68643

Оптический и тепловой неразрушающий контроль: Лабораторно-практические занятия

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

По полученным изображениям измерить высоту объекта в пикселях предложив функцию связи между углами расположения камеры лазерного осветителя и измеренной по изображению величиной. Для хорошо отражающих поверхностей профиль формируется в результате отражения промежуточного изображения линии...

Русский

2014-09-24

3.08 MB

6 чел.

PAGE  11

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(технический университет)

_______________________________________________________

Б.А. ЧИЧИГИН

Оптический и тепловой неразрушающий контроль

Лабораторно-практические занятия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЭРЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Б.А. ЧИЧИГИН

Оптический и тепловой неразрушающий контроль

Лабораторно-практические занятия

Методическое пособие

по курсу

«Оптический и тепловой неразрушающий контроль»

Для студентов обучающихся по специальности

«Приборы и методы контроля качества и диагностики»

Москва 2009

Лабораторная работа №1

Измерение формы объектов методом светового сечения

1. Цель работы

  1.  Изучение возможностей метода светового сечения для неразрушающего контроля.
    1.  Получение практических навыков полуавтоматического контроля формы объектов.

2. Домашнее задание

2.1  Ознакомиться с теоретическими основами метода светового сечения.

2.2  Изучить варианты его реализации для контроля 3D формы объектов.

3. Задание, выполняемое в лаборатории

3.1  Ознакомиться с описанием и схемой контроля формы объектов.

3.2  Направить лазерный генератор линии под углом к горизонтали, значение которого зависит от номера бригады на самую высокую концевую меры длины из набора.

3.3 Подключить цифровую камеру Canon A640 в режиме управления от компьютера. Оптическую ось камеру направить под углом 45º к горизонтали. Навести камеру на изображение лазерных полос на объекте. Выбрать оптимальное значение выдержки и диафрагмы и провести экспонирование.

3.4  Заменить концевую меру длины на меру с меньшей высотой и повторить экспонирование. Повторить действия этого пункта для всех мер из набора.

3.5 Измерить высоту объектов штангенциркулем и записать результаты. По полученным изображениям измерить высоту объекта в пикселях, предложив функцию связи между углами расположения камеры, лазерного осветителя и измеренной по изображению величиной.

3.6 Направить луч лазерного осветителя на образец с выточенным пазом. Считая глубину паза неизвестной измерить ее методом светового сечения.

3.7 Сделать выводы и оформить отчет по работе.

4. Описание лабораторной установки.

Лабораторная работа выполняется на базе серийной цифровой фотокамеры Canon A640. Помимо нее в состав лабораторной установки входит лазерный генератор линии, набор концевых мер длины, штангенциркуль, гибкая стойка для наведения  лазера на объект и образца с выточенным пазом.

Лазерный генератор линии излучает в видимом диапазоне спектра, длина волны 635 нм, мощность 5 мВт.

Набор концевых мер длины состоит из 7 образцов, с различным точно выдержанным размером по одной из координат. В данной лабораторной работе будет измеряться высота объектов, поэтому изменяемым размером следует обращать образцы вверх (т.е. чтобы при смене образцов от одного к другому менялась не ширина, а высота).

5.Методические указания по выполнению работы.

5.1 Общие указания.

В лабораторной работе для измерения формы объектов используется метод светового сечения. Типичный прибор, основанный на принципе светового сечения представляет собой систему из двух оптических частей: оптической системы освещения, создающей изображение светящейся линии на поверхности (СО) и системы наблюдения (СН).

Сущность метода светового сечения заключается в следующем. На поверхность под углом к нормали проектируется изображение узкой освещенной линии. Это промежуточное изображение линии принимает форму профиля поверхности и наблюдается с помощью микроскопа, или передается к светочувствительному элементу посредством оптического канала, оптическая ось которого составляет угол β с нормалью к поверхности. В зависимости от вида поверхности формирование профиля поверхности различно. Для хорошо отражающих поверхностей профиль формируется в результате отражения промежуточного изображения линии от шероховатой поверхности по законам геометрической оптики. Для рассеивающих поверхностей (шлифованное стекло, дерево) профиль формируется на самой поверхности при проектировании на нее изображения линии. Сущность метода и формирование профиля в пространстве предметов элемента наблюдения показаны на рис. 1.1 для хорошо отражающих поверхностей и на рис. 2.2 для рассеивающих поверхностей, Промежуточное изображение d узкой линии проектируется под углом относительно нормали к поверхности. Оно находится между поверхностями S1 вершин и S2, впадин. На этих рисунках Р — плоскость, нормальная к поверхности и плоскости падения, проходящая через центр промежуточного изображения линии, β — угол между нормалью к поверхности и оптической осью элемента наблюдения. На рис. 1.1, б и 1.2, б показано сечение поверхности, перпендикулярное плоскости Р и проходящее через оптические оси элементов СО и СН. Здесь d1 и d2 — изображения линии от поверхностей S1 и S2 соответственно. Из рис 1.1, б и 1.2, б видно, что край изображения линии, формирующий профиль, в одном случае (рис. 1.1, б) лежит в плоскости, нормальной к поверхности и расположенной под углом 90˚- к предметной плоскости Р1 элемента СН, в другом случае (рис. 1.2 б) лежит в плоскости, параллельной оптической оси СО. В поле зрения прибора изображение линии будет иметь вид, показанный на рис.1.2 в.  Высота профиля в поле зрения элемента СН служит мерой высоты профиля поверхности. Масштаб изображения профиля определяется параметрами оптической системы и значениями углов и .

Согласно ГОСТам на практике большинство параметров определяются на профиле, образованном нормальным сечением поверхности. В приборах светового сечения наблюдается профиль, образованный косым сечением. Профиль поверхности образуется в пространстве предметов СН, затем его изображение с помощью объектива передается в фокальную плоскость прибора, который измеряет высоту Hизм (или координаты точек) профиля, связанную с высотой Н (или координатами точек) профиля поверхности в нормальном сечении следующим соотношением:

Низм=НВV,                                                                        (1.1)

где B  -  масштаб преобразования профиля поверхности в пространстве предметов  СН;

     V - линейное увеличение объектива.

Чтобы определить высоту профиля Н (или координаты точек) в нормальном сечении, необходимо результат измерения разделить на BV. Таким образом, под масштабом В преобразования профиля подразумевается отношение высоты наблюдаемого профиля поверхности в пространстве предметов СН к высоте профиля в нормальном сечении. Определим значение В в зависимости от угла проекции α и угла наблюдения β. Из рис. 1.1 (б) и 1.2 (б) видно, что положение наблюдаемого профиля относительно оптической оси и предметной плоскости СН различно в зависимости от способа преобразования профиля. Кроме того, оно определяется положением предметной точки СН и СО относительно средней линии профиля (на рис. 1.1, б и 1.2, б предметная точка находится на средней линии профиля) и шириной линии или расстоянием края промежуточного изображения линии, по которому наблюдается профиль от оптической оси СО. Для лучшей наглядности при выводе формул масштаба преобразования профиля и отрезков, определяющих его положение в пространстве предметов СН, будем рассматривать профиль ступеньки, образованной двумя поверхностями.                                                                            

 

Рассмотрим случай хорошо отражающих поверхностей. Допустим, что промежуточное изображение линии d проектируется на ступеньку, образуемую поверхностями А и В (рис. 1.3). Высота ступеньки в нормальном сечении Н; L0 — расстояние предметной точки О до линии, лежащей в нормальном сечении на расстоянии Н/2 от верхней и нижней линий профиля ступеньки и параллельной этим линиям; О1О1 и О2О2 -оптические оси СО и СН соответственно; Р1 — предметная плоскость СН; dA и dВ, — изображения линии, полученные после отражения. Точки МА и МВ находятся на краях изображений линии dA и dB, по которым определяется высота профиля. Для шероховатой поверхности точки МА и МВ находятся соответственно на линии выступов и линии впадин наблюдаемого профиля, а расстояние L0 отсчитывается от средней линии профиля.

Обозначим расстояние точек МА и МВ  до оптической оси СН через h1 и h2 соответственно, а расстояние этих точек до предметной плоскости P1 через b1 и b2. На рис. 1.3  все обозначения отрезков даны с учетом правила знаков, принятого в геометрической оптике. При дальнейших расчетах положительное значение α отсчитывается против часовой стрелки от нормали к поверхностям, а положительное значение β — по часовой стрелке.

Из рис. 1.3 видно, что расстояние h между точками МА и МВ, наблюдаемое в микроскоп, или на светочувствительном элементе

h=h1h2 = 2H sinβ,                                                              (1.2)

а расстояние b между точками МА и МB вдоль оптической оси

b = b1b2 = 2Н cos β.                                                         (1.3)

Из формулы (1.2) следует, что масштаб В преобразования профиля, образованного отражением от шероховатой поверхности, равен 2 sin β и не зависит от угла проекции α. Масштаб преобразования растет с увеличением угла наблюдения β, а расстояние b, определяемое по формуле (1.3), вдоль оптической оси СН между точками профиля на линии вершин и линии впадин уменьшается. Это значит, что при одних и тех же оптических характеристиках СО и СН с увеличением угла β растет чувствительность метода и верхний предел измерения. Значение угла α не влияет на масштаб преобразования профиля, образованного отражением от шероховатой поверхности.

Определим масштаб преобразования профиля и его положение в пространстве предметов СН для поверхностей, рассеивающих свет. На рис. 1.4 показана ступенька высотой Н, образованная рассеивающими поверхностями А и В. Точки МА и МB находятся на крае промежуточного изображения линии, спроектированной на эти поверхности. Для отрезков, определяющих положение точек МА и МB, приняты те же обозначения, что и на рис. 1.3.

Из рис. 1.4 видно, что в этом случае

 h = h1 — h2 = H sin (α + β)/cos α;                                                   (1.4)

b = b1 —b2 = H cos (α + β)/cosα.                                                   (1.5)

Сравнив формулы для h и b при различных способах преобразования профиля видим, что для профиля, образованного проекцией промежуточного изображения линии, масштаб преобразования зависит от угла проекции α и от угла между оптическими осями СН и СО, равного α + β. При постоянном значении угла наблюдения β, масштаб преобразования увеличивается с увеличением угла проекции α .

Таким образом, при применении метода светового сечения, если конструкция прибора такова, что сумма углов α + β не равняется в сумме 90°, необходимо учитывать масштаб преобразования профиля в соответствиями с формулами (1.2) для зеркальных поверхностей и для рассеивающих поверхностей (1.4). Однако, учитывая специфику формы объекта контроля в некоторых случаях, где для расчета параметров используется координаты точек с различных поверхностей, необходима коррекция координат точек в отдельности. Наряду с этим, при расчете дифференциальных параметров (расстояния между точками на различных поверхностях) при совпадении параметров шероховатостей поверхностей, по которым они рассчитываются, коррекция не требуется. В этом случае происходит компенсация поправок на масштаб преобразования профиля.

5.2 Указания по выполнению лабораторного задания

5.2.1 Угол к вертикали, под которым лазерный пучок падает на объект, следует выставлять в зависимости от номера бригады по следующей таблице:

№ Бригады

1

2

3

4

Угол падения лазерного излучения

30º

40º

50º

60º

Угол наблюдения камеры

135º

135º

135º

135º

Приведенные значения углов возможно выставить приблизительно, с точностью ±5º.

5.2.2 Фотокамера должна работать в режиме управления от компьютера. Для этого следует запустить программу remote capture. При экспонировании камеры следует выбрать значение экспозиции и диафрагмы исходя из следующих соображений:

  •  Пересветка матрицы (когда пиксели матрицы перенасыщаются зарядами и характеристика свет-заряд матрицы становится нелинейной и искаженной) должна быть исключена,
  •  Отражения от других источников света – ламп, солнечный свет должны быть незаметны на изображении,
  •  Контраст линии, реализующей световое сечение на фоне паразитных засветок должен быть максимален.

5.2.3 При измерении высоты объектов по изображению можно использовать первую – самую большую концевую меру как калибр. Измерив изображение этой меры и сопоставив его с известной высотой меры можно получить цену деления пикселя в метрических единицах. При работе с последующими изображениями таким образом можно перейти от пикселей к метрическим единицам (это справедливо при неизменности положения осветителя, камеры и увеличения камеры).

5.2.4 Для измерения геометрических параметров образца с пазом линию лазерного осветителя следует сориентировать  таким образом, чтобы лазерная полоса была перпендикулярна продольному направлению образца. Для калибровки можно воспользоваться самой большой концевой мерой. При неизменном угле наплавления освещения и наблюдения камерой калибровку можно провести по полученному ранее изображению концевой меры.

5.2.5 В отчете следует привести полученные изображения и результаты измерений высоты и геометрических параметров паза.

6. Контрольные вопросы

  1.  Какими оптическими величинами может описываться оптическое излучение в видимом диапазоне?
  2.  В чем заключается метод измерения геометрических параметров светового сечения?
  3.  Какие другие методы измерения формы объектов вы знаете?
  4.  В чем преимущества и недостатки метода светового сечения по сравнению с другими методами.
  5.  Какие параметры объекта можно измерить, применяя метод светового сечения.

Литература

1. Кучин А. А., Обрадович К. А. Оптические приборы для измерения шероховатости поверхности. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. – 197 с.

2. Неразрушающий контроль: Справочнк: в 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Том 6. Оптический контроль. Кеткович А.А., В.Н. Филинов, М.В. Филинов – 2-е изд.- М.: Машиностроение, 2004. – 832с.

3. Ермолов И.Н., Останин Ю.Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов. – М.:Высш. шк., 1988 – 368с.

Лабораторная работа № 2

Измерение функции передачи модуляции цифровой камеры

1. Цель работы

  1.  Изучение устройства цифровой камеры и получение практических навыков работы с ней в режиме управления от компьютера.

1.2    Измерение Функции Передачи Модуляции (ФПМ) цифровой камеры.

2. Домашнее задание

2.1 Изучить принцип работы цифровой камеры и взаимодействие ее блоков.

2.2 Рассчитать линейное поле зрения для камеры на расстоянии 0.5м, если фокусное расстояние объектива – 20мм, а входной зрачок 10мм.

2.3 Определить теоретическую ФПМ прибора, оптическая система которого состоит из  дифракционно ограниченного объектива и светоприемной матрицы.

3. Задание, выполняемое в лаборатории

3.1 Ознакомиться с инструкцией по эксплуатации и подготовить камеру к работе в режиме управления от компьютера.

3.2 Поместить на расстоянии от камеры 20-40 мм регулируемую щелью. За щелью расположить светодиодный осветитель. Между щелью и осветителем расположить диффузный рассеиватель – лист белой бумаги или молочное стекло. Перемещая рассеиватель при раскрытой щели добиться равномерного освещения изображения, формируемого камерой. Камеру перевести в режим максимального зума, при этом щель и часть рассеивателя за ней должна полностью вписываться в поле зрения камеры. Так же следует перевести камеру в режим black-and-white для съемки черно-белых изображений. Провести экспонирование, выбрав наилучшие значения диафрагмы и экспозиции для получения изображения с максимальным контрастом.

3.3 Вместо щели установить между камерой и диффузным рассеивателем оптическую миру на том же расстоянии. Выбрать миру из имеющихся для полного вписания ее рабочей части в поле зрения. Освещая миру на просвет провести экспонирование, выбрав наилучшие значения диафрагмы и экспозиции для получения изображения с максимальным контрастом. Зум камеры при этом должен оставаться неизменным с п. 3.2

3.4 Установить квадрат миры, соответствующий предельному разрешению камеры. Получить несколько изображений, помещая квадрат миры с предельным разрешением в периферическую область поля зрения. Если в выбранной мире видны все квадраты, проделать это с квадратом самой большой пространственной частоты.

3.5 Вместо миры установить на то же место изображение светлой точки, моделирующей дельта-функцию на входе оптической системы. Провести экспонирование, выбрав наилучшие значения диафрагмы и экспозиции для получения изображения с максимальным контрастом.

3.6* В предположении, что система линейна выделить переходную кривую из полученных с помощью щели изображений, по ним рассчитать функцию рассеяния линии. С помощью Фурье - преобразования полученной линии рассеяния получить ФПМ камеры.

3.7 Используя изображение миры получить ФПМ камеры и сравнить ее с полученной в п. 3.6.

3.8 Используя изображение дельта-функции из п. 3.5 с помощью Фурье-преобразования получить ФПМ. В данном случае возможно выделение профиля яркости по строке, содержащий центр пятна рассеяния и сведение функции рассеяния точки к функции рассеяния линии.

3.9 Сравнить полученные передаточные характеристики цифровой камеры, сделать выводы и оформить отчет по работе.

4. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка содержит цифровую камеру Canon A640, регулируемую щель, штатив для камеры, модель дельта-функции и набор оптических мир.

Источником излучения служит светодиодная лампа на гибком основании.

Камера должна работать в режиме управления от компьютера.

5. Методические указания

5.1 Общие указания

  1.  Перед выполнением измерений следует ознакомиться и руководством по эксплуатации цифровой камеры и ее программного обеспечения.
  2.  Для управления камерой от компьютера соединить ее с USB-портом компьютера. И запустить утилиту Remote Capture.
  3.  Измерение яркости изображения для расчета ФПМ по изображению миры можно производить в графическом редакторе, например Adobe Photoshop. Включив панель «Навигатор» и перемещая курсор по изображению можно определить его яркость в градациях выбранной палитры. В случае черно-белого изображения и 8-ми битной кодировки цвета она будет меняться от 0 до 255. Эти значения яркости следует использовать при расчете ФПМ.

5.2 Указания по выполнению домашнего задания

Для расчета ФПМ дифракционно ограниченного объектива для монохроматического света воспользоваться формулой (5.1). При этом принять длину волны максимальной чувствительности глаза.

                                          (2.1)

где f – фокусное расстояние объектива;

     D – входная апертура объектива;

     λ – длина волны;

     ν – пространственная частота.

ФПМ матрицы с дискетным количеством элементов рассчитывается:

                                                                   (2.2)

Где dx – шаг между светочувствительными элементами, принять 14 мм.

Суммарную ОПФ рассчитать как произведение функций отдельных звеньев.

5.3 Общие сведения о частотно-контрастных характеристиках изображающих систем

Для оценки качества изображения в настоящее время широко используют такие характеристики как разрешающая способность, частотно-контрастная характеристика, функция размытия точки, функция размытия линии и другие [1]. В соответствии с этой теорией всякий объект может быть представлен как совокупность точек различной яркости, а каждая яркая точка превращается оптическим устройством в дифракционное пятно, происходит наложение этих пятен друг на друга, в результате чего изображение размывается, мелкие детали исчезают, т. е. перестают разрешаться.

Для экспериментального определения этой характеристики используют пространственные тест-объекты (миры) различных типов: штриховые линейные миры, радиальные миры, миры с синусоидальным распределением яркости и другие специальные тест-объекты самой различной формы. Весьма распространенным является определение разрешающей способности по наибольшему числу линий штриховой миры, отдельные элементы изображения которой еще можно видеть раздельно. Однако найденное значение  сильно зависит от формы и особенно от контраста между элементами тест-объекта, от характеристик устройства, с помощью которого рассматривается оцениваемое изображение, от свойств наблюдателя, от выбранной методики и условий проведения испытаний и т. д.

Указанные характеристики позволяют оценить несоответствие воспроизводимого изображения исходному по двум каналам: 1) фильтрации пространственной частоты и 2) флуктуационным помехам — зернистости.

Для изучения искажения изображения, вносимой оптической системой в настоящее время широко применяется аппарат передаточных функций.

Рассмотрим искажение оптической системой пространственной частоты ν, под которой понимается величина, обратная обычной длине периода линейной миры, т. е. равная числу периодов пространственной решетки в единице длины. Излучение любого объекта всегда можно рассматривать как суперпозицию системы пространственных синусоидальных волн, каждая составляющая которой характеризуется своей амплитудой, пространственной частотой и фазой [1].

В лабораторной работе предлагается использовать понятия и методы теории линейных систем в решение задачи о нахождении функции, характеризующей свойства изображающей системы. Предмет можно рассматривать в виде совокупности светящихся элементарных объектов (точек, линий, полуплоскостей). Если совокупность этих составляющих эквивалентна предмету и изображающая система линейная, то изображение предмета можно получить суммированием (суперпозицией) изображений элементарных объектов. Требование линейности нарушается лишь в том случае, когда заметную роль начинают играть процессы взаимодействия одних лучей света с другими: явление нелинейной оптики, рассеяние фотонов на фотонах, интерференция.

Пусть рассматриваемый предмет характеризуется распределением светимости в виде функции Е(х', у'). Будем считать, что координаты х', у' характеризуют предметную плоскость, а х, у — плоскость изображения. Система воспроизведения передает каждую точку предмета в виде пятна рассеянной энергии, так что описывающая его функция а(х, у) будет отлична от нуля в конечной области значений х и у. Окончательную картину можно построить, если идеальное изображение разбить на бесконечно малые элементы dх'  dy', а затем каждый из них заменить изображением соответствующей точки объекта, которое задается функцией а(х, у). Реальные изображения отдельных точек предмета налагаются друг на друга, вследствие чего результирующая освещенность Е(х, у) является результатом их суперпозиции. Такая операция соответствует свертке функций, приложенная к закону излучения данного объекта Е(х', у') и к закону распределения света в изображении точки а(х, у):

причем осуществляется   нормировка:

Таким образом, а(х, у) позволяет рассчитывать освещенность в изображении любого объекта, если известно распределение его светимости. Функция а(х, у) характеризует свойства системы воспроизведения и называется функцией размытия точки (откликом на импульсное возбуждение, аппаратной функцией).

Для идеального устройства а(х, у) везде, кроме точки x = 0, y = 0, равна нулю.

В тех случаях, когда в изучаемых объектах светимость меняется в одном направлении, например вдоль оси х, их можно рассматривать состоящими из бесконечно узких прямолинейных источников, параллельных оси у. Тогда          

В этом случае функция а(х) физически выражает распределение энергии   в изображении данной системой бесконечно узкого источника   (линии), параллельного оси у. Она называется функцией размытия линии и также широко применяется для оценки воспроизводящих устройств.

Описанные выше  зависимости   можно   использовать   для изучения свойств реальной воспроизводящей линейной системы, связанных с ее отличием от идеальной. В общем случае эти свойства можно   характеризовать   с   помощью   функции, задающей   распределение  освещенности  в   изображении   какого-нибудь стандартного   тест-объекта с определенным распределением   светимости.   Если,   например,    взять   точечный источник,  то   рассматриваемое   воспроизводящее  устройство характеризуется  функцией  размытия точки, если бесконечно узкий прямолинейный источник — функцией размытия линии,    если   полуплоскость — переходной   функцией    (пограничной    кривой системы, откликом на единичный скачок).

Большинство  исследователей   отдают   предпочтение анализу изображающих систем с помощью пространственно   частотных     характеристик  (такое название выбрано по аналогии с частотными характеристиками в теории связи). Их еще называют функциями передачи модуляции, частотно-контрастными характеристиками, апертурными характеристиками, функциями реакции, линейными частотными реакциями, коэффициентами передачи контраста и   т.   д.   Они   описывают   качество систем   в   терминах   контраста   изображения   периодических тест-объектов  различной пространственной частоты:

                             (2.3)

где Emax, Emin — максимальная и минимальная освещённости изображения, полученного камерой,

Lmax Lmin — максимальная и минимальная яркости оригинала. 

Дело в том, что при этом отношение контраста изображения решетки k (ν) к контрасту самой решетки к0 (ν) не зависит от контраста  последней.

 Отношение k (ν) / к0 (ν)  определяет пространственную частотную характеристику Т (ν).

Часто вместо пространственно-частотной характеристики применяются такие понятия, как пограничная кривая I(х), функция контрастности светлой полоски С(b)  или темной   полоски С'(b)  ширины b.

Пограничная кривая показывает распределение освещенности в изображении резкой прямолинейной границы свет — тень и связана с а(х) дифференциальным соотношением:

                                                          (2.4)

Пространственная частотная характеристика и функция рассеяния линии а(х) связанны между собой прямым и обратным преобразованием Фурье [1].

                                                (2.5)

                                                (2.6)

Выражение (2.3) можно записать в виде:

                                                      (2.7)

Величина T(ν) и называется функцией передачи модуляции.

Итак, качество изображающей системы характеризуется близостью изображения к оригиналу, их сходством. Близость изображения можно рассматривать для простых объектов, таких как точка, линия, полуплоскость, но удобнее оперировать преобразованиями Фурье этих объектов, рассматривая передачу системой синусоидальных составляющих с различными пространственными частотами. Изменение амплитудной составляющей в изображении для разных пространственных частот характеризуется функцией передачи модуляции, или ее называют частотно-контрастной характеристикой.

5.4 Указания к выполнению лабораторного задания

5.4.1. Щель должна располагаться по возможности  ближе к диффузному рассеивателю (для попадания в зону резкого изображения камеры). Фокусировку можно провести до получения четкого изображения щели и рассеивателя. Ширина щели должна быть выбрана таким образом, чтобы в середине отверстия щели на изображении наблюдалась белый цвет (цвет освещенного рассеиваиеля). После выполнения всех условий провести запоминание изображения на компьютере. Для расчета функции передачи модуляции необходимо будет знать яркость неискаженного изображения. В этом случае рекомендуется принять яркости  рассеивателя и щели, вне переходной зоны.

5.4.2. Для расчета передаточной функции камеры по изображению миры так же потребуется знать ее яркость. В этом случае рекомендуется принять значения яркости 0 для темных участков миры и 255 для белых.

5.4.3. Для расчета ФПМ на нулевой частоте следует использовать принятые яркости оригинала изображения.

5.5 Указания по расчету частотно-контрастной характеристики камеры с помощью пограничной кривой

Для получения ФПМ изображающей системы камеры воспользуемся изображениями, полученными с помощью щели, затем сравним их с ЧКХ, полученными с помощью миры и функции рассеяния точки.

Из яркости по строке изображения с пограничной кривой выделяется правая и левая часть относительно максимума. Выделенные фрагменты рассматриваются как пограничная функция. Как известно для получения функции размытия линии (реакции системы на дельта-функцию) необходимо продифференцировать пограничную кривую. ФПМ получается Фурье-преобразованием ФРЛ.

Итоговая ФПМ для повышения достоверности следует получить осреднением нескольких импульсов. Для выделения группы пикселей, относящихся к переходной кривой можно использовать порядка 20 точек (пикселям) или выбрать их количество самостоятельно, по явному превалированию сигнала над шумами.

При расчете передаточной функции под температурами оригинала изображения понимается из температура, измеренная альтернативным методом – контактным в этом случае.

Для пересчета в пространство частот необходимо номер точки заменить на расстояние, с учетом шага между пикселями матрицы камеры Canon A640 – 14 мкм (сам пиксель при этом приблизительно в два раза меньше).  То есть i-му пикселю будет соответствовать в пространстве частот аргумент 1/(i*dx), где dx – шаг матрицы.

Рис 2.2 Изображение переходной кривой

Рис 2.3 Профиль яркости по строке изображения переходной кривой

5.5 Указания по расчету ФПМ камеры с помощью миры.

Для расчета ФПМ необходимо оперировать контрастом а не яркостью. Контраст рассчитывается по формуле:

                                                    (2.8)

где Emax и Emin — максимальные и минимальные значения освещенности в  исследуемом изображении.

Для определения коэффициента контрастности на конкретной пространственной частоте необходимо измерить яркость изображения и рассчитать контраст по формуле (2.8). Далее, получив контраст для нескольких пространственных частот, минимум для десяти – построить частотно-контрастную характеристику.

Выраженный таким образом контраст изображения (при применении стопроцентно контрастной решетки) численно равен коэффициенту передачи контраста данной системой.

Этот коэффициент показывает, во сколько раз изменяется контраст изображения решетки по сравнению с контрастом самой решетки. Выраженный таким образом коэффициент передачи контраста удобен тем, что его легко измерить.

Отметим, что данный метод измерения ЧКХ имеет наибольшую точность, в связи с тем, что наименее подвержен влиянию шумов и юстировок оптической части установки.

При измерениях необходимо учесть, что результаты были получены для решетки с прямоугольным распределением яркости (рис.4.4). Для перевода полученных значений к синусоидальным распределениям яркости контраст необходимо пересчитать по формуле Кольтмана (приведен только первый член ряда, что достаточно на практике):

ЧКХsin(ν)= (π/4) * ЧКХ (ν)                                                  (2.9)

В зарубежной литературе передаточная функция, полученная при прямоугольном распределении штрихов, часто называется функцией передачи контраста (Contrast Transfer Function CTF), в то время как функция передачи синусоидальных сигналов называется функцией передачи модуляции (Modulation Transfer Function).

MTF(ν)= (π/4) * CTF(ν)                                                     (2.10)

Рис. 2.4 Распределение освещенности прямоугольной миры

Полученные функции передачи модуляции привести на одном графике.

Таблица пространственных частот мир ГОИ приводится в приложении.

5.6 Расчет ФПМ с помощью изображения функции рассеяния токи

Для расчета ФПМ с помощью функции рассеяния токи (ФРЛ) следует выделить профиль яркости по строке, получив таким образом ФРЛ. Далее расчет совпадает с приведенным в п.5.6. Разница заключается в физических различиях принципа получения ФРЛ.

6. Контрольные вопросы

  1.  Какими оптическими величинами может описываться оптическое излучение в видимом диапазоне?
  2.  Что такое функция передачи модуляции?
  3.  Какие ФПМ идеальных объектов (моделей) вы знаете, какие параметры объектов на них влияют.
  4.  Какие способы определения функции передачи модуляции вы знаете, какие из них наиболее точные?

Литература

  1.  Перрен Ф. Методы оценки фотографических систем // Успехи Физических наук. 1962, Т. LXXVII. с. 307-344.
  2.  Неразрушающий контроль: Справочнк: в 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Том 6. Оптический контроль. Кеткович А.А., В.Н. Филинов, М.В. Филинов – 2-е изд.- М.: Машиностроение, 2004. – 832с.
  3.  Ермолов И.Н., Останин Ю.Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов. – М.:Высш. шк., 1988 – 368с.

Лабораторная работа № 3

Визуально-оптический контроль с помощью стереомикроскопа

1. Цель работы

1.1 Изучение возможностей микроскопа для контроля геометрических размеров и оптических свойств.

1.2 Получение практических навыков визуально-оптического контроля с помощью микроскопа.

1.3 Ознакомление с коллимационным методом измерения  формы объектов и методом фокусировки для измерения формы прозрачных объектов.

2. Домашнее задание

2.1 Ознакомиться с конструкцией микроскопа, принадлежностями к нему и их возможностями.

2.2 Изучить варианты применения микроскопа и режимы его работы при визуально-оптическом контроле объектов.

2.3 Изучить принципы измерения формы объектов с помощью коллимационного метода и метода фокусировки.

2.4 Рассчитать диапазон линейных увеличений для микроскопа МБС-10.

3. Задание, выполняемое в лаборатории

3.1 Ознакомиться с описанием и инструкцией по эксплуатации микроскопа.

3.2 Подготовить микроскоп для проведения контроля в отраженном излучении.

3.3 Для трех различных увеличений микроскопа измерить глубину резкости микроскопа, поставив на предметный столик непрозрачный объект.

3.4 Измерить диаметр отверстий в металлическом образце с помощью окулярной сетки, поставив перед измерениями калибровочный объект.

3.5 Измерить высоту ступенек прозрачного объекта из органического стекла используя метод фокусировки.

3.6 Измерить высоту различных металлических концевых мер с помощью коллимационного метода.

3.7 Оформить отчет по работе.

4. Описаний лабораторной установки

Работа выполняется на базе серийного микроскопа, допускающего измерение перемещений объектива пли объекта контроля по трем пространственным координатам.

В состав установки входят: стереомикроскоп, осветитель и набор контролируемых объектов.

В установке может использоваться один из типов серийных микроскопов, позволяющих производить линейные намерения: измерительный, металлографический, универсальный или др. [l]. Функциональные схемы осветителя и микроскопа, показывающие их основные элементы и взаимодействие между ними, приведены на рис 3.1 и 3.2.

В качестве источника света - осветителя применяют системы с лампами накаливания ЛН с нитью накала небольших размеров или светодиоды, излучающие свет, близкий к белому. Осветитель питается пониженным напряжением от блока питания БП с регулятором РГ для изменения яркости свечения. Осветитель обычно содержит оптическую линзовую систему (Л1, Л2) для создания однородного направленного потока света, светофильтры  (Ф11’) и поляризатор Ф2, формирующие спектр и поляризацию, диафрагмы Д1 и Д2 для регулировки светового потока, зеркало 3 и призма ПР для изменения направления света и затвор ЗТ, перекрывающий световой поток на необходимое время.

Основными оптическими элементами микроскопа (рис. 3.2) являются    объектив ОБ - совокупность линз, обращенных к контролируемому объекту, и окуляр - ОК - совокупность линз, через которые оператор изучает увеличенное изображение.

Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличения объектива на увеличение окуляра:

Помимо этих элементов в микроскопе используют: зеркала З1...З5, линзовые системы Л3, Л4, Л6, Л8, фильтр Ф1 и анализатор Ф2, диафрагму Д, маску МС и измерительные сетки ИС.

Рис. 3.1 Обобщенная схема микроскопа

Для взаимного перемещения контролируемого объекта КО и оптической системы микроскопа используются точные микрометрические механизмы - винтовые и реечные пары. Ручки РП1 и PП2 позволяют оператору перемещать контролируемый объект в плоскости, перпендикулярной линии визирования, а ручка РФ - в направлении линии визирования (фокусировка). Ручки РП1, PП2 и РФ снабжены отсчетными устройствами, с помощью которых можно производить измерение геометрических размеров по трем координатам путем перемещения предметного столика ПС и закрепленного на нем контролируемого объекта.

На рис. 3.2 показаны два положения осветителя OC1 - при работе в отраженном свете и ОС2 - при работе в прошедшем свете. Крепление осветителя относительно предметного столика ПС   производится так, что он может поворачиваться на угол 160...180° в горизонтальной плоскости и до   80° - в вертикальной по желанию оператора.

Рис. 3.2 Структура современного микроскопа

5. Методические указания по выполнению работы

5.1. Общие указания

Визуально-оптический контроль - это контроль качества промышленной продукции оператором с применением оптических средств (луп, микроскопов, телескопических систем и т.д.), усиливающих возможности зрения оператора.

В зависимости от конкретной задачи контроля микроскоп можно использовать для работы в следующих режимах освещения: в проходящем и отраженном свете разного направления, с белым или монохроматическим светом, длина которого определяется фильтром, с поляризованным или неполяризованным светом, при освещении потовом разной структуры, создаваемой, оптическими системами, диафрагмами или масками,

Основной режим работы микроскопа - белый свет. В этом режиме возможно исследование полуфабрикатов и изделий путем анализа яркости или цвета отраженного или прошедшего изучения. При выявлении дефектов особенно эффективно боковое освещение, позволяющее обнаружить самые мелкие поверхностные дефекты.

С помощью микроскопов и устройств, построенных на их основе, решаются следующие задачи неразрушающего контроля: измерение геометрических размеров и формы малогабаритных изделий; обнаружение различных дефектов размером до долей микрометра с высоким разрешением по их пространственному положению; контроль физико-химических свойств и состояния (например, механических напряжений); контроль внутреннего строения малогабаритных изделий и их частей, расположенных в прозрачном  или  полупрозрачном материале.

5.2.  Указания по выполнению домашнего  задания

5.2.1 Изучение микроскопа и  его  применения для целей неразрушающего  контроля производится по разделам рекомендуемой литературы и лекционным материалам. Особое  внимание  при  этом надо обратить на  выбор направления падающего или проходящего  излучения для лучшего выявления дефектов и  на  вопросы измерения геометрических размеров по  трем  координатам при различных  значениях коэффициента  преломления материала.

5.2.2 Изучение методов измерения формы объектов провести по рекомендуемой литературе и лекционным материалам.

5.2.3 При расчете диапазона увеличений стереомикроскопа МБС-10 учесть, что микроскоп имеет следующий ряд показателей увеличения объектива: 0.6; 1; 2; 4 и 7 и следующий ряд показателей увеличения окуляра 1.25; 6; 8 и 14.

5.3.  Указания по выполнению лабораторного  задания

5.3.1.  Особое  внимание при  знакомстве  с  инструкцией обратить на работу с механизмами микрометрического перемещения,  которые требуют  аккуратного  обращения,  так  как их перегрузка приводит  к неправильным отсчетам или поломке механизма.  Необходимо  также рассмотреть последовательность работы  со  сменными объективами  и окулярами.

5.3.2.  Подготовка установки к работе состоит в правильном расположении осветителя, контролируемого объекта (положение на предметном столике) и объектива микроскопа, а также в подготовке необходимых приспособлений и образцов.

5.3.3.  Работу на микроскопе надо начинать, используя объективы и окуляры с малым увеличением, чтобы облегчить фокусировку и поиск  элемента,  размеры которого  будут  измеряться.

Измерения по всем пунктам задания производятся каждым студентом бригады 2-3 раза с тем, чтобы снизить субъективный фактор при измерениях. Результаты всех измерений заносятся в таблицу, и по ним вычисляется среднее  значение.

Опыты производятся, начиная с визуального контроля без увеличения, затем интересующая часть объекта помещается в центре измерительного столика и изучается изображение в поле зрения микроскопа, начиная с малых увеличений и заканчивая наибольшим возможным увеличением, когда интересующая часть объекта занимает значительную часть поля зрения микроскопа  (не  менее  1/3). При  большом увеличении  с помощью измерительной  сетки  окуляра  производится отсчет размера в делениях,  который переводится затем размер в мкм или мм.

5.3.4 Глубина резкости измеряется путем фокусировки микроскопа на поверхность объекта и последующем измерении перемещений тубуса микроскопа, при которых сохраняется приемлемая фокусировка. Измерение перемещений тубуса проводятся по шкале механического перемещения микроскопа.

5.3.5 Для проведения измерений с помощью окулярной сетки в окуляр микроскопа помещается окуляр с измерительной сеткой. Для проведения калибровки в поле зрения микроскопа помещается объект с известными геометрическими параметрами – например концевая мера. Номинальный размер меры выбирается исходя из ее полного вписания в поле зрения микроскопа при используемом увеличении.

5.3.6 Для определения толщины прозрачных объектов проводится измерение  "оптической  длины"  путем  фокусировки  поля зрения микроскопа  на верхнюю и  нижнюю границы соответствующего контролируемого  объекта.  Отсчет  смещения тубуса  объектива производится по  шкале  на устройстве  его перемещения.  Затем  толщина  этих моделей рассчитывается по оптической длине, при этом принимается, что показатель преломления оргстекла равен 1,5.  

5.3.7 Для измерения геометрических параметров объектов коллимационным методом вместо одного окуляра в микроскоп следует поместить источник света.  Затем проводят фокусировку света на изображение ламп осветителя, отраженных от предметного столика, при этом видно резкое изображение светодиодов или лампы. Далее устанавливают объект и проводят фокусировку таким образом, чтобы получить резкое изображение осветителя, отраженное от поверхности объекта. Разница перемещений тубуса при этом будет равна толщине обекта.

5.3.8  Результаты выполненной работы оформляются в виде  таблиц,  где помещены измерения,  проделанные  каждым  студентом  бригады и усредненное  значение.  На основании данных таблиц должны быть  сделаны выводы  о  погрешности  и достоверности визуально-оптического  контроля.

6.  Контрольные вопросы

1.  Сопоставьте визуальный контроль и  контроль  с  применением оптических средств.

2.  Поясните назначение  основных узлов и приспособлений микроскопа.

3.  Как можно  измерить геометрические  размеры малогабаритного объекта?

4.  Как влияет  направление освещения   при  измерении геометрических размеров?

5.  Как влияет направление освещения на возможность выявления дефектов?

6.  Чем отличаются реальный размер элемента объекта и  его  "оптическая длина"?   

7.  В чем преимущества и недостатки освещения монохроматическим или белым светом?

8.  Сравните  контроль в проходящем и  отраженном  свете.

9.  Почему проведение  контроля начинают  с малых увеличений микроскопа?

10.  Какие параметры изделий и  полуфабрикатов можно контролировать визуально-оптическим методом?

11. В чем заключается метод фокусировки для измерения геометрических параметров объектов. Какие объекты можно контролировать и при каких условиях?

12. В чем заключается коллимационный метод для измерения геометрических параметров объектов. Какие объекты можно контролировать и при каких условиях?

Литература

  1.  Неразрушающий контроль: Справочнк: в 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Том 6. Оптический контроль. Кеткович А.А., В.Н. Филинов, М.В. Филинов – 2-е изд.- М.: Машиностроение, 2004. – 832с.
  2.  Егорова О.В. Техническая микроскопия. Издание 2-е. – М. Техносфера, 2007. – 360с.
  3.  Ермолов И.Н., Останин Ю.Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов. – М.:Высш. шк., 1988 – 368с.

Лабораторная работа №4

Измерение температуры объектов бесконтактными способами

1. Цель работы

  1.  Изучение принципа измерения температур объектов бесконтактными способами.
    1.  Изучение радиационного пирометра и тепловизора, получение навыков работы с ними.
    2.  Исследование влияния основных факторов на показания приборов бесконтактного определения температуры.

2. Домашнее задание

2.1 Изучить закономерности теплового излучения и особенности измерения температуры бесконтактными приборами.

2.2 Определить длину волны, на которую приходится максимум излучательной способности абсолютно черного тела (АЧТ) при температуре 25° С и 60°С.

2.3 Рассчитать мгновенное поле зрения для тепловизора и пирометра на расстоянии 1 и 2м.

3. Задание, выполняемое в лаборатории

3.1 Ознакомиться с аппаратурой, размещенной на лабораторном стенде и привести ее в рабочее состояние. Измерить температуру окружающей среды с помощью термопары.

3.2 Определить с помощью пирометра коэффициенты излучательной способности ε1 и ε2 для образца из двух объектов ( №1 и №2 ) с различной излучательной способностью.

3.3 Провести измерение температуры объектов №1 и №2 с расстояния 3метра.

3.4 Перевести пирометр в режим запоминания температуры в реальном времени и провести сканирование по площади поверхности объекта №1 и №2. При этом необходимо выставить ε1 и ε2 соответственно.

3.5 Выставить в тепловизоре значение излучательной способности ε1. Получить термограммы объекта №1 в режиме измерения максимальной температуры по области, минимальной температуры, средней температуры по области.

3.6 Выставить в тепловизоре значение излучательной способности ε2 и повторить действия из 3.3 для объекта №2.

3.7 Произвести нагрев объектов № 1 и № 2 с помощью галогенной лампы. Время нагрева – 3 минуты.

3.8 Повторить измерение температуры пирометром. Для этого следует выставить значение излучательной способности ε1 и  ε2 соответственно.

3.9 Получить термограммы объектов №1 и №2 с помощью телповизора. Для корректного измерения температуры выставить значение излучательной способности ε1 и  ε2 соответственно.

3.10 Для сравнения произвести измерение температуры АЧТ пирометром и снять термограмму тепловизором при двух температурах, повторяющие температуры, полученные в опытах.

3.11 По полученным термограммам построить профиль температур, включающий точку с максимальной температурой.

3.12 Оформить отчет и сформулировать выводы по результатам проведенных экспериментов. В отчете привести полученные графики и термограммы.

4. Описание лабораторной установки.

Лабораторная установка содержит: радиационный пирометр, тепловизор, термопрару,  компьютер, образец с двумя объектами различной излучательной способности и устройства для взаимной фиксации компонент установки.

В лабораторной работе используется набор объектов с различной излучательной способностью, отличающихся друг от друга наличием специальных покрытий.

В лабораторную установку входит портативный радиационный пирометр с лазерным указателем и тепловизор.

Радиационными пирометрами называют приборы для бесконтактного одноточечного измерения температуры объекта по его тепловому излучению. Они основаны на преобразовании потока теплового излучения в электрический сигнал. Для корректного измерения температуры объекта с помощью радиационного пирометра, необходимо знать коэффициент излучающий способности ε.

Тепловизором называют прибор, способный визуализировать тепловые поля на двумерном изображении.

В лабораторную установку входит портативный тепловизор NEC со встроенным видеоканалом, способный совмещать инфракрасное и видимое изображение.

Равномерный нагрев исследуемых объектов производится с помощью софитной лампы мощностью 300 Вт.

Для фиксации объектов в нужном положении используются штатив и гибкая стойка.

5. Методические указания

5.1 Общие указания

При проведении бесконтактных измерений с помощью тепловизора и пирометра следует учитывать, что они реагируют на инфракрасное излучение, которое идет от зоны поля зрения, как за счет собственного излучения, так и за счет теплового потока от нагретых предметов в окружающем пространстве.

Ввиду большой чувствительности тепловизора и пирометра к флуктуациям теплового излучения (до 0.1ºС) при проведении измерений температуры следует обратить внимание не следующие источники погрешности:

Состояние поверхности контролируемого объекта сильнее других факторов влияет на результаты измерения, и этот фактор следует считать основным при использовании тепловизора и пирометра. Поэтому поверхность контролируемого объекта должна быть очищена от загрязнений и пыли.

Тепловое излучение от посторонних источников тепла (батареи отопления, лампы, паяльники и т.п.) не должно прямо или однократно отразившись попадать в объектив тепловизора или пиромтера.

Пирометр имеет быстродействие 0.25 с и запоминает результат, поэтому при появлении на экране дисплея значения измеренной температуры кнопку отсчета можно отпустить. Он измеряет интегральную температуру с области поля зрения, диметр этой зоны равен примерно 1/30 от расстояния от поверхности объекта до прибора.

Перед выполнением измерений следует ознакомиться и руководством по эксплуатации пирометра и тепловизора.

5.2 Проведение измерений

Идеальным материалом для бесконтактного измерения является абсолютно черное тело. Его поверхность излучает максимальную энергию при данной температуре и имеет коэффициент излучения ε = 1.

Для определения коэффициента излучения можно измерить температуру тестового объекта контактным датчиком, затем, регулируя коэффициент излучения  на экране пирометра, добиться индикации такой же температуры.

В полевых условиях для определения коэффициента излучения на объект наклеивают ленту с темной шероховатой поверхностью. Коэффициент излучения ленты считают равным единице. Она достаточно быстро принимает температуру объекта, на который наклеена. Направляют пирометр на объект и замеряют температуру. Затем добиваются индикации такой же температуры, направляя пирометр на объект и регулируя коэффициент излучения. Этот способ так же пригоден для тепловизора, измерения температуры при этом следует проводить в режиме измерения в точке, или малой области. Сначала совместив область, где измеряется температура с лентой, а затем с объектом.

Для повышения достоверности следует осуществить сравнение результатов нескольких измерений температур одного и того же материала и взять среднее значение коэффициента теплового излучения.

Так же для известных материалов коэффициент излучения можно установить по таблице. При этом точность табличного коэффициента ε, обычно хуже, чем при непосредственном измерении по вышеописанным алгоритмам.

5.3 Указания по выполнению домашнего задания.

При изучении теоретических вопросов обратить внимание на то, какие величины влияют на поток теплового излучения и показания бесконтактных приборов измерения температуры.

Максимум температуры АЧТ соответствует длине волны (в мкм)

λmax= 2898 / Т,

где Т- абсолютная температура АЧТ в К.

Диапазон длин волн, воспринимаемых пирометром и тепловизором составляет 8-14 мкм.

5.4 Указания по выполнению лабораторного задания.

После нагрева объектов измерения стоит производить по возможности быстрее, чтобы исключить их остывание.

Измерения температуры бесконтактными приборами следует производить с расстояния порядка одного метра.

6. Контрольные вопросы

1.     Каким образом происходит теплопередача?

  1.  От чего зависит теплопередача за счет теплопроводности и конвекции?
  2.  От чего зависит поток теплового излучения?
  3.  Как определить поток теплового излучения?
  4.  Назовите основные составляющие погрешности при измерении температуры радиационным пирометром и тепловизором.
  5.  Как влияет состояние поверхности объекта на показания теполвизора и пирометра?
  6.  В каком случае размеры объекта будут влиять на показания пирометра и на показания тепловизора?
  7.  Перечислите параметры объекта, которые можно определить с помощью тепловизора и пирометра.

Литература

  1.  Неразрушающий контроль: Справочнк: в 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Том 5. Тепловой контроль. В.П. Вавилов. – 2-е изд.- М.: Машиностроение, 2006 – 688с.
  2.  Ермолов И.Н., Останин Ю.Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов. – М.:Высш. шк., 1988 – 368с.

Лабораторная работа № 5

Измерение частотно-контрастной характеристики тепловизора

1. Цель работы

  1.  Изучение устройства тепловизора и получение практических навыков работы с ним.

1.2    Измерение Функции Передачи Модуляции (ФПМ) тепловизора.

2. Домашнее задание

2.1 Изучить принцип работы тепловизора и взаимодействие его блоков.

2.2 Определить длину волны, на которую приходится максимум излучательной способности абсолютно черного тела (АЧТ) при температуре 25° С и 35°С.

2.3 Рассчитать мгновенное поле зрения для тепловизора на расстоянии 0.5, 1 и 2м, если разрешающая способность тепловизора 1 мрад.

2.4 Рассчитать теоретическую ФПМ прибора с дифракционно ограниченным объективом и светоприемной матрицей.

3. Задание, выполняемое в лаборатории

3.1 Ознакомиться с инструкцией по эксплуатации и подготовить тепловизор к работе.

3.2 Определить температуру окружающей среды с помощью контактного термометра.

3.3 Установить температуру АЧТ на 40˚С больше температуры окружающей среды.

3.4 Поместить перед АЧТ регулируемую щель и произвести запоминание термогарммы (см. п.1 указаний по выполнению работы).

3.5 Вместо черного тела и щели установить перед тепловизором на том же расстоянии оптическую миру №7. Провести нагревание миры галогенной лампой. Запомнить термограмму после того, как изображение миры станет достаточно контрастным.

3.6 Установить квадрат миры, соответствующий предельному разрешению тепловизора. Получить несколько термограмм, помещая квадрат миры с предельным разрешением в периферическую область поля зрения.

3.7* В предположении, что система линейна выделить переходную кривую из полученных с помощью АЧТ и щели термограмм, по ним рассчитать функцию рассеяния линии. С помощью Фурье - преобразования полученной линии рассеяния получить ФПМ тепловизора.

3.8 Используя термограмму нагретой миры получить ФПМ тепловизора и сравнить ее с полученной в п. 3.7.

3.9 Сравнить полученные передаточные характеристики тепловизора, сделать выводы и оформить отчет по работе.

4. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка содержит тепловизор NEC, планарное абсолютно черное тело, регулируемую щель, штатив для тепловизора и оптическую миру №7.

Источником инфракрасного излучения служит галогенная  лампа мощностью 500Вт.

5. Методические указания

5.1 Общие указания

Перед выполнением измерений следует ознакомиться и руководством по эксплуатации пирометра и тепловизора.

Ввиду большой чувствительности тепловизора к флуктуациям теплового излучения (до 0.1ºС) при проведении измерений температуры следует обратить внимание не следующие источники погрешности:

Состояние поверхности контролируемого объекта сильнее других факторов влияет на результаты измерения, и этот фактор следует считать основным при использовании тепловизора. Поэтому поверхность контролируемого объекта должна быть очищена от загрязнений и пыли.

Тепловое излучение от посторонних источников тепла (батареи отопления, лампы, паяльники и т.п.) не должно прямо или однократно отразившись попадать в объектив тепловизора.

5.2 Типовое устройство современного телповизора

Тепловизионные приборы предназначены для наблюдения объектов по их собственному излучению. Принцип действия приборов этого типа основан на преобразовании излучения инфракрасного (ИК) диапазона в видимый диапазон длин волн излучения. Спектральный диапазон, в котором работают тепловизоры, определяется интервалами длин волн в области максимума энергии излучения наблюдаемых объектов в соответствующих окнах прозрачности атмосферы. Обычно это интервалы длин волн от 3,5 до 5,5 мкм или от 8 до 13,5 мкм. Современные тепловизоры позволяют обнаруживать объекты, имеющие температурные контрасты до десятых и даже сотых долей градусов, формируют изображение в телевизионном или близком к телевизионному стандартах и находят, в связи с этим широкое применение в промышленности, медицине и военном деле.

В качестве приемника излучения используются матричные приемники излучения, так называемые фокальные матрицы, работающие в режиме накопления зарядов и основанные на различных физических принципах.

На рис. 5.1 представлена обобщенная функциональная схема тепловизора с фокальной ИК матрицей.

Типовые фокальные ИК матрицы могут иметь размерность 128х128, 256х256,   512х512 и более элементов (необязательно с равным соотношением по вертикали и горизонтали) при размере этих чувствительных элементов 30х30 мкм2. Фокальные матрицы изготавливаются как функционально законченные фотоприемные устройства (ФПУ), включающие систему охлаждения, предусилители, мультиплексор, корректор неоднородности характеристик чувствительных элементов, аналого-цифровой преобразователь, блоки цифровой обработки и формирователь выходных сигналов. Сигналы с выхода такого ФПУ могут передаваться на видеоконтрольное устройство (ВКУ) телевизионного типа либо в цифровом виде в блоки цифровой обработки.

Рис. 4.1 Обобщенная функциональная схема тепловизора с фокальной

матрицей: 1 – оптическая система; 2 – фокальная матрица с предусилителями; 3 –

мультиплексор; 4 – система охлаждения; 5 – корректор неоднородности

характеристик чувствительных элементов; 6 – аналого-цифровой преобразователь;

7 – цифровой корректор неоднородности; 8 – корректор неработающи ячеек; 9 –

формирователь изображения; 10 – дисплей; 11 – цифровой выход.

5.3 Указания по выполнению домашнего задания

При изучении теоретических вопросов обратить внимание на то, какие величины влияют на поток теплового излучения и показания тепловизора при измерении температуры.

Максимум температуры АЧТ соответствует длине волны (в мкм)

λmax= 2898 / Т,

где Т- абсолютная температура АЧТ в К.

Диапазон длин волн, воспринимаемых тепловизором составляет 8-14 мкм.

Для расчета ФПМ дифракционно ограниченного объектива для монохроматического света воспользоваться формулой (5.1). При этом принять длину волны равной максимуму излучения АЧТ при температуре 25ºС, входной зрачок объектива тепловизора 60мм, фокусное расстояние 40мм.

                                          (5.1)

где f – фокусное расстояние объектива;

     D – входной зрачок объектива;

     λ – длина волны;

     ν – пространственная частота.

ФПМ матрицы с дискетным количеством элементов рассчитывается:

                                                                   (5.2)

Где dx – шаг между светочувствительными элементами. Принять с шаг между пикселями 50 мкм.

Суммарную ОПФ рассчитать как произведение функций отдельных звеньев.

5.4 Общие сведения о частотно-контрастных характеристиках изображающих систем

Для оценки качества изображения в настоящее время широко используют такие характеристики как разрешающая способность, частотно-контрастная характеристика, функция размытия точки или линии и другие [1]. В соответствии с этой теорией всякий объект может быть представлен как совокупность точек различной яркости, а каждая нагретая точка превращается тепловизионным устройством в дифракционное пятно, происходит наложение этих пятен друг на друга, в результате чего изображение размывается, мелкие детали исчезают, т. е. перестают разрешаться. Для нахождения этой характеристики используют пространственные тест-объекты (миры) различных типов: штриховые линейные миры, радиальные миры, миры с синусоидальным распределением яркости и другие специальные тест-объекты самой различной формы. Весьма распространенным является определение разрешающей способности по наибольшему числу линий штриховой миры, отдельные элементы изображения которой еще можно видеть раздельно. Однако найденное значение  сильно зависит от формы и особенно от контраста между элементами тест-объекта, от характеристик устройства, с помощью которого рассматривается оцениваемое изображение, от свойств наблюдателя, от выбранной методики и условий проведения испытаний и т. д.

Указанные характеристики позволяют оценить несоответствие воспроизводимого изображения входному по двум каналам: 1) фильтрации пространственной частоты и 2) флуктуационным помехам — зернистости.

Для изучения искажения изображения, вносимой тепловизионной системой в настоящее время широко применяется аппарат передаточных функций.

Рассмотрим искажение тепловизионной системой пространственной частоты ν, под которой понимается величина, обратная обычной длине периода линейной миры, т. е. равная числу периодов пространственной решетки в единице длины. Излучение любого объекта всегда можно рассматривать как суперпозицию системы пространственных синусоидальных волн, каждая составляющая которой характеризуется своей амплитудой, пространственной частотой и фазой [1].

В лабораторной работе предлагается использовать понятия и методы теории линейных систем в решение задачи о нахождении функции, характеризующей свойства изображающей системы. Предмет можно рассматривать в виде совокупности светящихся элементарных объектов (точек, линий, полуплоскостей). Если совокупность этих составляющих эквивалентна предмету и изображающая система линейная, то изображение предмета можно получить суммированием (суперпозицией) изображений элементарных объектов. Требование линейности нарушается лишь в том случае, когда заметную роль начинают играть процессы взаимодействия одних лучей света с другими: явление нелинейной оптики, рассеяние фотонов на фотонах, интерференция.

Пусть рассматриваемый предмет характеризуется распределением светимости в виде функции Е(х', у'). Будем считать, что координаты х', у' характеризуют предметную плоскость, а х, у — плоскость изображения. Система воспроизведения передает каждую точку предмета в виде пятна рассеянной энергии, так что описывающая его функция а(х, у) будет отлична от нуля в конечной области значений х и у. Окончательную картину можно построить, если идеальное изображение разбить на бесконечно малые элементы dх'  dy', а затем каждый из них заменить изображением соответствующей точки объекта, которое задается функцией а(х, у). Реальные изображения отдельных точек предмета налагаются друг на друга, вследствие чего результирующая освещенность Е(х, у) является результатом их суперпозиции. Такая операция соответствует свертке функций, приложенная к закону излучения данного объекта Е(х', у') и к закону распределения света в изображении точки а(х, у):

причем осуществляется   нормировка:

Таким образом, а(х, у) позволяет рассчитывать освещенность в изображении любого объекта, если известно распределение его светимости. Функция а(х, у) характеризует свойства системы воспроизведения и называется функцией размытия точки (откликом на импульсное возбуждение, аппаратной функцией).

Для идеального устройства а(х, у) везде, кроме точки x = 0, y = 0, равна нулю.

В тех случаях, когда в изучаемых объектах светимость меняется в одном направлении, например вдоль оси х, их можно рассматривать состоящими из бесконечно узких прямолинейных источников, параллельных оси у. Тогда          

В этом случае функция а(х) физически выражает распределение энергии   в изображении данной системой бесконечно узкого источника   (линии), параллельного оси у. Она называется функцией   размытия линии и также широко применяется для  оценки воспроизводящих    устройств.

Описанные выше  зависимости   можно   использовать   для изучения свойств реальной воспроизводящей линейной системы, связанных с ее отличием от идеальной. В общем случае эти свойства можно   характеризовать   с   помощью   функции, задающей   распределение  освещенности  в   изображении   какого-нибудь стандартного   тест-объекта с определенным распределением   светимости.   Если,   например,    взять   точечный источник,  то   рассматриваемое   воспроизводящее  устройство характеризуется  функцией  размытия точки, если бесконечно узкий прямолинейный источник — функцией размытия линии,    если   полуплоскость — переходной   функцией    (пограничной    кривой системы, откликом на единичный скачок).

Большинство  исследователей   отдают   предпочтение анализу изображающих систем с помощью пространственно   частотных     характеристик  (такое название выбрано по аналогии с частотными характеристиками в теории связи). Их еще называют функциями передачи модуляции, частотно-контрастными характеристиками, апертурными характеристиками, функциями реакции, линейными частотными реакциями, коэффициентами передачи контраста и   т.   д.   Они   описывают   качество систем   в   терминах   контраста   изображения   периодических тест-объектов  различной пространственной частоты:

                             (5.3)

где Emax, Emin — максимальная и минимальная освещённости изображения, полученного тепловизором,

Lmax Lmin — максимальная и минимальная яркости оригинала. 

Дело в том, что при этом отношение контраста изображения решетки k (ν) к контрасту самой решетки к0 (ν) не зависит от контраста  последней.

 Отношение k (ν) / к0 (ν)  определяет пространственную частотную характеристику Т (ν).

Часто вместо функции рассеяния линии применяются такие понятия, как пограничная кривая I(х), функция контрастности светлой полоски С(b)  или темной   полоски С'(b)  ширины b.

Пограничная кривая показывает распределение освещенности в изображении резкой прямолинейной границы свет — тень и связана с а(х) дифференциальным соотношением:

                                                          (5.4)

Пространственная частотная характеристика и функция рассеяния точки а(х) связанны между собой прямым и обратным преобразованием Фурье [1].

                                                (5.5)

                                                (5.6)

Выражение (5.3) можно записать в виде:

                                                      (5.7)

Величина T(ν) и называется функцией передачи модуляции или частотно контрастной характеристикой (ЧКХ).

Итак, качество изображающей системы характеризуется близостью изображения к оригиналу, их сходством. Близость изображения можно рассматривать для простых объектов, таких как точка, линия, полуплоскость, но удобнее оперировать преобразованиями Фурье этих объектов, рассматривая передачу системой синусоидальных составляющих с различными пространственными частотами. Изменение амплитудной составляющей в изображении для разных пространственных частот характеризуется функцией передачи модуляции, или ее называют частотно-контрастной характеристикой.

5.5 Указания к выполнению лабораторного задания

5.5.1 Щель должна располагаться по возможности  ближе к АЧТ (для попадания в зону резкого изображения тепловизора). Тепловизор следует расположить на расстоянии 1м от АЧТ. Фокусировку можно провести до получения четкого изображения щели и АЧТ. Ширина щели должна быть выбрана таким образом, чтобы в середине отверстия щели на экране тепловизора наблюдалась температура, как можно близкая к температуре АЧТ (или соответствующая ей световая градация). После выполнения всех условий провести запоминание термограммы на компьютере. Для расчета функции передачи модуляции необходимо будет знать температуры неискаженного изображения. Для этого измерить их можно с помощью контактного датчика – температуру АЧТ и температуру массивной части щели.

5.5.2 Для расчета передаточной функции тепловизора по термограмме миры так же потребуется узнать ее температуру. Нагрев миры производить до получения на термограмме изображений с наибольшей пространственной частотой. В связи с кратковременной экспозицией миры для нагрева, для получения температуры белого и темного участков миры, которые следует принять постоянными по всей ее площади рекомендуется воспользоваться пирометром. Для этого предварительно ввести поправку на излучательную способность темной и светлой частей миры при комнатной температуре с помощью контактного датчика.

5.6 Указания по расчету частотно-контрастной характеристики тепловизора с помощью пограничной кривой

Для получения ЧКХ изображающей системы тепловизора воспользуемся термограммами, полученными с помощью щели и АЧТ, затем сравним их с ЧКХ, полученными с помощью миры №7.

Из температур по строке термограмм выделяется правая и левая часть относительно максимума. Выделенные фрагменты рассматриваются как пограничная функция. Как известно для получения функции размытия линии (реакции системы на дельта-функцию) необходимо продифференцировать пограничную кривую (2). ЧКХ получается Фурье-преобразованием ФРЛ. Итоговая ЧКХ для повышения достоверности следует получить осреднением нескольких импульсов. Для выделения группы пикселей, относящихся к переходной кривой можно использовать порядка 20 точек (пикселям) или выбрать их количество самостоятельно, по явному превалированию сигнала над шумами.

При расчете передаточной функции под температурами оригинала изображения понимается их температура, измеренная альтернативным методом – контактным в этом случае.

Для пересчета в пространство частот необходимо номер точки заменить на расстояние, с учетом шага между пикселями матрицы тепловизора NEC - 50мкм (сам пиксель при этом приблизительно в два раза меньше).  То есть i-му пикселю будет соответствовать аргумент i*dx, где dx – шаг матрицы.

Рис 5.2 Изображение переходной кривой

Рис 5.3 Профиль яркости по строке изображения переходной кривой

5.7 Указания по расчету частотно-контрастной характеристики тепловизора с помощью миры.

Для расчета ФПМ необходимо оперировать контрастом а не яркостью (температурой). Контраст рассчитывается по формуле:

                                                        (5.8)

где Emax и Emin — максимальные и минимальные значения температуры в исследуемом изображении.

Для определения коэффициента контрастности на конкретной пространственной частоте необходимо измерить амплитуду сигнала термограмм в двух точках, соответствующих черным и белым штрихам и определить его по формуле 4.1. Далее, получив контраст для нескольких пространственных частот, минимум для десяти – построить частотно-контрастную характеристику.

Выраженный таким образом контраст изображения (при применении стопроцентно контрастной решетки) численно равен коэффициенту передачи контраста данной системой.

Этот коэффициент показывает, во сколько раз изменяется контраст изображения решетки по сравнению с контрастом самой решетки. Выраженный таким образом коэффициент передачи контраста удобен тем, что его легко измерить.

Отметим, что данный метод измерения ФПМ имеет наибольшую точность, в связи с тем, что наименее подвержен влиянию шумов и юстировок оптической части установки.

Рис. 5.4 Распределение освещенности прямоугольной миры

Для расчета передаточной функции температуру оригинала изображения принять, полученную с помощью пирометра с поправкой на излучательную способность.

При измерениях так же необходимо учесть, что результаты были получены для решетки с прямоугольным распределением яркости (рис.4.4). Для перевода полученных значений к синусоидальным распределениям яркости контраст необходимо пересчитать по формуле Кольтмана (приведен только первый член ряда, что достаточно на практике):

ЧКХsin(ν)= (π/4) * ЧКХ (ν)                                               (5.9)

В зарубежной литературе передаточная функция, полученная при прямоугольном распределении штрихов, часто называется функцией передачи контраста (Contrast Transfer Function CTF), в то время как функция передачи синусоидальных сигналов называется функцией передачи модуляции (Modulation Transfer Function).

MTF(ν)= (π/4) * CTF(ν)                                              (5.10)

Полученные функции передачи модуляции привести на одном графике.

Ниже приведена таблица пространственных частот для миры ГОИ №7.

Номер элемента

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ширина полос, мкм

640

591

570

538

507

484

455

430

406

Число полос, мм

0.8

0.85

0.85

0.9

1.0

1.05

1.1

1.15

1.25

Номер элемента

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Ширина полос, мкм

380

358

340

321

304

290

268

256

239

Число полос, мм

1.3

1.4

1.45

1.55

1.65

1.7

1.85

1.95

2.1

Номер элемента

19

20

21

22

23

24

25

Ширина полос, мкм

224

213

199

191

181

168

161

Число полос, мм

2.2

2.35

2.5

2.6

2.75

2.95

3

6. Контрольные вопросы

  1.  Каким образом происходит теплопередача?
  2.  От чего зависит теплопередача за счет теплопроводности и конвекции?
  3.  От чего зависит поток теплового излучения?
  4.  Назовите основные составляющие погрешности при измерении температуры тепловизором.
  5.  Как влияет состояние поверхности объекта на показания теполвизора и пирометра?
  6.  Что такое функция передачи модуляции?
  7.  Какие способы определения функции передачи модуляции вы знаете, какие из них наиболее точные?

Литература

  1.  Перрен Ф. Методы оценки фотографических систем // Успехи Физических наук. 1962, Т. LXXVII. с. 307-344.
  2.  Неразрушающий контроль: Справочнк: в 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Том 5. Тепловой контроль. В.П. Вавилов. – 2-е изд.- М.: Машиностроение, 2006 – 688с.
  3.  Ермолов И.Н., Останин Ю.Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов. – М.:Высш. шк., 1988 – 368с.

СОДЕРЖАНИЕ

  1.  Лабораторная работа № 1. Измерение формы объектов методом светового сечения………………………………………………….….……………….…..……… 3
  2.  Лабораторная работа № 2. Измерение функции передачи модуляции цифровой камеры……………………………………..………………………………………..……9
  3.  Лабораторная работа № 3. Визуально-оптический контроль с помощью стереомикроскопа………………………………………….…………….………..……17
  4.  Лабораторная работа № 4.  Измерение температуры объектов бесконтактными способами……………………………………………………………………..……..….22
  5.  Лабораторная работа № 5. Измерение частотно-контрастной характеристики тепловизора…………………………………………………………………....……..…26

* Пункты 3.6, 3.7, 3.8 и 3.9 могут быть выполнены после завершения лабораторного занятия

* Пункты 3.7, 3.8 и 3.9 могут быть выполнены после завершения лабораторного занятия


EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39770. Драйверы режима ядра 1.04 MB
  С разделением адресного пространства все на удивление просто. Все четыре, доступного в 32-х разрядной архитектуре, гигабайта разделены на две равные части (4GT RAM Tuning и Physical Address Extension я опускаю как зкзотические). Нижняя половина отдана процессам пользовательского режима, верхняя принадлежит ядру.
39771. Прерывания и особые случаи 922 KB
  Содержимое IDTR не сохраняется в TSS и не изменяется при переключении задачи. Обработчик может обращаться к любым сегментам памяти через таблицу GDT и LDT текущей задачи на своем уровне привелегий передавать управление с помощью команд FR JMP и FR CLL изменять уровень привелегий с помощью шлюза вызова и производить вводвывод. В IDT разрещается применять 3 вида дескрипторов: шлюз ловушки шлюз прерывания и шлюз задачи. Шлюз задачи Шлюз прерывания Шлюз ловушки Формат шлюза задачи аналогичен формату этого в GDT и LDT.
39772. Простой драйвер, посылающий в приложение адреса своих ха 62.5 KB
  Для того чтобы приложение могло запросить у драйвера выполнение конкретного действия из числа предусмотренных в драйвере в качестве одного из параметров этой функции выступает код действия в данном случае IOCTL__DDR. Процедура драйвера вызываемая функцией Windows DeviceIoControl должна проанализировать поступивший в драйвер код действия и передать управление на соответствующий фрагмент драйвера. В программе драйвера для формирования кода действия использован макрос CTL_CODE который определен в файле NTDDK.
39773. Написание драйверов для Windows NT 4.0 442.5 KB
  Поддерживающие пакетный вводвывод с повторно используемыми I O request pckets IRPs запросы вводавывода. 3 показан стандартный цикл работы драйвера заключающийся в обработке запроса на прерывание IRP. Disptch NTSTTUS PDRIVER_DISPTCH IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject IN PIRP Irp ; Каждый драйвер должен иметь по крайней мере одну процедуру Disptch. StrtIo или Queuemngement VOID PDRIVER_STRTIO IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject...
39774. Общие сведения о драйверах устройств в системе Windows 925 KB
  Наоборот если в UNIX можно взять исходники ядра и помотреть как там пишутся драйвера то в Windows это вряд ли будет возможным. Несмотря на всю ее просто ту драйвера конечно присутствовали и в ней. Практически все дело ограничивалось накoпителями дисководами CDROM приводами винчестерами да элементарнейшими драйверами клавиатуры и дисплея. В нем рассматриваются вопросы написания простого драйвера PCIустройства под Win 98 ME 2000 с использованием архитектуры драйверов WDM и пакета NuMeg DriverStudio.
39775. Виртуальные драйверы и виртуальные машины Windows 119 KB
  Основное назначение виртуального драйвера виртуализация устройства т. Разработка нового виртуального драйвера может понадобиться при установке на компьютер новой аппаратуры или нового программного обеспечения предназначенного для обслуживания других приложений которая будет использоваться в многозадачном режиме и для которой в системе Windows не предусмотрено средств виртуализации. В первом случае речь идет о приложениях работающих в плоской модели памяти на уровне привилегий 3 это характерно для 32разрядных приложений Windows;...
39776. ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА. УЧЕБНИК 4.49 MB
  Помимо традиционных тем, такие как ресурсы отрасли, себестоимость, прибыль и рентабельность в строительстве, в учебном пособии представлены новые материалы по бизнес-планированию, экономической безопасности предприятий отрасли, SWOT и STEP анализу.
39777. Понятие об уроке технологии. Особенности уроков технологии 107.5 KB
  Перспективный план отражает: Объект труда Практическую работу Домашнюю подготовку учащихся Технические средства обучения Раздаточный материал Учебнонаглядные пособия Лабораторные работы Контрольные работы зачеты защиту проектов Инструктаж по технике безопасности Хороший планконспект урока – условие высокого уровня учебной работы педагога и ученика. Правильный подбор учебного материала для урока в целом и каждой его части изложение и закрепление теоретического материала организация практической работы учащихся и т. Материал подбирается...
39778. Первые преобразования большевиков 53.5 KB
  II съезд Советов в отсутствие правых эсеров меньшевиков представителей других социалистических партий они покинули заседание протестуя против свержения Временного правительства принял Декрет о мире выход России из войны Декрет о земле ликвидация помещичьего землевладения передача земли крестьянам на уравнительных началах Декрет о власти установление власти Советов образование Совета Народных Комиссаров во главе с В. Исполнительным органом власти стал ВЦИК в который были избраны большевики и левые эсеры. Наконец триумфальное...