Система безконтактного визначення геометричних розмірів об’єктів

Реферат: UA 98270 U UA 98270 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки вимірювання геометричних розмірів об'єктів і може бути використана у машино- та приладобудівній промисловості, а також у науково-дослідних роботах, у медицині та біології. Найбільш поширеним приладом вимірювання геометричних розмірів є мікрометри [1-3]. Ці пристрої достатньо прості, не вимагають складних розрахунків і тому мають широке використання на підприємствах. Але контактні методи не завжди можна використовувати, тому що є великий клас об'єктів, зокрема в медицині, біології, оптико-електронному приладобудуванні, де контакт з об'єктом повинен бути виключений через те, що призводить до руйнування об'єкта або змін його фізичних властивостей. Відомо також, що до безконтактних систем вимірювання розмірів належить оптична мікроскопія [4], яка вирішує багато задач з проблеми вимірювання об'єктів у медицині, біології та нанотехнологіях. Подальша автоматизація та стандартизація процесу вимірювання на оптичних мікроскопах пов'язана з науковим напрямком інформаційних технологій, зокрема з вдосконаленням способів оптичного вимірювання геометричних розмірів з використанням цифрових камер з ПЗЗ матрицями [5]. Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим як найближчий аналог, є система вимірювання геометричних параметрів об'єктів [6], яка містить джерело світла, основу, на якій розташована між джерелом світла та мікроскопом деталь, розміри якої вимірюються, вимірюючий мікроскоп, з'єднаний з цифровою камерою, а цифрова камера електрично з'єднана з комп'ютером, що має відповідне програмне забезпечення. Така система дозволяє безконтактно вимірювати розміри як прозорих так і непрозорих деталей. Недоліком найближчого аналога є те, що на цифрові камери, а саме на чутливу цифрову матрицю, впливають зовнішні та внутрішні фактори, що призводить до підвищення рівня шумів та збільшення похибки вимірювання. Задачею корисної моделі є створення системи безконтактного визначення геометричних розмірів об'єктів, яка забезпечує зменшення шумів у роботі чутливої матриці від впливу внутрішніх та зовнішніх факторів та підвищує точність вимірювання. Поставлена задача вирішується тим, що в системі безконтактного визначення геометричних розмірів об'єктів, яка містить джерело світла, основу, на якій розташована між джерелом світла та мікроскопом деталь, розміри якої вимірюються, вимірюючий мікроскоп, з'єднаний з цифровою камерою, а цифрова камера електрично з'єднана з комп'ютером, що має відповідне програмне забезпечення, згідно з корисною моделлю, відеокамера додатково оснащена системою охолодження та термостабілізації. Термографічні дослідження дозволили виявити у відеокамері в робочому стані два джерела випромінювання теплової енергії: на самій ПЗЗ матриці та на мікросхемі, яка керує роботою камери (фіг. 1). Ці джерела є внутрішніми, і через те, що камера має зовнішній захисний корпус, постійно накопичують теплову енергію всередині камери. Для забезпечення охолодження та термостабілізації були виконані наскрізні отвори у корпусі камери (1) та додано мікровентилятор (2) з системою повітряного термостабілізації (3), що забезпечувало його вмикання та вимикання для підтримання стабільної температури камери (фіг. 2). Запропонована система працює наступним чином. В робочому стані, якщо внутрішня температура корпусу камери перевищує критичну межу (в наших експериментах 24 °C), датчик температури (4) вмикав реле (5), яке вмикало мікровентилятор (2). Повітряне охолодження дозволяло зменшити температуру, а запропонована система охолодження забезпечувала подальшу термостабілізацію. Експериментальні дослідження показали, що корисний сигнал відеокамери без системи охолодження при внутрішній температурі камери 28 °C дорівнював 58 умовних одиниць, а при вмиканні запропонованої системи охолодження та термостабілізації і зниженні температури до 24 °C дорівнював 82 умовних одиниць. Тобто чутливість та точність вимірювання були покращені на 40 %. Таким чином експерименти показали, що запропоноване технічне рішення забезпечує позитивний, корисний ефект. Джерела інформації: 1. Марков Н.Н., Ганевский Г.М. Конструкция, расчет и эксплуатация контрольноизмерительных инструментов и приборов. - М.: Машиностроение, 1993. 2. Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. Справочник. М.: Машиностроение, 1987. 3. Васильев А.С. Основы метрологии и технические измерения. - М.: Машиностроение, 1980. 1 UA 98270 U 5 4. Справочник по микроскопии для нанотехнологии/ Под ред. Нан Яо, Чжин Лин Ван / Перевод с англ. - М. Научный мир, 2011 - 712 с. (Раздел 1, с. 17-42). 5. Сальников И.И., Кутаев Ю.Ф., Абачкин С.Н. Устройство для селекции изображений и измерения размеров объектов // патент Российской Федерации № 2163395 от 20.02.2001. 6. Андреев А.Г., Мастеренко Д.А., Шулепов А.В. Устройство для определения границы объекта // патент Российской Федерации № 133602 от 20.10.2013. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Система безконтактного визначення геометричних розмірів об'єктів, яка містить джерело світла, основу, на якій розташована між джерелом світла та мікроскопом деталь, розміри якої вимірюються, вимірюючий мікроскоп, з'єднаний з цифровою камерою, а цифрова камера електрично з'єднана з комп'ютером, що має відповідне програмне забезпечення, яка відрізняється тим, що відеокамера додатково оснащена системою охолодження та термостабілізації. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2