрических преобразователей. На фиг.1 и фиг.2 представлен опти ческий дефектоскоп дл  контрол  поверхности проката в двух проекци х, на фиг,2, вид спереди (источник све та, вращающеес  зеркало и фотоприемники с конденсорами не показаны). Дефектоскоп содержит оптическую систему, состо щую из первого зеркала 1, второго зеркала 2, третьего зеркала 3 и плоского зеркала 4, а также источник света 5, вращакицеес  зеркало 6, фотоп:риемники 7 и 8 с конденсорами 9 и 10. Дефектоскоп работает следующим образом. Луч света от источника 5 разворачиваетс  вращающимс  зеркалом 6 в плоскости ХОУ рабочей поверхности, первого зеркала 1, затем отражаетс  от него в направлении контролируемой поверхности 11 и плоского зеркала 4. При прохождении через щели плоского зеркала 4 свет, отраженный от контролируемой поверхности 11, пада ет на рабочую поверхность второго зеркала 2 и, -отразившись от нее, про ходит через конденсор 9 к фотоприемнику 7. При этом регистрируютс  дефекты , лежащие на линии 12 сканировани . При попадании света на промежутки между щел ми плоского зеркала 4 происходит его регистраци  фотоприем ником 8, при этом свет, отраженный от этих промежутков, падает на рабочую поверхность третьего зеркала 3 и, отразившись от нее, проходит чере конденсор 10 к фотоприемнику 8. Сигнал о координатах какого-либо дефекта снимают в момент прохождени  лучом света начала щели, сквозь котору этот дефект освещаетс , в виде отрицательного импульса, полученного с помощью дифференцирующей цепи и диода , соединенного с этой цепью катодом . Этот импульс получают из пр моугольного импульса положительной пол рности, по вл ющегос  на выходе фотоэлектрического преобразовател  8 в процессе развертки. Передний фронт этого пр моугольного импульса совпадает с концом предыдущей щели, а Зсщний - с началом последующей, т.е. с началом той щели, сквозь кото рую освещаетс  дефект. Координаты дефектов определ ютс  путем подсчета числа импульсов, снимаемых с выхода фотоприемника 8, начина  с момента поступлени  импульса начала развертки до момента прихода импульса от начала щели, сквозь которую осветцаетс  дефект, фиксируемой фотоприемником 7, Импульс начсша (а если нужно , и конца) развертки выдел ют но-г пользу  разницу в ширине крайних щелей и тех, что расположены между ними. Дл  защиты оптической системы от пыли и повышени  ее термостойкости плоское зеркало можно п 1ес1йть, йапример , в залшвутый объем, наход щийс  под изйлточным относительно окружающей среды давлением, и образованный остальнЕжш зеркалами и дополнительными поверхност ми со щел ми дл  прохождени  света. Точность огфеделени  координат дефектов вдоль линии сканировани  дефектоскопа не зависит от стабильности скорости вращени  вращающегос  зеркала, поэтому в качестве привода этого зеркала можно использовать турбину , что позволит увеличить скорость развертки, а значит и скорость контрол  проката. Использование данного изобретени  позволит повысить качество контрол  поверхности проката и надежность дефектоскопа , обеспечит получение достоверных результатов контрол  независимо от толщины проката, а также значительно упростит процесс записи дефектов с помощью устройств отображени  информации. Формула изобретени  1. Сканирующий оптический дефектоскоп дл  контрол  поверхности проката,, содержащий источник света, вращаквдеес  зеркало, оптическую систему из двух зеркал, фотоприемник и индикатор , отличающийс  тем, что, с целью пошлнени  стабильности чувствительности дефектоскопа вдоль линии сканировани  и повьЕпени  его надежности, рабочие поверхности зеркал оптической систедй имеют параболическую , при этом вращающеес  зеркало размещено в фокусе рабочей поверхности первого зеркала оптической системы, а в фокусе рабочей поверхности второго зеркала помещен фотоприемник, причем зеркала оптической системы расположены таким образом , что рабочие поверхности первого и второго зеркала обращены друг к другу и к контролируемой поверхности, а плоскости, проведенные через фокусы их рабочих поверхностей перпендикул рно к линии сканировани , не пересекают контролируемую поверхность.65 from the beginning of the test within each slot used to record the coordinates of the defects. To increase the stability of the sensitivity of the flaw detector and to ensure high accuracy in determining the center of defects along the scanning line, the photodetectors placed in the foci of the working surfaces of the first and third mirrors are equipped with capacitors. Capacitors make it possible to reduce the limiting angles of incidence of Light on photocathodes of photoelectric converters. Figures 1 and 2 show an optical flaw detector for monitoring the rolling surface in two projections, in Fig. 2, a front view (the source of the light, the rotating mirror and the photodetectors with condensers are not shown). The flaw detector contains an optical system consisting of the first mirror 1, the second mirror 2, the third mirror 3 and the flat mirror 4, as well as the light source 5, rotating mirror 6, photo: receiver 7 and 8 with condensers 9 and 10. The flaw detector works as follows . The light beam from the source 5 is rotated by the rotating mirror 6 in the HOU plane of the working surface, the first mirror 1, then is reflected from it towards the controlled surface 11 and the flat mirror 4. As the flat mirror 4 passes through the slits 4, the light reflected from the controlled surface 11 on the working surface of the second mirror 2 and, reflecting on it, passes through the condenser 9 to the photodetector 7. Defects lying on the scanning line 12 are recorded. When light enters the gaps between the peaks of a flat mirror 4, it is recorded by a photodetector 8, while the light reflected from these gaps falls on the working surface of the third mirror 3 and, reflected from it, passes through the condenser 10 to the photodetector 8. Signal the coordinates of any defect are removed at the moment when the beam of light starts to slit, through which the defect is illuminated, in the form of a negative pulse obtained using a differentiating circuit and a diode connected to this circuit by a cathode. This pulse is obtained from a rectangular pulse of positive polarity appearing at the output of the photoelectric converter 8 in the scanning process. The leading edge of this rectangular impulse coincides with the end of the previous slit, while the front edge coincides with the beginning of the next slit, i.e. with the beginning of the gap through which the defect is illuminated. The coordinates of the defects are determined by counting the number of pulses taken from the output of the photoreceiver 8, starting from the moment the pulse of the sweep start arrives until the pulse arrives from the beginning of the slit, through which the defect detected by the photoreceiver 7 is lit, the pulse starts (and if necessary, the end) of the sweep emphasize the difference in width of the extreme gaps and those located between them. To protect the optical system from dust and increase its thermal stability, a flat mirror can be used, for example, into a hollow volume, which is under pressure relative to the environment, and formed by other mirrors and additional surfaces with light slits. The accuracy of fading in the coordinates of defects along the scanning line of the flaw detector does not depend on the stability of the rotational speed of the rotating mirror, therefore a turbine can be used as a drive for this mirror, which will increase the sweep speed, and hence the rental control speed. The use of this invention will improve the quality control of the rolling surface and the reliability of the flaw detector, provide reliable control results regardless of the thickness of the rolled metal, and also greatly simplify the process of recording defects using information display devices. Claim 1. Scanning optical flaw detector for monitoring the rolling surface, containing a light source, rotating mirror, optical system of two mirrors, photodetector and indicator, characterized in that, in order to monitor the stability of the sensitivity of the flaw detector along the scanning line and increase its reliability, the workers the surfaces of the mirrors of the optical system have a parabolic, while the rotating mirror is placed in the focus of the working surface of the first mirror of the optical system, and in the focus of the working erhnosti second mirror is placed a photodetector, wherein the optical system is a mirror disposed so that the working surface of the first and second mirrors face each other and to the test surface and a plane drawn through the foci of their working surfaces perpendicular to the scan line does not intersect the test surface.
SU782567629A 1978-01-10 1978-01-10 Scanning optical flaw detector for inspection of rolled stock surface SU741117A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782567629A SU741117A1 (en) 1978-01-10 1978-01-10 Scanning optical flaw detector for inspection of rolled stock surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782567629A SU741117A1 (en) 1978-01-10 1978-01-10 Scanning optical flaw detector for inspection of rolled stock surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU741117A1 true SU741117A1 (en) 1980-06-15

Family

ID=20743632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782567629A SU741117A1 (en) 1978-01-10 1978-01-10 Scanning optical flaw detector for inspection of rolled stock surface

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU741117A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982524A (en) * 1996-09-05 1999-11-09 Sharp Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982524A (en) * 1996-09-05 1999-11-09 Sharp Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3922093A (en) Device for measuring the roughness of a surface
US4417149A (en) Apparatus for detecting and measuring defects
US4302108A (en) Detection of subsurface defects by reflection interference
US4129384A (en) Optical extensometer
JPH0786470B2 (en) Disk surface inspection method and device
US4861164A (en) Apparatus for separating specular from diffuse radiation
JPH01143945A (en) Detecting method for defect in tape
JPS5849819B2 (en) Sousashiki Kensa Souchi
US4815856A (en) Method and apparatus for measuring the absolute thickness of dust defocus layers
US4097160A (en) Method for inspecting object defection by light beam
US3871773A (en) Method of and apparatus for detecting defects and the position thereof in transparent articles
US4577101A (en) Shaft encoder with an optical system comprising two straight-line-generatrix surfaces
SU741117A1 (en) Scanning optical flaw detector for inspection of rolled stock surface
US4792695A (en) Contact-free measuring apparatus having an F-theta-corrected, catadioptric objective and method for using the same
JP2664042B2 (en) Method and apparatus for measuring the concentration and particle size spatial distribution of suspended particles
US6844537B2 (en) Method and device for measuring the velocity of a moving surface
US4284357A (en) Device for continuously inspecting a surface
SU364877A1 (en) ANALYZER OF THE DISPERSION OF HETEROGENEOUS SYSTEMS
JPH06102028A (en) Noncontact optical range finder and range finding method
JPH03115844A (en) Detection of surface defect
US4077723A (en) Method of measuring thickness
US3057253A (en) Optical pyrometer with photoelectric detector
US6078391A (en) Method and system for segmented scatter measurement
RU1789851C (en) Device for checking whickness of flat objects
SU1260683A1 (en) Device for remote measurement of thickness and distance