Transcript Opti*ka mjerenja

Uradio: Safet Šeta
O OPTIČKIM MJERENJIMA
Potreba za brzim i preciznim mjerenjima geometrijskih karakteristika sve
je više prisutna u proizvodnom mašinstvu. To dolazi zbog činjenice da
rastu zahtjevi za kvalitetom, usljed konkurencije ali i automatizacije
procesaproizvodnje.
Osim čisto optičkih mjerenja koja se provode mjernim sredstvima i
uređajima koji rade na principima geometrijske optike, sve češće se
koriste i mjerna sredstva koja rade na principima fizičke optike i njene
kombinacije sa elektronikom.
PREDNOSTI I PRIMJENA
Optičkim mjernim sistemima detaljno se određuje trodimenzionalni
oblik cjelokupne površine objekata, pojedinih dijelova od posebne
važnosti ili tačaka.
Zavisno od načina analize i željenih rezultata vršise: određivanje
odstupanja rezultata digitalizacije u odnosu na CAD model, kontrola
ispunjavanja zadatih tolerancija oblika i položaja, upoređivanje oblika
proizvoda sa prototipom ili uzorkom, virtualna montaža digitalizovanih
dijelova.
U opštim primjenama, optički sistemi za 3D digitalizaciju
primjenjuju se u slijedećim oblastima:
• kontrola kvaliteta,
• rekonstrukcije,
• reverzni inženjering,
• dizajn,
• Brza izrada prototipova,
• spomenici,
• 3D vizualizacija,
• arhitektura,
• analiza deformacija,
• medicina,
• FEM modeliranje,
• stomatologija, itd.
o
mjerni mikroskopi i teleskopi,
o
profil projektori,
o
Moiré tehnika,
o
tehnika silueta,
o
fotogrametrija
o
fazna modulacija, i druge
FOTOGRAMETRIJA I TRIANGULACIJA
Fotogrametrija je tehnika mjerenja 3D koordinata koja koristi
fotografije kao osnovni metrološki medijum. Triangulacija je metod
korišten u fotogrametriji, kojim se dobijaju 3D položaji tačaka.
Za kvalitetno mjerenje potrebna je kalibracija mjerne opreme,
Kalibracija je proces tokom koga mjerni sistem, pomoću ili bez
kalibracijskog objekta, vrši samopodešavanje čime se obezbeđuje
dimenziona tačnost mjerenja.
Svaki put kada sklopimo optički mjerni sistem TRITOP, zapravo,
radimo sa jedinstvenom i neponovljivom konfiguracijom optičkog
mjernog sistema
PRIKAZ MJERENJA: FOTOGRAMETRIJA
LASER
Etimologija riječi laser potiče iz angloameričkog govornog područja
(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - pojačanje
Svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja)
Laseri emitiraju elektromagnetsko zračenje u nevidljivom (100 - 400nm
i 700nm - 1mm) i vidljivom (400 - 700nm) dijelu spektra.
Isto ono svojstvo koje lasersko zračenje čini toliko privlačnim za
različite znanstvene, tehničke i medicinske primjene, naime velika
količina optičkog zračenja može biti koncentrisana na malom
ciljnom području u kratkom vremenskom periodu, su upravo razlozi
zbog kojih je ono sposobno uzrokovati ozbiljne ozljede oka i kože te
Se stoga vrsi podjela lasera u 4 klase:
MJERENJA LASERIMA
Postoje dvije metode mjerenje laserima:
Fazna - Priroda ove metode mjerenja, postavlja kao preduvjet
dovoljni intenzitet povratnog signala, te poznavanje
fizikalnih svojstava reflektirajuće plohe. Upravo zbog toga, kod
ovog načina mjerenja, obavezno je postavljanje reflektora na
cilju
Impulsna - Kod impulsne metode mjerenja dužina, elektronički sklop šalje,
u vrlo kratkom vremenu, elektromagnetski impuls prema cilju,
te se direktno mjeri vrijeme potrebno za njegov povratak.
PRIMJENA LASERSKIH SKENERA
Mogućnosti primjene velike količine tačnih podataka koje
prikupljamo terestričkim laserskim skanerima već je i sada veoma
velik, a stalno povećavanje procesne snage modernih računala
praktički svakodnevno otvara i nove.
Mnoštvo tačnih 3D prostornih podataka prikupljenih u, slobodno
možemo reći, jednom trenutku postojanja nekog objekta (građevine),
predstavljaju pandam fotografiji. Razlika između njih je dakako za
cijelu jednu dimenziju u korist prvih. Njihovom naknadnom obradom
moguće je izvoditi uopćene modele obzirom na konkretne potrebe, a
izvorni podaci mjerenja ostaju kao bogat i brzo dostupan izvor
informacija o posmatranom objektu ili cijelom sistemu.
o
Mjerenje deformacija
Kod strukturalnog nadgledanja, lasersko skeniranje možemo smatrati naprednijim
nad geodetskim metodama (izmjera, GPS), koje mogu pratiti deformaciju na samo
ograničenom broju tačaka, dok skener može mjeriti deformacijsku plohu (Lichti i dr.
2000).Laserski skeneri su više nego pogodni za praćenje deformacija na kapitalnim
građevnim objektima poput brana (slika 4.4.), mostova i sl. Automatska 3D izmjera
različitih objekata bez dodira postala je jedna od važnih zadaća inženjerske geodezije.
o
Topografska mjerenja
Opsežni radovi na detaljnom topografskom mjerenju mogu biti izvedeni laserskim
skenerima. Izmjera npr. arheoloških iskopina za potrebe dokumentacije, zahtijeva visoku
tačnost i gustoću mjerenja, a to je upravo ono što nam laserski skeneri pružaju .
o
Industrijska mjerenja
Laserski skeneri našli su svoje mjesto u svakoj grani ljudske djelatnost,i koja
zahtijeva prikupljanje velike količine tačnih 3D podataka o objektima i prostoru. Jedna
od njih je svakako i zrakoplovna industrija (slika 4.6.) gdje ih se može naći već neko
vrijeme.
o
Mjerenje objekata kulturnog naslijeđa
Prilikom mjerenja fasade i ostalih dijelova zgrada kulturnog naslijeđa, lasersko
skeniranje daje samostalno ili u kombinaciji s metodama terestričke fotogrametrije,
veoma dobar odnos uloženog i dobivenog. Vrlo detaljan i brzo dostupan digitalni
visinski model pročelja, uvelike će olakšati proces dobijanja odgovarajućeg 3D
digitalnog prikaza.
U uslovima kada je potrebno u kratkom vremenu
obezbjediti visoku tačnost i količinu podataka, do
izražaja dolazi brzina i fleksibilnost koju pružaju sistemi
za 3D digitalizaciju. Zahvaljujući beskontaktnom
prikupljanju podataka, uticaj na objekat mjerenja je
veoma mali.
Pošto je mjerna tehnika zasnovana na fotografijama,
rezultati se vrlo lako i intuitivno mogu predstaviti.Ovi
sistemi mogu da rade sa širokim dijapazonom veličina
predmeta koje mogu da mjere (od nekoliko milimetara
do nekoliko desetina metara), što im daje veliku
prednost u odnosu na sadašnje konvencionalne sisteme.