SU750291A1

SU750291A1 - Method of heat monitoring

Info

Publication number: SU750291A1
Application number: SU772498744A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Георгиевич Серебряков; Виктор Семенович Шипцов; Александр Георгиевич Гомбалевский; Константин Константинович Воробьев; Светлана Константиновна Исаева; Дмитрий Александрович Рапопорт
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6762
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1977-06-20
Publication date: 1980-07-23

Description

1one

Изобретение относитс к регистрации тепловых полей, а более конкрет но к тепловьам методам контрол качества изделий путем регистрации 5 инфракрасного излучени .The invention relates to the registration of thermal fields, and more specifically to thermal methods of controlling the quality of products by detecting 5 infrared radiation.

Известны способы теплового контрол , включающие фокусирование инфракрасного излучени контролируемого. объекта на плоскость модул тора и ю чувствительную площадку приемника, модул цию этого излучени , усиление, детектирование и регистрацию электрического сигнала, полученного на выходе приемника, пропорционального интенсивности инфракрасного излучени , завис щего от внутренней структуры контролируемого материала ij .Methods of thermal control are known, including focusing infrared radiation of a controlled one. the object on the modulator plane and the sensitive receiver area, modulation of this radiation, amplification, detection and recording of the electrical signal received at the output of the receiver, is proportional to the intensity of infrared radiation, depending on the internal structure of the monitored material ij.

Недостатком этого способа вл етс неравномерность прерывани по- 20 тока излучени , обусловленна неточностью изготовлени и монтажа модул тора , привод ща к искажению формы электрического сигнала, что снижает чувствительность контрол .25The disadvantage of this method is the irregularity of the interruption of the radiation current due to the inaccuracy of the manufacture and installation of the modulator, which distorts the shape of the electrical signal, which reduces the sensitivity of the control. 25

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ теплового контрол , включающий фокусировку с помощью входных объективов изображени контролируемого объекта и источника JQThe closest to the proposed is a method of thermal control, which includes focusing with the help of input lenses the image of the object being monitored and the source JQ

сравнени на плоскость модул тора потоков излучени , их преобразование, усиление, вычитание усиленных электрических сигналов и регистрацию разностного сигнала 2 .comparisons on the plane of the modulator of radiation fluxes, their transformation, amplification, subtraction of amplified electrical signals and registration of the difference signal 2.

Дедостатком данного способа вл етс дополнительна модул ци сигналов основного и опорного каналов, привод ща к по влению напр жени помехи, которое накладываетс ла напр жение полезного сигнала. При вычитаний указанных напр жений не удаетс уменьшить напр жение помехи, так как, во-первых, напр жени помехи основного и опорного сигналов не совпадают по форме и по фазе (сечени потоков основного и опорного каналов в плоскости модул тора не совмещены и не равны один другому), а во-вторых, форма напр жени опорного сигнала значительно измен етс после усилени и ограничени .The disadvantage of this method is the additional modulation of the signals of the main and reference channels, leading to the appearance of interference voltage, which imposes the voltage of the useful signal. When subtracting the indicated voltages, the interference voltage cannot be reduced, because, firstly, the interference voltages of the main and reference signals do not coincide in shape and phase (the cross sections of the main and reference channels in the modulator plane are not aligned and are not equal to one another), and secondly, the shape of the voltage of the reference signal changes significantly after amplification and limitation.

Цель изобретени - повышение чувствительности теплового контрол за счет подавлени помехи, возникающей вследствие некачественного изготовлени и монтажа модул тора.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of thermal control due to the suppression of interference arising from poor-quality manufacturing and installation of the modulator.

Это достигаетс тем, что входными объективами формируют совмещенHue и равные изображени объекта и источника сравнени в плоскости модул тора, обеспечива синфазность промодулированных потоков излучени от контролируемого объекта и.источника сравнени , и выходными объективами проецируют совмещенные изображени на соответствующие приемники .This is achieved by combining Hue and equal images of the object and comparison source in the modulator plane with input lenses, ensuring that the modulated radiation fluxes from the object being monitored and the comparison source are in phase, and matching images are projected by the output lenses.

На чертеже дана схема теплового контрол предложенного способа. На ней представлена оптическа головка 1, состо ща из сканирующего плоского с отверстием в центре зеркала 2,. входного объектива 3 в виде сферического зеркала с отверстием в центре , модул тора (диска с прорез ми) .4, наклонного плоского с отверстием в центре зеркала 5, выходного объектива б, приемника инфракрасного излучени 7, источника опорного канала 8, первичного объектива опорного канала 9, предназначенного дл фокусировани излучени от источника опорного канала на плоскость модул ции , вторичного объектива опорного канала 10, предназначенного дл фокусировки расход щегос промодулированного потока от источника опорного канала на приемник опорного канала (фотодиод) 11, усилитель основного сигнала 12, детектор основного сигнала 13, усилитель опорного сигнала 14 детектор опорного сигнала 15, вычитающий блок 16 и регистратор дефектов 17.The drawing is a diagram of the thermal control of the proposed method. It shows the optical head 1, consisting of a scanning flat with a hole in the center of the mirror 2 ,. input lens 3 in the form of a spherical mirror with a hole in the center, a modulator (slotted disc) .4 inclined flat with a hole in the center of mirror 5, output lens b, infrared receiver 7, source of the reference channel 8, primary lens of the reference channel 9 for focusing radiation from the source of the reference channel onto the modulation plane of the secondary lens of the reference channel 10 for focusing the divergent modulated flux from the source of the reference channel to the receiver to the reference channel (photodiode) 11, the amplifier of the main signal 12, the detector of the main signal 13, the amplifier of the reference signal 14, the detector of the reference signal 15, the subtracting unit 16 and the defect recorder 17.

Поток инфракрасного излучени от контролируемого объекта 18, отража сь от сканирующего зеркала 2, попадает на входной объектив 3. Входной объектив 3 фокусирует поток инфракрасного излучени на плоскость модул ции, где происходит его прерывание с помощью модул тора 4. Расход щийс промодулированный поток, отразившись от зеркала 5, фокусируетс далее с помощью выходного объектива 6 на чувствительный элемент приемника инфракрасного излучени 7, включенного во входную цепь усилител основного канала 12, в результате чего во входной цепи усилител основного канала 12 по вл етс переменный электрический сигнал, пропорциональный интенсивности паданицего потока. Усиленный и продетектированный детектором основного канала 13 сигнал подаетс на один их входов вв читающего устройства 16. В результате неравномерности модул ции потока излучени , обусловленной неточностью изготовлени и монтажа модул тора 4, на выходе приемника 7 кроме основного полезного сигнала возникает дополнительныйпериодический сигнал помехи,завис щий от нерав нбмерности прерывани инфракрасного потока. Этот сигнал также усиливаетс , детектируетс и вместе сThe infrared radiation flux from the monitored object 18, reflected from the scanning mirror 2, hits the input lens 3. The input lens 3 focuses the infrared radiation flux onto the modulation plane, where it is interrupted by the modulator 4. The radiating modulated flux is reflected from the mirror 5 is further focused with the help of the output lens 6 onto the sensitive element of the infrared radiation receiver 7 included in the input circuit of the amplifier of the main channel 12, as a result of which the input circuit has Or the body of the main channel 12 appears a variable electrical signal proportional to the intensity of the incident flux. The signal amplified and detected by the detector of the main channel 13 is fed to one of their inputs to the reader 16. As a result of the irregularity of modulation of the radiation flux due to inaccuracies in the manufacture and installation of the modulator 4, at the output of the receiver 7, in addition to the main useful signal, there is an additional periodic signal of interference, depending from unequal interruption of infrared flux. This signal is also amplified, detected and along with

(ОСНОВНЫМ полезным сигналом попадает на тот же вход вычитающего устройства 16, что и основной сигнал. Сигнал помехи, соизмеримый с основным полезным сигналом, а в р де случаев превышающий основной сигнал, снижает чувствительность теплового контрол . Подавление сигнала помехи осуществл етс в предлагаемом способе следующим образом.(The BASIC useful signal falls on the same input of the subtractor 16 as the main signal. The interference signal, commensurate with the main useful signal, and in a number of cases exceeding the main signal, reduces the sensitivity of the thermal control. The suppression of the interference signal is carried out in the proposed method in a way.

Поток от источника опорного канала 8 с помощью первичного объектива опорного канала 9 фокусируетс на плоскость модул ции, при этом в плоскости модул ции сечени основного и опорного потоков должны быть равны и совмещены, что обеспечиваетс выбором рассто ни от первичного объектива опорного канала 9 до плоскости модул ции. Далее промодулированны расход щийс поток с помощью вторичного объектива 10 фокусируетс на приемник опорного канала 11, включенный во входную цепь усилител опорного канала 14. Во входной цепи усилител опорного канала 14 возникает переменный электрический сигнал, амплитуда которого зависит от интенсивности потока источника опорного канала 8. Неточность изготовлени и монтажа модул тора 4 приводит к дополнительной модул ции этого сигнала . Далее этот сигнал усиливаетс усилителем опорного канала 14, детектируетс детектором опорного канала 15 и подаетс на второй вход вычитающего устройства 16. Так как в плоскости модул ции сечени основного и опорного потоков совмещены и равны друг другу, а интенсивность потока источника опорного канала 8 посто нна во времени, то форма опорного сигнала на выходе . детектора опорного канала 15 повтор ет форму Сигнала помехи. Амплитуда сигнала на выходе детектора опорного канала 15 устанавливаетс равной амплитуде сигнала помехи за счет регулировки коэффициента усилени усилител опорного канала 14. В вычитающем устройстве 16 происходит вычитание напр жений сигналов, подаваемых на оба входа, т.е. из напр жени первого входа, содержащего напр жение сигнала основного канала и напр жение сигнала помехи, вычитаетс напр жение второго входа, содержащего напр жение сигнала помехи, в результате чего на выходе вычитающего устройства 16 получаем только одно напр жение основного полезного сигнала, которое подаетс на регистратор 17.The flow from the source of the reference channel 8 is focused on the modulation plane using the primary lens of the reference channel 9, while in the modulation plane the sections of the main and reference flows must be equal and aligned, which is ensured by choosing the distance from the primary objective lens of the reference channel 9 to the module plane of Next, the modulated flow is modulated using a secondary lens 10 focused on the receiver of the reference channel 11 included in the input circuit of the reference channel amplifier 14. An alternating electrical signal is generated in the input circuit of the amplifier of the reference channel 14, the amplitude of which depends on the intensity of the source of the reference channel 8. Inaccuracy the manufacture and installation of modulator 4 leads to an additional modulation of this signal. This signal is further amplified by the amplifier of the reference channel 14, detected by the detector of the reference channel 15 and fed to the second input of the subtractor 16. Since in the modulation plane the cross sections of the main and reference flows are aligned and equal to each other, the flow rate of the source of the reference channel 8 is constant time, then the shape of the reference signal at the output. the reference channel detector 15 repeats the form of the interference signal. The amplitude of the signal at the output of the detector of the reference channel 15 is set equal to the amplitude of the interference signal by adjusting the gain of the amplifier of the reference channel 14. In the subtractor 16, the voltages of the signals applied to both inputs, i.e. from the voltage of the first input, containing the voltage of the main channel signal and the voltage of the interference signal, is subtracted the voltage of the second input, which contains the voltage of the interference signal, resulting in the output of the subtractor 16 receiving only one voltage of the main useful signal, which is supplied to Registrar 17.

Использование предлагаемого способа контрол позвол ет подавить помеху, возникающую в результате неравномерности модул ции потока инфракрасного излучени и, такимUsing the proposed control method allows to suppress the interference resulting from the irregularity of modulation of the infrared radiation flux and thus

образом, увеличить чувствительность контрол в шесть раз.Thus, increase the sensitivity of the control six times.

Claims

1. Kozelkin V.V. and Usoltsev IF, Basics of infrared technology. - M .: Mashinostroenie, 1974, p. 216-217.

2. Thermal imager Rubin MT. Technical description АЯ2-009-001 ..TO. Azov Optical and Mechanical Plant (prototype).