Вимірювач шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому

Реферат: Вимірювач шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому включає до свого складу джерело когерентного випромінювання, лінзу, яка фокусує падаючий промінь, послідовно розташовані в площині тріангуляції збиральну лінзу та фотоприймач, реєструвальний блок та флеш-пам'ять. Використовується оптико-електронна система сканування, принцип дії якої ґрунтується на тріангуляційному методі вимірювань, де як приймальний канал використовується цифровий фотоапарат з матрицею на приладі із зарядовим зв'язком. UA 98226 U (54) ВИМІРЮВАЧ ШОРСТКОСТІ ПОВЕРХОНЬ КОНСТРУКЦІЙ АЕРОДРОМУ UA 98226 U UA 98226 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до оптичних вимірювальних пристроїв, а саме до пристроїв вимірювання текстури та параметрів шорсткості поверхні злітно-посадкових смуг (ЗПС). Відомі методи вимірювання глибини текстури поверхні ЗПС, в яких певна кількість мастильних матеріалів або часток піску певного розміру наноситься на поверхню до тих пір, поки не будуть заповнені всі заглиблення. Поділивши об'єм мастильних матеріалів або піску на площу їх нанесення, отримують середню величину заглиблень [1]. Недоліками такого методу є значна трудомісткість вимірювань, низька точність визначення параметрів шорсткості, довготривалість вимірювань. Найближчим до вимірювача шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому, що заявляється, є вимірювач шорсткості поверхні [2], який включає до свого складу випромінювач світла та фотоприймач. В якості випромінювача світла використовують лазер, а в якості фотоприймача відбитого потоку - фотодіод. При цьому вимірювач додатково має: пристрій розсіювання променя, що падає на контрольовану поверхню, та фокусування відбитого цією поверхнею потоку; підсилювач сигналу від фотодіода; компаратор, який порівнює напругу, що надійшла з підсилювача з лінійно-змінною напругою генератора, та формувальний імпульс напруги; схема "І", що кодує імпульс, який надійшов до неї з компаратора в пачку коротких імпульсів генератора зразкової частоти; двійковий лічильник імпульсів, який підраховує кількість імпульсів в пачці; дешифратор імпульсів; пристрій пам'яті еталонних кодів, де заздалегідь записуються значення сигналів від відомих еталонів шорсткості; цифровий пристрій порівняння, який порівнює отриманий з контрольованої поверхні сигнал з еталонними сигналами; пристрій індикації, де висвічується значення шорсткості контрольованої поверхні. На контрольованій поверхні за допомогою розсіювальної лінзи формують світлову пляму відомої площі. В залежності від зміни шорсткості поверхні буде змінюватися і інтенсивність відбитого потоку випромінювання та, відповідно, величина сигналу на фотодіоді. Отриманий у фотоприймачі сигнал від відбитого променя порівнюється з еталонними сигналами, які заздалегідь отримані від поверхонь з відомою шорсткістю. З яким еталонним сигналом співпадає сигнал від відбитого падіння за величиною, таку шорсткість і має поверхня, що перевіряється. Основним недоліком цього пристрою є неможливість отримання зображення текстури контрольованої поверхні для подальшого її аналізу - отримання всіх параметрів шорсткості. Іншим, не менш значним недоліком, є зменшення точності вимірювання при зміні стану поверхні (наприклад, мокра ЗПС порівняно з сухою) внаслідок зміни коефіцієнта відбиття. Недоліком також є те, що для роботи пристрою необхідно отримати еталонні значення шорсткості для поверхні, що контролюється, а це є достатньо трудомістким процесом. В основу вимірювача шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому поставлено задачу розробити пристрій для вимірювання текстури та параметрів шорсткості ЗПС, який повинен бути компактним, забезпечувати просту процедуру вимірювання з постійною точністю за будьяких умов, в тому числі і польових. Поставлена задача вирішується в вимірювачі шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому, який складається з джерела когерентного випромінювання, лінзи, яка фокусує падаючий промінь, послідовно розташованих в площині тріангуляції збиральної лінзи та фотоприймача, реєструвального блока та флеш-пам'яті. Згідно з винаходом, використовується оптикоелектронна система сканування, принцип дії якої ґрунтується на тріангуляційному методі вимірювань, де в якості приймального каналу використовується цифровий фотоапарат з матрицею на приладі із зарядовим зв'язком (ПЗЗ). Пристрій ілюструється: фіг. 1 - блок-схема вимірювача шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому, де: 1 - лазерний діод; 2 - циліндрична лінза; 3 - поверхня ЗПС; 4 - лінія сканування; 5 - збиральна лінза; 6 - ПЗЗ матриця; фіг. 2 - вигляд запропонованого вимірювача шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому збоку, де: 7 - джерело когерентного випромінювання; 8 фотоприймач; 9 - рухома металева основа; фіг. 3 - вигляд запропонованого вимірювача шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому зверху, де: 7 - джерело когерентного випромінювання; 8 - фотоприймач; 9 - рухома металева основа. Вимірювач шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому працює таким чином (див. фіг 1). Як джерело когерентного випромінювання використовується лазерний діод 1. Лазерне випромінювання за допомогою циліндричної лінзи 2 фокусується на поверхні ЗПС 3 у вигляді лінії сканування 4. Розсіяне поверхнею ЗПС випромінювання збирається лінзою 5 та проекцюється на двовимірну ПЗЗ матрицю 6 у вигляді профілограми просканованої поверхні. Процес вимірювання відбувається таким чином: оператор пересуває вимірювач на однакові проміжки довжини ЗПС, наприклад 10 см, та проводить сканування поверхні. Зображення профілограм зберігаються у флеш-пам'яті та передаються для подальшої обробки на 1 UA 98226 U 5 10 15 20 персональній електронно-обчислювальній машині. Спеціальне програмне забезпечення обробляє отримані дані, визначає відстань до кожної з множини точок вздовж лінії розгорнення та видає значення параметрів шорсткості просканованої поверхні ЗПС. До таких параметрів належать: середня глибина текстури, середня шорсткість (Ra), пікова висота поглиблення (Rt), глибина вирівнювання (Ru) та середня глибина (Rm). Точність визначення глибини шорсткості становить 0,09 мм. Таким чином, запропонований вимірювач шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому забезпечує простоту та високу точність вимірювання шорсткості поверхні злітно-посадкових смуг. Джерела інформації: 1. Документ ИКАО 9137. Руководство по аэропортовым службам. Часть 2: Состояние поверхности покрытия. Изд. 4, 2002. 2. Патент РФ "Измеритель шероховатости" № 2375677, G01B11/30 G01N21/88, 2009. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Вимірювач шорсткості поверхонь конструкцій аеродрому, який містить джерело когерентного випромінювання, лінзу, яка фокусує падаючий промінь, послідовно розташовані в площині тріангуляції збиральну лінзу та фотоприймач, реєструвальний блок та флеш-пам'ять, який відрізняється тим, що використовується оптико-електронна система сканування, принцип дії якої ґрунтується на тріангуляційному методі вимірювань, де як приймальний канал використовується цифровий фотоапарат з матрицею на приладі із зарядовим зв'язком. 2 UA 98226 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 3