автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Разработка и исследование методов контроля замкнутых полостей

На правах рукописи

Елизаров Алексей Владимирович

Разработка и исследование методов контроля замкнутых полостей

05.11.07 - оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена на кафедре оптико-электронных приборов Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК).

Научный руководитель - доктор технических наук,

проф. Соломатин Владимир Алексеевич

Научный консультант -

Официальные

оппоненты -

Ведущая организация -

кандидат технических наук, проф. Свешникова Инна Сергеевна доктор технических наук, проф. Хорошев Михаил Васильевич, кандидат технических наук, доц. Илюхин Валерий Аркадьевич Санкт-Петербургский государственный университет информационных

технологий, механики и оптики

Защита состоится «_»_2004 г. в_час. на заседании

диссертационного совета Д.212.143.03 при Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва, К-64, Гороховский пер., 4, ауд. 321.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии.

Автореферат разослан «_» 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета_ау^и.иЯ«—Климков Ю.М.

Общая характеристика работы

При решении ряда научно-технических и научно-исследовательских задач часто возникает необходимость проведения оценки качества поверхностей. Под оценкой качества понимают исследование структуры, формы, обнаружение микро- и макродефектов, трещин, прогаров, очагов коррозионного поражения, дефектов покрытий, проверка правильности расположения деталей и т.д.

Задача контроля многократно усложняется в случае необходимости исследования поверхностей внутренних полостей. Контроль внутренних полостей актуален для целого ряда практических применений. В авиационной и космической промышленности - для контроля состояния силовых элементов корпусных конструкций, стенок баков, лопаток газовых турбин и компрессоров, распылителей, форсунок камер сгорания, а также при разработке, доводке и производстве ракетных двигателей. В металлургической промышленности - для технического обслуживания средств производства, например, осмотра узлов печей. В машиностроении - для контроля качества изготовления и проверки технического состояния различных узлов и деталей машин и механизмов. В архитектуре и строительстве - для проверки состояния силовых элементов перекрытий, арматуры и гидроизоляции стен, состояния трубопроводов, а также при архитектурном моделировании. В химической и нефтехимической промышленности - для проведения систематических и аварийных осмотров трубопроводов, сосудов высокого давления, теплообменников, узлов пневмогидроавтоматики и других аппаратов. В автомобильной промышленности - для контроля качества изготовления и сборки двигателей. В железнодорожном и морском транспорте - для осмотра дизельных и электрических двигателей, генераторов, трансформаторов, других

Для неразрушающего контроля внутренних полостей традиционно используется множество методов, основанных на различных физических явлениях. В зависимости от поставленной задачи тот или иной метод может быть более или менее эффективен. Однако наиболее универсальными по-прежнему остаются визуальные оптические методы контроля. Они наиболее удобны для восприятия, более информативны, а современные технологии позволяют создавать оптические приборы, позволяющие контролировать полости самых разных размеров и получать изображение хорошего качества.

В настоящее время известен ряд оптико-электронных систем, позволяющих исследовать полости больших диаметров (до 4-5 метров). В них для мгновенного обзора полости используются оптические элементы, в частности широкоугольные объективы, сферические зеркала с компенсаторами и тд Широкие перспективы в разработке таких систем открываются при использовании панорамной оптики. В последние годы появились панорамные системы с кольцевым угловым полем, построенные с применением так называемых PAL-линз (от английского Panoramic Annular Lens - панорамная кольцевая линза), которые мы впоследствии будем называть панорамными зеркально-линзовыми компонентами (ПЗЛК) Преимущества их использования в системах контроля сравнительно крупногабаритных полостей представляются очевидными. Как показали наши исследования, ПЗЛК обеспечивает построение изображения полости в широком угловом поле в виде кольца, размеры которого соответствуют азимутальному углу 360° и высотному углу от 20° до 110°. Механическое сканирование при этом исключается. Параметры ПЗЛК можно адаптировать в зависимости от размеров полости, требуемого углового поля по высоте. Можно сказать, что ПЗЛК явились важным недостающим элементом оптической системы при визуальных оптических методах контроля полостей, позволяющим объединить достоинства существующих систем.

Актуальность диссертации определяется существующей в ряде областей техники потребностью в создании оптико-электронных приборов,

позволяющих обозревать внутренние полости в пределах широкого углового поля, производить измерения элементов полости, а также отсутствием публикаций по методикам расчета оптических систем с ПЗЛК.

Целью диссертации является разработка и исследование методов контроля крупногабаритных полостей с использованием ПЗЛК, соответствующих схемотехнических и конструкторских решений, а также методики расчета таких систем.

Научная новизна диссертации заключается в разработке схемотехнических решений систем контроля с использованием ПЗЖ, анализе влияния конструктивных параметров системы и энергетических соотношений на их метрологические характеристики, создании методики расчета таких систем, разработке инженерных рекомендаций по выбору параметров системы в целом и отдельных ее звеньев.

Практическая значимость определяется потребностью в разработке и внедрении методов оптического контроля качества поверхностей, обнаружения дефектов и т.д., и заключается в доведении научных исследований до инженерных методик расчета и выбора параметров системы, в доказательстве практической целесообразности построения систем с использованием ПЗЖ, в конструкторской проработке основных узлов системы и макета системы в целом и в получении рекомендаций инженерного характера по конструированию таких систем.

Достоверность результатов работы подтверждается проведенными экспериментами, показывающими совпадение теоретических выводов и практических результатов в отношении реализуемости предлагаемого схемотехнического решения, совпадением теоретических выводов с результатами экспериментов в отношении геометрии системы, энергетики, анализом оптической системы с использованием ряда программ расчета оптических систем (ОПТИКА, CAPO, Zemax), принятых в таких ведущих

научных центрах, как ГОИ, С.-П.ГУИТМО, Красногорский ОМЗ им. С.А. Зверева.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа изложена на 139 стр. машинописного текста, проиллюстрирована 38 рисунками, 10 таблицами, 7 фотографиями. Список литературы включает 82 наименования.

Публикации. По результатам работы были опубликованы пять научно-технических статей. На предложенный метод контроля и устройство для его реализации получено положительное решение по заявке на патент.

На защиту выносится:

1. Обоснование перспективности использования ПЗЛК в составе систем контроля внутренних полостей.

2. Схемотехническое решение системы контроля внутренних полостей.

3. Методика энергетического расчета системы контроля внутренних полостей.

4. Рекомендации по выбору параметров сканирующей системы.

5. Рекомендации по выбору и расчету оптических систем переноса изображения.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, определена цель исследований, показана практическая значимость и научная новизна результатов работы.

Глава 1 диссертации посвящена обзору существующих методов контроля внутренних полостей. Основное внимание уделено оптическим визуальным методам контроля.

Приборы, реализующие визуальные оптические методы контроля внутренних полостей, получили название эндоскопов. На данный момент

существует множество конструкций эндоскопов, каждая из которых, как правило, приспособлена под конкретную задачу. Основной недостаток данных оптических систем контроля полостей заключается в том, что они приспособлены для исследования полостей небольших размеров, обладают, как правило, ограниченными угловыми полями, и для получения развертки полости используется механическое сканирование, накладывающее ограничение на габариты системы контроля, быстродействие, надежность, возможность одновременного панорамного обзора полости.

При решении проблемы мгновенного обзора внутренней полости крупного диаметра в как можно большем угле поля в приборах контроля могут быть использованы оптические системы кругового обзора, широкоугольные или панорамные компоненты. Анализ литературы показал, что в настоящее время существует ряд приборов контроля крупногабаритных полостей, использующих различные методы построения широкоугольного изображения. В диссертации приводятся схемы таких приборов, оцениваются их основные преимущества и недостатки.

В последние годы появились панорамные системы с кольцевым угловым полем, построенные с применением панорамных зеркально-линзовых компонентов (ПЗЛК). Комбинация преломляющих и отражающих поверхностей в ПЗЛК обеспечивает получение углового поля в пределах 360° по горизонту и до 100°-110° по углу места. На рис. 1 показан ход лучей, определяющих угловое поле ПЗЛК.

Рис 1 Ход лучей в ПЗЛК

В приборах для исследования внутренних полостей оптико-электронные системы с ПЗЛК могут найти широкое применение. ПЗЛК позволяет наблюдать часть внутренней поверхности, размер которой зависит от максимального и минимального углов поля линзы, а также от расстояния до поверхности. В приборе, работающем активным методом, необходимо предусмотреть узел осветителя, в качестве оптической системы которого, в частности, может также использоваться ПЗЖ.

Представляются очевидными преимущества использования ПЗЛК в системах контроля сравнительно крупногабаритных полостей: широкое угловое поле в виде кольца, отсутствие механического сканирования, адаптация параметров в зависимости от размеров полости, требуемого углового поля по высоте, возможность использования для создания кольцевого зонда, позволяющего исследовать рельеф поверхности.

При разработке систем контроля полостей с использованием ПЗЖ необходимо было решить следующие задачи, поставленные в диссертации:

1. Предложить техническое решение системы контроля, базирующееся на использовании панорамных зеркально-линзовых компонентов.

2. Провести анализ такой системы на предмет ее технических возможностей.

3. Разработать методики расчета системы контроля полостей с панорамными зеркально-линзовыми компонентами.

4. Разработать практические инженерные рекомендации, обеспечивающие разработку подобных систем с ПЗЖ.

В главе 2 получены соотношения, определяющие энергетические уравнения систем контроля полостей для пассивного и активного режимов работы.

В зависимости от особенностей энергетического расчета все многообразие схемотехнических решений систем контроля полостей с использованием панорамных зеркально-линзовых компонентов может быть сведено к следующим группам:

1. Тепловизионные системы, работающие пассивным методом.

2. Телевизионные системы с постоянной подсветкой.

3. Сканирующие системы с активным методом работы.

4. Системы контроля, работающие методом сечений.

В тепловизионных системах, работающих пассивным методом, происходит обзор контролируемой поверхности тепловизионной камерой, снабженной панорамной зеркально-линзовой насадкой. При этом производится визуальный контроль состояния поверхности, вся длина которой обозревается путем механического перемещения камеры вдоль полости. Такие системы контролируют тепловые контрасты и могут использоваться для обнаружения локальных очагов нагрева, построения тепловых диаграмм и т.д.

Как показали наши исследования, изменение облученности, создаваемое на чувствительной площадке тепловизионной камеры, должно превышать определенное пороговое значение, определяемое полученным выражением:

(

(О

АМ

где--эффективное изменение спектральной плотности потока излучения,

Д Т

АТП - пороговое температурное разрешение в плоскости объекта,

- площадь входного зрачка приемной оптической системы,

- коэффициенты пропускания панорамной оптической системы и системы переноса изображения соответственно,

- линейные увеличения панорамной оптической системы и системы переноса изображения соответственно,

- расстояние от плоскости входного зрачка до плоскости приемника излучения,

- угол относительно нормали к поверхности, под которым излучение элемента поверхности направляется во входной зрачок приемной оптической системы,

- угол относительно нормали к поверхности, под которым излучение

попадает во входной зрачок приемной оптической системы,

- коэффициент, учитывающий форму входного зрачка приемной

оптической системы,

- пороговое значение освещенности, характеризующее качество тепловизионной камеры,

- параметр обнаружения.

Телевизионные системы, работающие, как правило, с подсветкой, могут быть предназначены для визуального обнаружения дефектов, контроля над состоянием поверхности, качеством покрытия, расположением элементов и т.д. При использовании телевизионной системы контроля полостей с панорамным зеркально-линзовым компонентом целесообразно использовать серийные

телевизионные камеры. Тогда целью энергетического расчета является выбор камеры и определение параметров передающей оптической системы (системы подсветки), обеспечивающей заданную освещенность контролируемой поверхности. Энергетический расчет таких систем может проводиться на основе определения отношения сигнал/шум используемой ПЗС-камеры по формуле:

где - количество зарядов в одном элементе ПЗС,

( КЯ Рс„.Рп.с. I

полное число фотонов , попадающее на один элемент ПЗС,

м = + {м1р + + + (м^ + - шумы ПЗС, выраженные

числом зарядов,

- коэффициент использования излучения осветительной системой,

- площадь элемента ПЗС,

- время накопления заряда элементом ПЗС,

- постоянная Планка,

- скорость света в вакууме,

- приращение коэффициента отражения элемента поверхности, ^(Л)- освещенность площадки 18, на освещенной источником подсветки

поверхности полости,

- спектральный коэффициент пропускания осветительной оптической системы.

В сканирующих системах с активным методом работы сканирование может осуществляться узконаправленным лазерным пучком, создающим

световой зонд, которым элемент за элементом исследуется поверхность. При медленном вращении пучка освещаемый элемент будет перемещаться по поверхности, описывая при этом траекторию, соответствующую определенному сечению полости. Преимущество данного способа состоит в существенном выигрыше в энергетике системы, так как вся энергия будет сосредоточена в элементе небольшой площади (в световом зонде). Это обеспечит высокую поверхностную яркость зондируемой поверхности, что позволит снизить требования к мощности источника, чувствительности приемника излучения, а также даст возможность производить исследования полостей больших диаметров.

Энергетический расчет таких систем следует вести аналогично предыдущему случаю с той лишь разницей, что в полученное нами выражение для энергетического расчета будут входить параметры источника излучения:

где - поток излучения источника подсветки,

- площадь освещаемого элемента поверхности.

Случай, когда на поверхности полости создается освещенный контур, соответствующий ее определенному сечению, является близким к предыдущему. Для его реализации необходимо вращать пучок, направленный от источника к поверхности, вокруг оси, совпадающей с осью полости, со скоростью, обеспечивающей период вращения, много больший, чем время накопления приемника излучения. Тогда энергия излучения будет равномерно распределяться внутри освещаемого контура, площадью Такой способ

Дц (^2' кф I !Г

ИсгйЧЛ, I

/ОФ^К. (Ж.

(3)

обеспечивает значительно большее быстродействие системы, так как при перемещении всей системы вдоль оси полости можно в режиме реального времени получать и контролировать сечения, составляющие полость.

Энергетические соотношения в системах, работающих по методу сечений, были получены с учетом того, что площадь освещенной поверхности определяется в зависимости от геометрических параметров сканирующей системы, размеров полости, а также соотношения периода вращения сканирующего элемента и времени накопления приемника излучения. Формулы расчета приращения освещенности для разных вариантов соотношения времени накопления и периода вращения сканирующего элемента Т будут иметь следующий вид.

Для случая, когда » Т:

СОЗ £..

(4)

Для случая, когда » Т:

Д Е,

шш в V 2 > ф Год*1

X

'«""<„«7

(5)

Для случая, когда Т» :

сое«',.

(6)

2

Здесь ^ - угол отклонения пучка сканирующим элементом;

у - расходимость пучка излучения;

с1 - расстояние от источника излучения до сканирующего элемента; - радиус полости.

Полученные выражения определяют приращение освещенности, позволяющее оценить выполнимость энергетических условий работы системы.

В главе 3 диссертации представлено описание оригинального схемотехнического решения оптико-электронной системы, предназначенной для контроля поверхности полостей по методу сечений. Приведены расчет параметров сканирующей системы и оценка влияния погрешностей установки элементов системы на ее работу. Дан анализ влияния конструктивных параметров ПЗЖ на его входной зрачок, положение и размер изображения, размеры его темнового поля. Приводятся результаты исследований различных типов оптических систем переноса изображения на приемник, даются основные рекомендации по их расчету.

Нами предлагается следующий способ контроля полостей. Чтобы получить «срез» поверхности в конкретном сечении полости, необходимо создать подсветку этой поверхности. Проще всего это сделать с помощью узкого лазерного пучка, направленного вдоль оси полости на вращающееся плоское зеркало, отклоняющее пучок на определенный угол в направлении на поверхность полости. Таким образом можно получить световой конус, ось которого совпадает с осью полости. Замкнутая линия, образуемая при пересечении этим конусом поверхности полости, и будет представлять собой

искомое сечение. На рис. 2 представлена схема работы рассматриваемой системы контроля внутренних полостей.

Рис.2 Схема работы системы контроля внутренних полостей

1 - источник излучения (лазер); 2 - плоский вращающийся отражатель; 3 - поверхность полости; 4 - панорамный компонент приемной оптической системы; 5 - оптическая система переноса изображения (ОСПИ); 6 - приемник излучения (ПЗС); 7 - уровень эталона.

Угол относительно оси, под которым излучение от источника направляется отражателем на стенку полости, (угол освещения) обозначим а. Угол, под которым излучение попадает в приемную систему (угол приема) -Расстояние между точкой пересечения поверхности отражателя с продольной осью системы и центром входного зрачка приемной оптической системы -Текущий радиус-вектор полости обозначим Г, а его отступление от эталона в исследуемой плоскости -

На приемнике излучения (ПЗС или иной телевизионный приемник) создается изображение полости, на котором сканирующий луч вычерчивает сечение полости. В записывающем устройстве системы обработки сигнала хранится изображение эталона (эталонное сечение). Изображения реального сечения полости и эталона поступают на монитор.

Как показали наши исследования, формула измерений текущего радиуса-вектора полости имеет вид:

Важное значение имеет относительная погрешность определения радиуса полости зависящая от расстояния и углов и их погрешностей.

Формула для ее определения имеет вид:

Дг_Д</ Да АД | Да + Д/? г " #(180-а-/?)'

(8)

В диссертации произведено исследование полученного выражения на предмет влияния частных погрешностей на общую

относительную погрешность определения радиуса. Построено семейство графиков зависимостей —{р) для различных значений угла а. По таким

графикам легко выбрать оптимальный угол приема при заданном угле освещения а, и наоборот.

Исследования зависимостей —(р) для различных значений угла а

позволили сделать следующие выводы:

1. Влияние погрешностей ЬЛ И Да может быть учтено при калибровке системы. Основной же вклад в погрешность определения радиуса полости дает погрешность

2. При выборе параметров сканирующей системы следует стремиться к уменьшению угла а.

3. Формула (8) позволяет выбрать конструктивные параметры с1, а И Д

Дг

из условия минимума относительной погрешности определения радиуса полости.

4. При уменьшении значений Аа И Д/? графики функции —(Р)

становятся ближе к асимптотам, т.е. диапазон полезных углов расширяется.

Разработка оптических систем для контроля полостей имеет ряд особенностей, связанных с конструкцией ПЗЛК, разработанного в МИИГАиК. Прежде всего, изображение строится внутри самого ПЗЖ, поэтому необходима разработка оптической системы, предназначенной для переноса изображения на площадку приемника излучения. Другая проблема заключается в том, что дисторсия панорамного компонента оказывает серьезное влияние на его характеристики.

На основе анализа результатов наших расчетов более 50-ти вариантов ПЗЛК можно сделать следующие выводы:

1. Увеличение максимального диаметра О^ при прочих равных условиях ведет к прямо пропорциональному увеличению диаметра входного зрачка. Угол минимального визирования определяющий темновое поле, при этом меняется незначительно. Также незначительно будет изменяться и угол поля в пространстве изображений (при установке после компонента дополнительной линзы или системы линз, обеспечивающих параллельный пучок на выходе системы «ПЗЛК + линза»). Размер изображения увеличивается, однако возможны непредвиденные вариации вследствие влияния дисторсии.

2. Увеличение отношения диаметра третьей поверхности ПЗЛК к максимальному (в пределах ) при прочих равных условиях ведет к

значительному увеличению размеров зрачка. Однако при этом размер темнового поля быстро возрастает. Что касается зависимости размера

предмета от отношения , то можно сказать о наличии некоторого

^тах

минимума при

3. Установлено, что изменение толщины / по краю ПЗЛК оказывает влияние на

параметры системы. Так, увеличение в пределах дает

увеличение диаметра входного зрачка на 15-17%. При этом фокусное расстояние ГОЖ меняется незначительно. При увеличении t геометрическая светосила ПЗЖ возрастает, однако темновое поле при этом увеличивается, а размер изображения несколько уменьшается.

4. Добиться увеличения размера входного зрачка можно также и подбором марки стекла. Так, например, при прочих равных условиях диаметр входного зрачка объектива из стекла ТФ10 (и= 1.813 8) на 6% больше диаметра зрачка объектива из стекла К8 («=1.5183).

При разработке оптических систем переноса изображения следует

учитывать следующее:

1. ПЗЖ представляет собой сверхширокоугольную дисторзирующую светосильную систему;

2. Зависимость величины изображения в области действительных лучей от углового поля ПЗЛК не подчиняется известным соотношениям геометрической оптики из-за большой дисторсии, и ее не удается аппроксимировать каким-либо уравнением;

3. Предметом для оптической системы переноса изображения является изображение, создаваемое ПЗЛК, которое является аберрационным;

4. Диаметр и площадь входного зрачка меняются при изменении углового поля ПЗЖ таким образом, что с уменьшением углового поля размер зрачка и его площадь увеличиваются, достигая максимального значения в параксиальной области;

5. Разработку ОСПИ следует производить для двух положений апертурной диафрагмы в ПЗЛК:

а) когда положение апертурной диафрагмы обеспечивает телецентрический ход главных лучей в пространстве изображений;

б) когда апертурная диафрагма совпадает с последней (плоской) поверхностью ПЗЖ.

6. Необходимо обеспечить согласование ПЗЖ и ОСПИ по зрачкам;

7. Необходимо обеспечить прохождение лучей через всю оптическую систему с минимальным виньетированием;

8. Число компонентов не должно быть большим, во избежание потери выигрыша в энергетике от увеличения размера входного зрачка;

9. Аберрации системы в целом должны обеспечивать условия для работы системы и возможности проведения измерений с заданной точностью.

Решение ряда практических задач по разработке ОСПИ, состоящих из

двух систем с параллельным ходом лучей между ними, в рамках работы над

диссертацией, позволили предложить следующую методику их расчета:

1. Рассчитать оптическую систему, образующую совместно с ПЗЖ афокальную систему.

2. Определить фокусное расстояние объектива при условии получения требуемой величины изображения на приемнике излучения, а также его относительное отверстие и угловое поле. Рассчитать коэффициент добротности.

3. Выполнить синтез объектива одним из известных методов в зависимости от его оптических характеристик.

4. Выполнить аберрационный анализ системы «ПЗЛК + ОСПИ» и ее оптимизацию. При оптимизации в качестве коррекционных параметров выбирать конструктивные параметры оптической системы переноса изображения.

5. Для уменьшения углового поля объектива, расположенного за афокальной системой, можно усложнить конструкцию дополнительной системы, создающей параллельный пучок лучей. Одновременно при этом нужно учесть,- что в этом случае увеличивается диаметр выходного зрачка афокальной системы, что приводит к увеличению относительного отверстия объектива и как следствие усложнению его конструкции.

6. Если ПЗЖ имеет диаметр входного зрачка менее 8-10 мм, а относительное отверстие не более 1:2, то в качестве объектива можно выбрать прототип из архива оптических систем с помощью информационных поисковых систем. Тогда при расчете всей системы апертурная диафрагма этого объектива будет виньетирующей, а апертурной диафрагмой всей системы «ПЗЖ + ОСПИ» будет апертурная диафрагма ГОЖ.

7. При необходимости увеличения относительного отверстия прототипа можно рассчитать для него мениск с увеличением причем для этого нужно уменьшить фокусное расстояние прототипа в п раз, где п - показатель преломления стекла мениска. Для исправления хроматизма увеличения, вносимого мениском, можно ввести «хроматическую поверхность» склейки.

8. Можно рекомендовать выполнить оптимизацию всей системы «ПЗЖ + ОСПИ», выбрав в качестве коррекционных параметров и параметры ПЗЖ. Но в этом случае конструкция ПЗЖ изменится.

При входных зрачках ПЗЖ более 8-10 мм синтез ОСПИ является задачей, требующей дополнительных исследований, выходящих за рамки данной диссертации.

В главе 4 приводятся основные результаты проведенных экспериментов', поставленных с целью подтвердить работоспособность предлагаемой схемы контроля, правильность выбора ее конструктивных параметров, произвести оценку энергетических соотношений в системе.

Для проведения эксперимента была создан макет системы, включающий в себя контролируемую полость, габаритами 60x60x80 см, внутри которой

устанавливались различные элементы, создававшие рельеф при исследовании контура сканирования. В состав установки также входили лазер типа ЛГН-203, двигатель типа ДПМ-20 с установленной на валу вращения отклоняющей зеркальной призмой, обеспечивающей угол отклонения 90°, панорамная оптическая система с ПЗЛК, которая использовалась в качестве насадки к фотоаппарату «Зенит» и к ПЗС-камере. В последнем случае изображение наблюдалось на экране монитора.

При настройке установки использовались различные режимы работы. В режиме непосредственного визуального контроля при естественном освещении пробовались • различные источники излучения, для создания контура сканирования: малогабаритный коллиматор, лазерная указка, инфракрасный светодиод, лазер.

Оказалось, что система в принципе работоспособна при любом из указанных источников, однако наиболее рациональным оказалось использование лазера, обеспечивающего необходимые энергетические параметры, а также дающего узкий пучок направленного излучения, необходимый для формирования четкого контура сканирования.

С целью оценки энергетических соотношений в системе для элементов экспериментальной установки были проведены расчеты, показавшие, что при использовании лазера ЛГН-203 (Ф==1.5мВт) в режиме зонда на поверхности исследуемой полости (60x60x80 см) обеспечивается освещенность, многократно превышающая пороговую. Для аналогичных условий при работе в режиме создания контура сканирования превышение пороговой освещенности* составило 15 крат. Расчеты для системы с использованием лазерной указки в режиме создания контура сканирования показали, что превышение пороговой чувствительности используемой ПЗС-камеры составляло около 2 крат, что было подтверждено при проведении

эксперимента: освещенности при работе с лазерной указкой было недостаточно для уверенного воспроизведения контура на мониторе.

Следующим этапом эксперимента было исследование режимов работы с различными углами приема излучения. При проведении этого эксперимента угол приема излучения изменялся путем перемещения приемной системы вдоль оси полости и установке ее на различных расстояниях от источника излучения.

Эксперимент подтвердил, что при малых расстояниях до контура (т.е. при углах приема близких и углах отклонения излучения от оси полости

близких к , форма контура близка к окружности и элементы на поверхности различаются хуже, однако изображение контура наиболее яркое.

При визуальной оценке пространственного разрешения разрешающая способность составила 1 мм, что соответствует размеру светового пятна контура сканирования.

Проверка работоспособности при различных режимах сканирования подтвердила, что в режиме ручного сканирования с малой угловой скоростью энергетический дефицит не возникает даже при контроле на расстояниях, порядка нескольких метров (фактически легко контролировались детали помещения, в котором проводился эксперимент). При этом эксперимент производился в режиме естественного освещения. Однако как только система переводилась в режим создания контура сканирования, дальность работы резко сокращалась, поскольку освещенность контура уменьшалась в соотношении площадей контура сканирования и пятна рассеяния. Это подтверждается расчетами, подтвердившими отсутствие энергетического дефицита при работе системы в режиме зонда в помещении, размером 4 метра (освещенность приемника при этом превышает пороговую в 7000 раз). Однако при переходе системы в режим создания контура сканирования максимальная дальность составляла не более одного метра, что соответствует полости диаметром 2 метра.

Таким образом, экспериментальные исследования подтвердили работоспособность предлагаемой схемы, правильность выбора ее конструктивных параметров и теоретических оценок в отношении зависимости формы контура сканирования от геометрических параметров системы, и энергетических соотношений в системе.

Заключение

Основные результаты, полученные в диссертации, сводятся к следующему:

1. Оптико-электронные системы контроля полостей являются перспективным направлением в дефектоскопии. ПЗЛК явились важным недостающим элементом оптической системы при визуальных оптических методах контроля полостей, позволяющим объединить достоинства существующих систем.

2. Предложен оригинальный принцип построения и схема ОЭС контроля внутренних полостей с использованием ПЗЛК, работающая по методу сечений. Разработана методика расчета конструктивных параметров системы контроля с ПЗЛК.

3. Определены энергетические соотношения, позволяющие проводить энергетический расчет систем контроля полостей при активном и пассивном режимах работы.

4. Получены рекомендации по выбору конструктивных параметров системы по критерию минимизации относительной погрешности определения радиуса полости.

5. Разработана методика расчета оптических систем контроля полостей с ПЗЛК. Получены рекомендации по выбору и расчету параметров систем переноса изображений.

6. Разработан макет системы, реализующий предложенный метод контроля полостей.

7. Проведены экспериментальные исследования

принципиальную возможность построения и подтвердившие основные теоретические выводы.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин В.А., Якушенков Ю.Г. Обзорно-панорамные оптико-электронные системы, Изв. вузов, Приборостроение, 2002, т.45, №2, стр.37

2. Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин ВА. Оптико-электронная система контроля полостей, Сборник трудов «ПО-2002», 2002, т. 1, стр.78

3. Елизаров А.В. Выбор параметров сканирующей оптико-электронной системы контроля полостей, Изв. вузов, Геодезия и аэрофотосъемка, 2003, №2, стр. 131

4. Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин В.А. Перспективы развития панорамных оптико-электронных систем с зеркально-линзовым компонентом, Сборник трудов международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК, «Оптическое приборостроение», 2004, стр. 100

5. Елизаров А.В., Куликова Н.В., Куртов А.В., Соломатин В.А., Трусов А.В. Использование модифицированного Фурье-анализа при исследованиях оптико-электронных систем, Сборник трудов международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК, «Оптическое приборостроение», 2004, стр. 104

6. Положительное решение по заявке на патент №2003109413 от 04.04.03 Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин В.А. «Способ контроля негабаритности размещения оборудования в туннелях метро и устройство

для его осуществления».

МГУГиК

105064, Москва К-64, Гороховский пер., 4

Подп. к печати 15.11.2004 Формат 60x90 Бумага офсетная Печ. л. 1,5 Уч.-изд. л. 1,5 Тираж 80 экз. Заказ № 202 Цена договорная

2005-4

24121

Введение.

Глава 1. Методы контроля полостей.

1.1 Физические основы и классификация методов контроля.

1.2 Визуальные оптические методы контроля полостей.

1.3 Визуальные оптические приборы для контроля крупногабаритных полостей.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Анализ энергетических соотношений в системах контроля полостей с панорамным зеркально-линзовым компонентом.

2.1 Принципы построения систем контроля полостей с ПЗЛК.

2.2 Энергетическое уравнение тепловизионных систем контроля полостей.

2.3 Энергетическое уравнение телевизионных систем контроля полостей.

2.4 Энергетическое уравнение систем контроля полостей, работающих по методу зонда.

2.5 Энергетическое уравнение систем контроля полостей, работающих по методу сечений.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Методика расчета конструктивных параметров системы контроля полостей с ПЗЛК, работающей по методу сечений.

3.1 Описание устройства системы контроля полостей с ПЗЛК, работающей по методу сечений.

3.2 Формула измерений текущего радиуса-вектора полости.

3.3 Частные погрешности системы контроля полостей.

3.4 Выбор геометрических параметров системы контроля полостей, работающей по методу сечений.

3.5 Оценка влияния погрешностей установки элементов сканирующей системы.

3.6 Рекомендации по калибровке системы контроля полостей, работающей по методу сечений.

3.7 Рекомендации по расчета оптической системы контроля полостей с ПЗЛК.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Моделирование и макетирование оптико-электронной L системы контроля полостей.

4.1 Оценка погрешности установки элементов сканирующей системы.

4.2 Оценка энергетических соотношений в системе.

4.3 Режимы работы с различными углами приема излучения.

4.4 Исследование различных режимов сканирования.

Выводы по главе 4.

При решении ряда научно-технических и научно-исследовательских задач часто возникает необходимость проведения оценки качества поверхностей [54,58]. Под ней следует понимать исследование структуры, формы, обнаружение микро- и макродефектов, трещин, прогаров, очагов коррозионного поражения, дефектов покрытий, проверка правильности расположения деталей и т.д.

Задача контроля многократно усложняется в случае необходимости исследования поверхностей внутренних полостей.

Детали и механизмы современных приборов становятся все более и более сложными и дорогими, и все более возрастают требования к их надежности. Многие детали в процессе работы подвергаются воздействию тепловых и механических нагрузок [61]. Химические отложения являются причиной появления коррозии. Все это ведет к износу детали. Признаки изнашивания обычно появляются внутри предмета, и увидеть их снаружи нелегко. Визуальное исследование нередко позволяет заранее обнаружить и принять своевременно необходимые меры до того, как проявится серьезное повреждение. Хорошим примером служит авиационная техника: из соображений безопасности реактивные двигатели следует подвергать регулярной проверке. Прибор для контроля внутренних полостей позволил бы проверить состояние двигателя, не прибегая к его разборке [56]. Другим примером является автомобильная промышленность: разборка мотора грузового автомобиля может потребовать целого дня - слишком дорого, особенно учитывая, что дефекта может и не оказаться. Если при исследовании дефекта не обнаружено, то не затрачивается время на разборку двигателя. Если повреждение обнаружено, то необходимо разобрать и отремонтировать только те детали, которые в этом нуждаются [17,21,76].

В наше время часто встречается проблема разрушения памятников, старых зданий, деревянных конструкций. Важную роль играет раннее обнаружение повреждения, его анализ или выявление обусловивших его причин во время проведения реставрационных работ. Во многих случаях при помощи визуального исследования несложно определить, есть ли где-нибудь ржавчина, не коррозированы ли несущие опоры, в каком состоянии деревянные балки.

Перспективным направлением для гражданской инженерии сейчас является разработка приборов для исследования коллекторов туннелей и вентиляционных шахт. Например, на предмет проникновения и распространения грунтовых вод, разрушения стен и потолка, а также построения профиля поверхности. Туннели требуют специального исследования для подтверждения возможности беспрепятственного движения по ним транспорта. Использование специального прибора с применением возможностей современных компьютеров позволит эффективно решить данные проблемы.

Постоянному исследованию должны подвергаться внутренние поверхности труб нефте- и газопроводов, шахты, дымоходы, сопла ракет, стволы артиллерийских орудий и т.д.

И, наконец, следует упомянуть о таких интересных способах применения приборов для исследования внутренних полостей как исследование пещер, подземных ходов, фотографирование моделей будущих зданий и сооружений с точки зрения пешехода, а также художественная фотография.

Для неразрушающего контроля внутренних полостей традиционно используется множество методов, основанных на различных физических явлениях. В зависимости от поставленной задачи тот или иной метод может быть более или менее эффективен. Однако наиболее универсальными по-прежнему остаются визуальные оптические методы контроля. Они наиболее удобны для восприятия, более информативны, а современные технологии позволяют создавать оптические приборы, позволяющие контролировать полости самых разных размеров и получать изображение хорошего качества.

В настоящее время известен ряд оптических систем, позволяющих исследовать полости больших диаметров (до 4-5 метров) [3,4,24,54]. В них для мгновенного обзора полости используются различные оптические элементы, в частности, широкоугольные объективы, сферические зеркала с компенсаторами и т.д. [16,37,63,65,67,78,79] Широкие перспективы в разработке таких систем открываются при использовании панорамной оптики [1,2,7,13,15,18,37,74]. В последние годы появились панорамные системы с кольцевым угловым полем, построенные с применением так называемых PAL-линз (от английского Panoramic Annular Lens - панорамная кольцевая линза), которые мы впоследствии будем называть панорамными зеркально-линзовыми компонентами (ПЗЛК) [5,6,8,10,11,12,20,36]. Преимущества их использования в системах контроля сравнительно крупногабаритных полостей представляются очевидными. Как показано в наших исследованиях [33,34,53,73], ПЗЛК обеспечивает построение изображения полости в широком угловом поле в виде кольца, размеры которого соответствуют азимутальному углу 360° и высотному углу от 20° до 110°. Механическое сканирование при этом исключается. Параметры ПЗЛК можно адаптировать в зависимости от размеров полости, требуемого углового поля по высоте. Можно сказать, что ПЗЛК явились важным недостающим элементом оптической системы при визуальных оптических методах контроля полостей, позволяющим объединить достоинства существующих систем.

Целью диссертации является разработка и исследование методов контроля крупногабаритных полостей с использованием ПЗЛК, соответствующих схемотехнических и конструкторских решений, а также методики расчета таких систем.

Научная новизна диссертации заключается в разработке схемотехнических решений систем контроля с использованием ПЗЛК, анализе влияния конструктивных параметров системы и энергетических соотношений на метрологические характеристики (точность, диапазон измерений), создании методики расчета таких систем, разработка инженерных рекомендаций по выбору параметров системы в целом и отдельных ее звеньев.

Практическая значимость определяется потребностью в разработке и внедрении методов оптического контроля качества поверхностей, обнаружения дефектов и т.д., и заключается в доведении научных исследований до инженерных методик расчета и выбора параметров системы, в доказательстве практической целесообразности построения систем с использованием ПЗЛК, в конструкторской проработке основных узлов системы и макета системы в целом, и в получении рекомендаций инженерного характера по конструированию таких систем.

Достоверность результатов работы подтверждается проведенными экспериментами, показывающими совпадение теоретических выводов и практических результатов в отношении реализуемости предлагаемого схемотехнического решения, совпадением теоретических выводов в отношении геометрии системы, энергетики, анализом оптической системы с использованием ряда программ расчета оптических систем (ОПТИКА, CAPO, Zemax), принятых в таких ведущих научных центрах, как ГОИ, С.-П.ГУИТМО, Красногорский завод им. С.А. Зверева.

Публикации. По результатам работы были опубликованы четыре научно-технические статьи. На предложенный метод контроля и устройство для его реализации получено положительное решение по заявке на патент.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений.

Основные результаты, полученные в диссертации, сводятся к следующему:

1. Оптико-электронные системы контроля полостей являются перспективным направлением в дефектоскопии. ПЗЛК явились важным недостающим элементом оптической системы при визуальных оптических методах контроля полостей, позволяющим объединить достоинства существующих систем.

2. Предложен оригинальный принцип построения и схема ОЭС контроля внутренних полостей с использованием ПЗЛК, работающая по методу сечений. Разработана методика расчета конструктивных параметров системы контроля с ПЗЛК.

3. Определены энергетические соотношения, позволяющие проводить энергетический расчет систем контроля полостей при активном и пассивном режимах работы.

4. Получены рекомендации по выбору конструктивных параметров системы по критерию минимизации относительной погрешности определения радиуса полости.

5. Разработана методика расчета оптических систем контроля полостей с ПЗЛК. Получены рекомендации по выбору и расчету параметров систем переноса изображений.

6. Разработан макет системы, реализующий предложенный метод контроля полостей.

Проведены экспериментальные исследования макета, показывающие принципиальную возможность построения, и подтвердившие основные теоретические выводы.

Заключение

1. Buchele et at. U.S. Patent Documents 359/725 2.638.033 05.1953

2. Fair S.B., Gilbert J.A. Panoramic endoscopies. SPIE-Optical engineering, 08/1992

3. Galileiskiy V.P., Morozov A.M., Oshlakov V.K. Panoramic photometry complex for cloud detection, p.4. European Symposium on Satellite Remote Sensing II, Paris, France, 1995

4. Gilbert J.A., Matthys D.R. Hendren C.M. Displacement analysis of the interior walls of a pipe using panoramic holointerferometry SPIE-Optical engineering, 07/1991

5. Gilbert J.A., Matthys D.R., Lehner, D.L. Moire measurements using a panoramic annular lens SPIE-Optical engineering, 12/1991

6. Gilbert J.A., Matthys D.R., Lindner C.M. Endoscopes inspection and measurement SPIE-Optical engineering, 01/1993

7. Greguss P. et at. U.S. Patent Documents 359/725 4.566.763 01.1986

8. Greguss P., Kertesz A., Kertesz V. PALIMADAR: a PAL-optic-based imaging module for all-round data acquisition and recording. SPIE-Optical engineering, 01/1993

9. Maklashevsky V.Y., Filinov V.N., Filinov M.V. Digital Processing of Rentgenographic and X-Ray Television Images in Aerospace Radiographic Testing 7-th ECNDT 1998. Proceedings, vol.1, pp. 326-333

10. Matthys D.R., Gilbert J.A., Greguss P. Endoscopic measurement using radial metrology with digital correlation SPIE-Optical engineering, 10/1991

11. Matthys D.R., Gilbert J.A., Puliparambil J.T. Endoscopes inspection using a panoramic annular lens SPIE-Optical engineering, 12/1991

12. Matthys D.R., Greguss P., Gilbert J.A., Lehner D.L. Kransteuber, A.S.

13. Radial metrology with a panoramic annular lens SPIE-Optical engineering, 01/1989

14. Nakagava K. Estimation of the Sky View-factor from a Fish-eye Lens Image, Considering the Anisotropy of the Downward Longwave Radiation -Meteorological Society of Japan, December, 1988, pp. 903-911

15. PC-based Yideoendoscopic system DX 2 for the inspection of Internal surfaces of Pipes / 7-th ECNDT 1998. Proceedings, vol.1, pp. 334-339

16. Powell I. et at. U.S. Patent Documents 359/725 5.473.474 05.1995

17. Product spotlight: Visual Testing Methods/Materials Evaluation, pp 575-586, Vol.54, №5, May 1996

18. Reling J. Technical endoscopy. Systems, components, applications S.L., 1989

19. Rosendahl et at. U.S. Patent Documents 359/725 4.395.093 07.1983

20. Sony Technical Video Cameras / Advanced Imaging, 1995, Jan.

21. Stedham M.A., Banerjee P.P. Panoramic annular lens attitude determination system (PALADS) SPIE-Optical engineering, 06/1995

22. Szaby D., Palasti J. Non-Destructive Testing at the reactor vessels of Paks Nuclear Plant Insight, pp 187-189, Vol.38, №3, March 1996

23. Акатьев В.А. и др. Способ контроля внутренней поверхности дымовой трубы и устройство для его осуществления А.с. RU2152065C1

24. Анитропова И.Л., Алексеев В.И., Буцевицкий А.В. Светосильный объектив А.с. 1124719 (СССР)

25. Афонин А.В. и др. Измерительная оптико-телевизионная система контроля поверхностных дефектов 15-я Российская научно-техническая конференция «Неразрушающий контроль и диагностика». М.: 1999. Тезисы докладов, т.2, стр. 46-47

26. Балягин А.В., Верещагин С.Н., Долгацин Ю.И. Исследование характеристик телевизионных камер и серийных приборов с зарядовой связью типа К1200ЦМ1 и К1200ЦМ2 (К1200ЦМ7) Электронная техника, серия «Полупроводниковые приборы», 1985, вып. 1

27. Буцевицкий А.В. Автоматизированный синтез телеанастигматических линз Изв. вузов СССР - «Приборостроение», 1983, т.26, №8, стр. 90-91

28. Буцевицкий А.В., Еськова JI.M. Области существования анастигматических линз и их использование при построении объективов -Изв. вузов СССР «Приборостроение», 1982, т.25, №12, стр.65-69

29. Быков Р.Е. и др. Телевидение М.: «Высшая школа», 1988

30. Высокоточные угловые измерения / Под ред. Якушенкова Ю.Г. М.: «Машиностроение», 1987

31. Геруберг М. Современная геометрическая оптика М.: Изд. иностр. лит., 1962

32. Глейхен А. Теория современных оптических инструментов М.: «ОНТИ», 1933

33. Елизаров А.В. Выбор параметров сканирующей оптико-электронной системы контроля полостей Изв. вузов, Геодезия и аэрофотосъемка, 2003, №2, стр. 131

34. Елизаров А.В., Куликова Н.В., Куртов А.В., Соломатин В.А., Трусов

35. А.В. Использование модифицированного Фурье-анализа при исследованиях оптико-электронных систем, Сборник трудов международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК, «Оптическое приборостроение», стр. 104

36. Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин В.А. Оптико-электронная система контроля полостей, Сборник трудов «П0-2002», т.1, стр.78

37. Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин В.А., Якушенков Ю.Г. Обзорно-панорамные оптико-электронные системы Изв. вузов, Приборостроение, 2002, т.45, №2, стр.37

38. Елисеев С.Е. Геодезические инструменты и приборы М.: «Недра», 1973

39. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.Н. Теория оптических систем: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. -М.: «Машиностроение», 1992

40. Запрягаева JI.A., Свешникова И.С. Расчет и проектирование оптических систем: Учебник для вузов. М.: «Логос», 2000

41. Карасев В.И. Фотоприемные свойства преобразователей изображения на ПЗС при низких уровнях освещенности Электронная промышленность, 1982, вып. 7

42. Кеткович А.А. Устройство для контроля грата А.с. №1256300

43. Кеткович А.А., Марков П.И., Саттаров Д.К. Волоконно-оптическая интроскопия Л.: «Машиностроение», 1987

44. Кеткович А.А., Филинов В.Н., Филинов М.В. Оптические и тепловые методы контроля в МНПО «СПЕКТР» Контроль. Диагностика, 1999, №5, стр. 40-42

45. Кеткович А.А., Филинов М.В. Интегрированная компьютерная система обработки изображений для неразрушающего контроля 14-я Российская научно-техническая конференция «Неразрушающий контроль и диагностика». Тезисы докладов. - М.: 1996, стр. 281-282

46. Кеткович А.А., Филинов М.В. Микротелевизионные системы в оперативной видеоэндоскопии объектов в условиях эксплуатации 14-я Российская научно-техническая конференция «Неразрушающий контроль и диагностика». Тезисы докладов. М.: 1996, стр. 285-286

47. Кеткович А.А., Филинов М.В. Моделирование и анализ процессов преобразования дефектоскопической информации в компьютеризованныхвидеоэндоскопических системах Контроль. Диагностика, 1999, №8, стр. 32-38

48. Клюев В.В., Соснин Ф.Р., Румянцев С.В. и др. Неразрушающий контроль. Россия. 1900-2000 гг.: Справочник / Под ред. В.В. Клюева М.: «Машиностроение», 2001

49. Комиссаров А.Г. Разработка методов и средств измерения, проектирования и обработки поверхностей сложной формы Санкт-Петербург, 1992

50. Куртов А.В. Панорамный объектив «Сакура». Изв. вузов, "Приборостроение". 2000, №3, стр. 129-140

51. Куртов А.В. Разработка и исследование оптических систем с зеркально-линзовым панорамным компонентом / Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 05.11.07, М., 2001

52. Кучин А.М., Обрадович Е.И. Оптические приборы измерения шероховатости поверхности М.: «Машиностроение», 1985

53. Ллойд Д. Системы тепловидения / пер. с англ. Н.В. Василенко, под ред. А.И. Горячева. М.: «Мир», 1978

54. Лозовский В.Н. Диагностика авиационных двигателей М.: «Машиностроение», 1988

55. Мосягин Г.М., Немтинов В.Е., Лебедев Е.Н. Теория оптико-электронных систем. М.: «Машиностроение», 1990

56. Надежность и эффективность в технике: Справочник, т.9. Техническая диагностика / Под ред. В.В. Клюева. М.: «Машиностроение», 1987

57. Неразрушающий контроль. Практ. пособие / Под ред. В.В. Сухорукова -М.: «Высшая школа», 1992

58. Носов Ю.Р. Оптоэлектроника М.: «Радио и связь», 1989

59. Оптические контрольные приборы для оценки состояния труднодоступных узлов оборудования, подвергаемого большим нагрузкам Optishe Inspectiansgerate AVIASCOPE / ТПП СССР. Моск. отд-ние. -№8501/1

60. Основы оптоэлектроники / Пер. с японского Э.Г. Азербаева и др. Под ред. К.М. Голанта М.: «Мир», 1988

61. Порфирьев Л.Ф. Теория оптико-электронных приборов и систем. JI.: «Машиностроение», 1980

62. Потапов А.В., Ревинский В.В., Тихоненко О.М. Системы технического зрения -Л.: «Машиностроение», 1988

63. Приборы с зарядовой связью / под ред. Хоувза М. и Моргана Д. М.: «Энергоиздат», 1981

64. Пью А. Техническое зрение роботов / Пер. с англ. Д.Ф. Миронова М.: «Машиностроение», 1987

65. Русинов М.М., Комарова И.Э., Буцевицкий А.В. Зеркально-линзовый объектив А.с. 1137427 (СССР)

66. Савиных В.П., Соломатин В.А. Оптико-электронные системы дистанционного зондирования: Учеб. для вузов М.: «Недра», 1995

67. Секен К., Томпсет М. Приборы с переносом заряда М.: «Мир», 1978

68. Слюсарев Г.Г. Методы расчета оптических систем. JL, «Машиностроение», 1969

69. Соломатин В.А. Системы контроля и измерения с многоэлементными приемниками излучения. М.: «Машиностроение», 1992

70. Соломатин В.А., Куртов А.В. Многофункциональные оптико-электронные системы. «Труды международной конференции прикладная оптика 2000» СПб. 2000, стр. 154-155

71. Суханов А.Г. Панорамная астрофотография. М,:Наука. Гл. ред. физ-мат. лит-ры, 1985

72. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы «смотрящего типа». М.: Логос, 2004

73. Технические средства диагностирования / Под ред. В.В. Клюева М.: «Машиностроение», 1989

74. Филинов М.В. Разработка и исследование оптико-цифровой измерительной системы для контроля труднодоступных полостей энергоагрегатов / Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 05.11.13 М., 1999

75. Хорн Б.К.П. Зрение роботов М.: «Мир», 1989

76. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение / Пер. с англ. М.: «Мир», 1990

77. Шайкевич Д.В. Расчет отношения сигнал/шум в телевизионных камерах на ПЗС при заданных характеристиках источника излучения Техника средств связи, серия «Техника телевидения», 1984, вып. 4

78. Шелест Д.К. Методы аппаратной обработки изображений в автоматических системах контроля Дефектоскопия №5,1995, стр.25-34

79. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов М.: «Логос», 2004