Визуально оптические приборы это

Визуально-оптические приборы

Delphi site: daily Delphi-news, documentation, articles, review, interview, computer humor.

Для визуально-оптического наблюдения применяются оптические приборы, увеличивающие размеры изображения на сет-читке глаза. В результате этого повышается дальность наблюдения, вероятность обнаружения и распознавания мелких объектов. К визуально-оптическим приборам относятся бинокли, монокуляры, подзорные трубы, специальные телескопы. Для наблюдения н» объектами наиболее распространены бинокли. Бинокль (от лат. Ыт -пара и оси1иэ — глаз) — оптический прибор из двух параллельно соединенных между собой зрительных труб. В зависимости от оптической схемы зрительной трубы бинокли разделяются на обыкновенные (галилеевские) и призменные.

Зрительная труба призменного бинокля состоит из объектива, обращенного в сторону объекта наблюдения, системы призм, изменяющих направление распространения оптических лучей внутри бинокля и оборачивающих изображение, а также окуляра — объектива, обращенного к зрачку глаза. В обыкновенном бинокле призмы отсутствуют, оптические оси объектива и окуляра трубы совпадают, а расстояние между центрами объективов и центрами окуляров зрительных труб одинаковое и равно 65 мм — среднему расстоянию между зрачками глаз наблюдателя. Бинокли этого типа просты по устройству, обладают высокой светосилой, однако имеют малое поле зрения и не позволяют устанавливать углоизмерительную сетку в плоскости изображения. Наиболее распространены призменные бинокли. Они обладают сравнительно большим полем зрения и повышенной стереоскопичностью за счет увеличения расстояния между центрами объективов труб. В призменных биноклях устанавливают углоизмерительную сетку в фокальной плоскости окуляра. Зрительные трубы у призменных биноклей шарнирно закреплены на общей оси, что позволяет подбирать расстояние между окулярами по базе глаз наблюдателя (от 54 до ?4 мм). Объективы и призмы оборачивающей системы закреплены в зрительных трубах неподвижно, а окуляры могут выдвигаться для обеспечения резкости изображения. Для этого на окулярных трубах наносятся диоптрийные шкалы.

Современные бинокли имеют большие коэффициенты (кратности) увеличения. Например, увеличение бинокля Б-15 равно 15,

а угол поля зрения — 4 град. Бинокль «Марк-1610» (США) имеет кратность увеличения 10 и 20 при угле зрения 5 и 2,5 град, соответственно.

При достаточно большом увеличении визуально-оптического прибора его угол зрения становится столь малым, что трудно из-за естественного дрожания рук (тремора) удерживать изображение наблюдаемого объекта в поле зрения прибора. Для стабилизации изображения визуально-оптические приборы устанавливают на штативе или треноге. В более дорогих приборах обеспечивают стабилизацию изображения при наблюдении с рук или с движущегося транспорта. Например, бинокль со стабилизацией изображения БС 16 х 40 имеет кратность увеличения 16, размеры 240 х 195 х ЮО мм и вес не более 2,2 кг.

Чтобы улучшить наблюдение в тумане, при ярком солнечном освещении или зимой на фоне снега, на окуляры бинокля надеваются желто-зеленые светофильтры. В некоторых биноклях для обнаружения активных инфракрасных приборов ночью применяют специальный экран, чувствительный к инфракрасным лучам.

В последнее время применяются так называемые панкрати-ческие бинокли, плавно изменяющие увеличение в значительных пределах (с 4 до 20 и более). При этом в обратно пропорциональной зависимости изменяется величина угла поля зрения. Такие бинокли наиболее удобны для наблюдения, так как позволяют производить поиск объектов при большом угле поля зрения, но малом увеличении, а изучение объекта — при большом увеличении. Например, панкратический бинокль фирмы Tasko (США) имеет увеличение 8-15, угол зрения 6,0-3,6 градусов и диаметр входного зрачка 5-2,3 мм. У панкратических зрительных труб увеличение может изменяться в еще больших пределах. Например, кратность увеличения зрительной трубы фирмы Swiff (Великобритания) составляет 6-30 при угле зрения 7,5-1,3 градусов.

Для скрытного наблюдения удаленных объектов применяют подзорные трубы и специальные телескопы, имеющие объективы с большим фокусным расстоянием. Например, телескоп РК 6500 при фокусном расстоянии 3900 мм и диаметре входной апертуры 350 мм позволяет опознать автомобиль на удалении до 10 км. Однако телескоп имеет сравнительно большие размеры 460 х 560 х 1120 мм, вес 54 кг и устанавливается на специальном штативе с электроприводом.

На базе волоконно-оптических световодов созданы разнообразные типы технических эндоскопов дЛя наблюдения через малые отверстия диаметром 4-10 мм. Технический эндоскоп представляет собой устройство для осмотра закрытых полостей и состоит из окулярной, основной и дистальной частей. Дистальная и основная части погружаются через отверстие или щель в закрытую от прямого наблюдения полость. Диаметр и длина погружаемой части эндоскопа составляют 7-10 мм и 1-2 м соответственно. Конструкция технического эндоскопа позволяет управлять поворотом дистальной части кабеля в горизонтальной и вертикальной плоскостях до ±90°. Угол поля зрения объектива дистальной части составляет 40-60°. Основная часть представляет собой жесткий, полужес-ткий или гибкий волоконно-оптический кабель. Наблюдение производится через окулярную часть. Система фокусирования объективов обеспечивает наблюдение резкого изображения объектов на удалении от 1 мм до более 5 м. Разрешающая способность технического эндоскопа — 5-17 лин/мм. Для освещения наблюдаемого пространства эндоскоп содержит осветительный жгут с галогенной лампой мощностью 20-150 Вт на конце, погружаемый с основной частью в закрытую полость и создающий в ней освещенность до 2000 лк.

Классификация оптических приборов для визуально-оптического контроля

Классификация по виду лучистой энергии

По виду приемника лучистой энергии различают три группы оптических приборов: визуальные, детекторы и комбинированные.

У визуальных приборов приемник – глаз. Визуальные приборы, в основном используемые для визуально-оптического контроля, в свою очередь подразделяются по назначению на три группы:

а) приборы для контроля мелких, близко расположенных объектов, т.е. деталей и изделий, находившихся от глаза контролера на расстоянии наилучшего зрения – 250 мм (лупы, микроскопы);

б) приборы для контроля удаленных объектов, т.е. расположенных далее 250 мм (телескопические лупы, зрительные трубы, бинокли, телевизионные системы контроля);

в) приборы для контроля скрытых объектов – внутренних поверхностей, отверстий, полых деталей и конструкций (эндоскопы, бороскопы, перескопические дефектоскопы и др.).

К детекторным относятся приборы, в которых приемником лучистой энергии служат различные детекторы: химические реагенты (фотоэмульсии), люминесцирующие вещества, электронные приборы (спектрофометры) и др.

Комбинированные приборы пригодны для обзора объектов визуально и с помощью детектора.

Классификация по виду назначения

По виду назначения различают приборы цехового и полевого использования.

Приборы цехового назначения применяются при постоянной температуре от -15° С до -20° С, нормальном атмосферном давлении, невысокой влажности.

Приборы полевого назначения должны работать при температуре от

-55° до 60° С, при тряске, вибрациях, при осадках и т.д. В защитном корпусе должны быть предусмотрены устройства для прочного крепления всех деталей приборов. Полости приборов должны быть надежно защищены от проникновения влаги, выполнены из коррозионно-стойких материалов. Приборы должны иметь малую массу, быть пригодными и к переноске.

Важное значение имеют внешний вид и форма приборов, особенно эндоскопа. Он не должен иметь выступающих элементов и резких переходов в сечении погружаемой части, затрудняющих ввод в проверяемый механизм и вывод оттуда.

Для получения более достоверных данных необходимо обеспечить следующие условия труда: организация удобного и комфортного рабочего места, необходимого уровня освещенности и наличие вентиляции.

Приборы визуально-оптического контроля

1.4.1. Приборы для контроля поверхностных дефектов

Для контроля близко расположенных деталей (находящихся на расстоянии не более 250 мм от глаз контролера) используют лупы и микроскопы.

Лупы и микроскопы позволяют обнаружить трещины различного происхождения, поверхностные коррозионные повреждения, забоины, открытые раковины, поры, надиры, риски, дефекты лакокрасочных и гальванических покрытий. При анализе характера дефектов эти приборы позволяют отличать усталостные трещины от горячих трещин, рисок, заусенцев, сколов окисной пленки и т.д.

Лупы и микроскопы, используемые при капиллярном и магнитопорошковом контролях, позволяют обнаруживать более мелкие, чем без применения оптических средств, трещины, непровары, волосовины, расслоения и другие дефекты.

Обычно осмотр деталей проводят с помощью луп с фокусным расстоянием от 125 до 12,5 мм и увеличением от 2 – 20 раз.

Внешний вид и характеристики луп, используемых при ВОК, приведены на рис. 4. Лупа 4 (6)-кратная просмотровая (рис. 4 а) предназначена для проведения визуально-измерительного контроля на поверхностях различных изделий в дневном и искусственном свете с 4 (6)-кратным увеличением. Технические характеристики: увеличение 4х, (6х), поле зрения 65 мм, диаметр 75 мм, высота 10 мм, масса 100 г. В плохо освещенных местах используются лупы просмотровые трехкратные на штативе с подсветкой (рис. 4 б), полем зрения 120 мм.

Время от времени требуется тщательная проверка поверхности для определения точного состояния профиля материала, чистоты и т.п. Более того, многие поверхности могут быть расположены на участках со слабой освещенностью или в темных местах балластных цистерн, резервуаров для нефти и газа и т.п. Хорошо подходит для данных условий контроля легкая, портативная лупа Elcometer 137 (рис. 4 г) с подсветкой, питанием от батарей и 10- кратным увеличением для тщательной проверки поверхности. Для измерения особенностей поверхности используется градуированная линза.

Лупа 10- кратная измерительная с подсветкой (рис. 4 в) предназначена для проведения визуально-измерительного контроля на поверхностях различных изделий в дневном и искусственном свете, а также в условиях недостаточной освещенности или полного затемнения поверхностей наблюдения с увеличением в 4 – 10 раз и возможностью измерения по измерительной шкале с ценой деления 0,1 мм. Выпускается в двух исполнениях с черной и белой измерительной шкалой для различных условий контроля. Белая шкала используется при контроле объектов с темной поверхностью, в то время как черная шкала обычно используется при контроле светлых деталей. Технические характеристики: линейное поле зрения 50 мм, длина измерительной шкалы 28 мм, цена деления 0,1 мм, диаметр с металлической оправой 52 мм, высота 47 мм.

Микроскопы существенно снижают поле зрения и используются с увеличением от 8 до 40 – 50х (рис. 5). Увеличение микроскопов, используемых при осмотре деталей, несущественно превышает увеличение луп. Но даже при одинаковом увеличении эффективность применения микроскопа выше лупы из-за хорошего качества изображения и большего рабочего расстояния.

Elcometer 7220 (рис. 5 а) представляет собой небольшого размера микроскоп со съемным осветительным устройством с питанием от батарей. Поставляются варианты с различной степенью увеличения от 20 до 300х с градуировкой в миллиметрах. Идеально подходит для осмотра поверхности и определения ширины трещин.

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

а б

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

в г

а – 4(6)-кратная просмотровая; б– 3-кратная на штативе с подсветкой, просмотровая; в – 10-кратная измерительная с подсветкой; г – 10 кратная с подсветкой Elcometer 137

Большое увеличение дают видеомикроскопы (рис. 5 б, в, г).Цифровой видеомикроскоп HIROX KH-7700 объединяет новейшие прогрессивные достижения нескольких областей современных технологий. Видеомикроскопы класса Hi-End предназначены для получения оцифрованных изображений объектов и выполнения измерений по трем координатам. Система успешно применяется в электронике, машиностроении, медицине, материаловедении, в производстве пластмасс, биологии и других задачах. Основные характеристики: бесконтактные измерения по трем осям, оптическое увеличение до 7000х, автокалибровка,

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

а б

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

в г

а – микроскоп с градуированной шкалой Elcomer 7220 Elcometer 7220; б – видеомикроскоп для контроля пайки FLEXIA BGAC-1; в – цифровой микроскоп КН-7700 HIROX (Япония); г – Портативный видеомикроскоп Hirox TV+ (Япония)

автомультифокусировка, запись потокового видео (30 кадров в секунду), 3D обзор и трехмерное моделирование, естественная цветопередача, встроенный сетевой интерфейс. Получение полноцветных изображений дефектов при увеличении до 7000х. В отличие от обычных микроскопов эти приборы позволяют выводить изображения на 15 UXGA LCD монитор с разрешением 1600х1200, размер пикселя 0,19 мм, производить запись и использовать обработку с высоким разрешением до 6400х4800 пикселей, контролировать поверхность при различном освещении (темном, светлом, поляризованном) и т.д.

К такому классу микроскопов относится и портативный видеомикроскоп Hirox TV+ (Япония). Он имеет следующие технические и функциональные параметры: оптика класса Hi-End, увеличение до 180х, плавное изменение увеличения, круговой (360°) боковой обзор неподвижного объекта, захват изображения, встроенная подсветка высокой яркости, сменные зум-объективы, легкая компактная конструкция, простота подключения, композитный видеовыход.

Для наблюдения удаленных объектов (8) используются такие приборы как телескопы, стереотрубы, зрительные трубы, призменные бинокли, призменные монокуляры, телескопические лупы и ряд других приборов. Эти приборы применяются для контроля деталей сложной формы, а также деталей и силовых конструкций, находящихся в пределах прямой видимости, но расположенных на расстоянии, превышающем расстояние наилучшего зрения. Обычно используется увеличение от 1 до 20 – 30х. Если небольшое поле зрения, используются приборы, дающие уменьшение изображения от 0,5 до 1х.

Телескопическая лупа представляет собой особый вид призменного монокуляра и применяется для наблюдений за относительно недалеко расположенными небольшими по размерам объектами. Она представляет собой призменный монокуляр, перед объективом которого установлен дополнительный сменный объектив. Подобная комбинация дополнительного объектива и монокуляра позволяет производить наблюдения с дистанций, равных фокусному расстоянию сменного дополнительного объектива, которое может находиться в пределах от нескольких десятков миллиметров до нескольких метров. В зависимости от фокусного расстояния дополнительного объектива изменяется и общее увеличение телескопической лупы. Устройство телескопической лупы показано на рис. 6.

В данном случае объектив 5 монокуляра имеет специальную оправу 4, в которую устанавливается сменный дополнительный объектив, состоящий из линз 1 и оправы 2. В установленном положении оправа дополнительного объектива закрепляется стопорным винтом 3. Конструкция оправ 2 и 4 такова, что в установленном положении дополнительный объек-

9
7
8

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

Визуально оптические приборы это

Рис. 6. Устройство телескопической лупы

тив и объектив 5 оказываются точно центрированными друг относительно друга. Как и у обычного призменного монокуляра выходной зрачок 8 оптической системы телескопической лупы располагается за последней плоскостью окуляра 7. Узел 9 на корпусе трубки 6 служит для крепления телескопической лупы на фото- или киноштативе.

Широкое применение у специалистов находит также призменный монокуляр, который по устройству представляет собой половину призменного бинокля и по всем оптическим характеристикам, за исключением пластики, аналогичен биноклю, но меньше его по массе и габаритным размерам и соответственно дешевле. Условия его применения практически такие же, как и бинокля. Довольно распространенным наблюдательным прибором является также зрительная труба. В отличие от призменного бинокля и монокуляра труба, при тех же увеличениях, обычно обладает меньшим углом поля зрения, меньшей светосилой и большой длиной в рабочем положении. По массе и габаритным размерам в сложенном положении труба приближается к соответствующему ей по увеличению монокуляру, но по сравнению с ним менее удобна в эксплуатации.

Зрительная труба – это визуальное устройство для наведения на далеко удаленные объекты для рассматривания в увеличенном виде. Параллельный пучок, попадающий в телескопическую систему, выходит из нее параллельным. Это соответствует условию работы визуального прибора. Для компенсации аметропии глаза в телескопической системе предусмотрено диоптрийное перемещение окуляра.

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 2815 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник