Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ОСИ КОРУНДОВЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ПОДПЯТНИКОВ В СОСТАВЕ МАЯТНИКОВ ГАЗОВЫХ ЦЕНТРИФУГ
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473072

(19)

RU

(11)

2473072

(13)

C1

(51) МПК G01N21/21 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011122899/28, 06.06.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

06.06.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 06.06.2011

(45) Опубликовано: 20.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: МЕЛАНХОЛИН Н.М. Методы исследования оптических свойств кристаллов. - М.: НАУКА, 1970, с.62-76. RU 2366916 С1, 10.09.2009. RU 2379656 С2, 20.01.2010. SU 1770849 A1, 23.10.1992. GB 878915 A, 04.10.1964.

Адрес для переписки:

634050, г.Томск, пр-кт Ленина, 36, ТГУ, отдел коммерциализации результатов НИОКР, Л.Н. Спиваковой

(72) Автор(ы):

Агапов Николай Афанасьевич (RU),

Агапов Дмитрий Николаевич (RU),

Бояринов Олег Вениаминович (RU),

Кулешов Валерий Константинович (RU),

Мевиус Вячеслав Владимирович (RU),

Самуйленкова Татьяна Никитична (RU),

Сеелев Игорь Николаевич (RU),

Фортуна Сергей Валерьевич (RU),

Южаков Дмитрий Геннадьевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (ОАО "СХК") (RU)

(54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ОСИ КОРУНДОВЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ПОДПЯТНИКОВ В СОСТАВЕ МАЯТНИКОВ ГАЗОВЫХ ЦЕНТРИФУГ

(57) Реферат:

Изобретение может использоваться для неразрушающего контроля положения оптической оси корундовых подпятников без демонтажа маятников. Оптикоэлектронное устройство содержит осветитель, микрообъектив с фокусным расстоянием 4.2 мм и объектив с фокусным расстоянием 12.8 мм для формирования изображения коноскопической картины на фотоприемнике, светоделительный кубик, персональный компьютер, поляризаторы. В качестве осветителя используется белый светодиод и однолинзовый коллектор. В качестве фотоприемника используется телекамера для получения изображения коноскопической картины на экране монитора или телевизора. Светоделительный кубик используется для ввода светового потока от осветителя и создания на подпятнике необходимого уровня освещенности. Персональный компьютер с установленным программным обеспечением предназначен для оцифровки изображения, записи видеоряда и одиночных изображений, формирования отчета осмотров. Поляризаторы установлены между осветителем и светоделительным кубиком и объективом и телекамерой для формирования коноскопической картины. Технический результат - обеспечение контроля положения оптической оси корундовых подпятников с возможностью записи видеоряда и одиночных изображений для формирования отчета осмотров. 1 ил.

Изобретение относится к приборам неразрушающего контроля положения оптической оси корундовых подпятников типа ПКС (подпятник корундовый сферический) в составе маятников ГЦ (газовая центрифуга) без демонтажа маятников. Подпятники типа ПКС используются в приборостроении в качестве подшипников скольжения опорных пар роторов с рабочей частотой вращения порядка 10 4 мин -1 . Подпятники изготавливаются из синтезированных монокристаллов корунда, обладающих высокими механическими свойствами, фирмой Sapphire OJSC (г.Нор-Ачин, Армения). Представляют собой диск диаметром D со сферической рабочей поверхностью кривизны r. Согласно ТУ 25.1813.019-98 угол наклона оптической оси кристалла к оси симметрии подпятника должен составлять =60°±10°.

Известен полярископ-поляриметр ПКС-125 (Техническое описание и инструкция по эксплуатации БШ2.855.034 ТО, производитель - Загорский оптико-механический завод), предназначенный для определения разности хода световых лучей, вызванной двойным лучепреломлением в прозрачных образцах из бесцветного и слабоокрашенного стекла. Устройство содержит: узел осветителя, включающий источник света, теплофильтр и матовое стекло; узел поляризатора, расположенный в одном корпусе с осветителем; предметный столик, предназначенный для установки на нем измеряемых образцов; узел измерительной головки с анализатором. Полярископ-поляриметр позволяет приблизительно оценить по интерференционной окраске (коноскопической картине) величину остаточных внутренних напряжений (а также положение оптической оси) измеряемого образца. Указанное устройство обладает некоторыми недостатками. Во-первых, исследование образца возможно только в проходящем свете. Во-вторых, коноскопическая картина наблюдается визуально через анализатор без возможности отображения ее на экране монитора или телевизора.

Известен металлографический рабочий микроскоп ММР-4 (техническое описание и инструкция по эксплуатации, производитель - Ленинградское оптико-механическое объединение), предназначенный для наблюдения и фотографирования микроструктуры металлов и сплавов в отраженном свете при прямом и косом освещении, в темном поле и в поляризованном свете. Оптическая схема микроскопа состоит из трех основных систем: осветительной, наблюдательной и фотографической. Комплект оптики микроскопа обеспечивает получение стандартных увеличений при визуальном наблюдении в бинокулярную насадку, при рассматривании объекта на демонстрационном экране, а также при фотографировании объекта на фотопластинку 9×12 см 2 или на пленку с размером кадра 24×36 мм 2 .

Конструктивные особенности маятника и оптической схемы микроскопа не позволяют проводить контроль положения оптической оси подпятника. Во-первых, подпятник невозможно совместить с плоскостью предметов микроскопа, то есть невозможно получить его резкое изображение. Во-вторых, входной зрачок микроскопа не совпадает с диафрагмой маятника. Это значит, что даже при получении резкого изображения ограничение поля зрения микроскопа будет настолько сильное, что проконтролировать положение оптической оси подпятника не удастся.

Известен микроскоп стереоскопический МБС-10 (руководство по эксплуатации и паспорт, производитель - Лыткаринский завод оптического стекла), выбранный в качестве прототипа, используемый для контроля положения оптической оси корундовых подпятников типа ПКС на ВПО "Точмаш" и ЗАО "ЗИД". Методика контроля основана на оценке величины угла между главной оптической осью кристалла и осью симметрии подпятника по коноскопической фигуре, наблюдаемой на сфере подпятника при исследовании кристаллов в проходящем свете. Коноскопическая картина представляет собой интерференционную картину в сходящемся белом свете, видимую на кристалле, помещенном между скрещенными поляризаторами.

Микроскоп состоит из двух частей: осветительной и визуальной. В состав осветительной части входит источник света (лампа накаливания) и двухлинзовый коллектор, формирующий световой поток для освещения прозрачных предметов, размещенных на предметном стекле. Основными узлами визуальной части являются: четырехлинзовый объектив с фокусным расстоянием f'=80 мм и с двумя трубками Галилея; два объектива с фокусными расстояниями f'=160 мм (по одному объективу в каждом канале); две призмы Шмидта для оборачивания изображения; сменные окуляры. Для получения коноскопической картины в микроскопе устанавливаются два поляризатора: один поляризатор между осветителем и предметным стеклом, второй - между предметным стеклом и объективом микроскопа. Плоскости поляризации поляризаторов по отношению друг к другу скрещены под углом 90 градусов. Набор подпятников укладывается на предметном стекле сферой кверху. Количество подпятников определяется рабочей поверхностью поляризаторов и полем зрения микроскопа. Форма коноскопической картины зависит от угла ориентации главной оптической оси подпятника. Если оптическая ось кристалла совпадает с осью симметрии подпятника (нулевая ориентация), то наблюдается "крест" в центре сферы. В случаях, когда ориентация не является нулевой, вершина креста смещается к периферии. При вращении подпятника крест перемещается по окружности, причем его ветви остаются параллельными самим себе.

Недостатки прототипа: контроль положения оптической оси подпятников на микроскопе МБС-10 можно проводить только в проходящем свете до установки подпятников в маятники; исследование подпятников проводится только визуально через окуляр микроскопа, без записи видеоряда и одиночных изображений.

Задачей настоящего изобретения является разработка оптико-телевизионного устройства для контроля положения оптической оси корундовых подпятников типа ПКС в составе маятников ГЦ с возможностью записи видеоряда и одиночных изображений для формирования отчета осмотров.

Поставленная задача решается тем, что оптико-электронное устройство для контроля положения оптической оси корундовых сферических подпятников в составе маятников газовых центрифуг содержит осветитель, объективы, окуляр и поляризаторы, но в отличие от прототипа в устройстве используют белый светодиод и однолинзовый коллектор в качестве осветителя, микрообъектив с фокусным расстоянием 4.2 мм и объектив с фокусным расстоянием 12.8 мм для формирования изображения коноскопической картины на фотоприемнике, светоделительный кубик для ввода светового потока от осветителя в визуальный канал устройства и создания на подпятнике необходимого уровня освещенности, телевизионную камеру для получения изображения коноскопической картины на экране монитора или телевизора, персональный компьютер с установленным программным обеспечением для оцифровки изображения, записи видеоряда и одиночных изображений, формирования отчета осмотров, поляризаторы, установленные между осветителем и светоделительным кубиком и объективом и телекамерой для формирования коноскопической картины.

Подпятник 7 (рис.1 - оптическая схема устройства) в составе маятника освещается белым светом с помощью осветительной системы, состоящей из светодиода 1, линзы 2, поляризатора 3 и светоделительного кубика 4. Часть света, отраженная внутренней плоской поверхностью подпятника 7, проходит через оптическую систему, состоящую из микрообъектива 5, светоделительного кубика 4, объектива 9, поляризатора 10 и формирует на фотоприемнике 11 коноскопическую картину. В качестве фотоприемника используется малогабаритная телевизионная камера. Поляризаторы 3 и 10 находятся в скрещенном под углом 90 градусов положении. Маятник с ПКС вращается вокруг своей оси симметрии до получения наиболее контрастной коноскопической картины. Позиции 6 и 8 на рис.1 - элементы конструкции маятника. Оптическая система устройства рассчитана таким образом, что диафрагма 6 маятника является входным зрачком устройства. Для отображения коноскопической картины используется персональный компьютер, оснащенный устройством видеозахвата. Устройство видеозахвата оцифровывает аналоговый сигнал камеры, а прикладное программное обеспечение (ППО) выводит изображение на экран монитора. ППО имеет возможность выбора источника видеосигнала, его стандарта, разрешения изображения, регулировки яркости, контраста изображения. В процессе работы ППО позволяет записывать (документировать) как видеоряд, так и одиночное изображение для формирования отчета осмотров. Для удобства работы предусмотрена возможность установки стандартного окуляра для визуального наблюдения вместо камеры 11. Это бывает полезно в тех случаях, когда коноскопическая картина, воспроизводимая на мониторе, плохо поддается идентификации.

Формула изобретения

Оптико-электронное устройство для контроля положения оптической оси корундовых сферических подпятников в составе маятников газовых центрифуг, содержащее осветитель, объективы, поляризаторы, отличающееся тем, что в устройстве используют белый светодиод и однолинзовый коллектор в качестве осветителя, микрообъектив с фокусным расстоянием 4,2 мм и объектив с фокусным расстоянием 12,8 мм для формирования изображения коноскопической картины на фотоприемнике, в качестве которого используется телекамера для получения изображения коноскопической картины на экране монитора или телевизора, светоделительный кубик для ввода светового потока от осветителя и создания на подпятнике необходимого уровня освещенности, персональный компьютер с установленным программным обеспечением для оцифровки изображения, записи видеоряда и одиночных изображений, формирования отчета осмотров, поляризаторы, установленные между осветителем и светоделительным кубиком и объективом и телекамерой для формирования коноскопической картины.

РИСУНКИ