Устройство для контроля шероховатости поверхности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ, содержа щее источник когерентного излучения и объектив для фокуси-ровки падающего излучения, последовательно расположенные на пути отраженного от контролируемой поверхности излучения щелевую даафрагму, объектив фокусировки отраженного излучения и фотоприемник с регистрирующим блоком, систему сканирования, о т л и ч ц е е с я тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности контроля, система сканирования установлена на пути падающего излучения. (Л СО ISD оэ. wy II 0

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1 ЕСПУБЛИН

, G 01 В 11Д0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0WIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО .ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3291945/25-2& (22) 08.05.81 (46) 23,05.&3. Еюл. И 19 (72} В,И.Шафер (53) 531.715.27(088.8) (56} .1. Авторское свидетельство СССР

И 706695, кл, G 01 В 11/30, 12,06.78.

2, Воронцов Л,Н. фотоэлектрические системы контроля линейных величин.

М,, "Иашиностроение", 1965 с. 8789, фиг. 56 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ШЕРОКО8АТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ, содержа„„SIJ„„1019237 А щее источник когерентного излучения и объектив для фокусировки падающего излучения, последовательно располо- женные на пути отраженного от контролируемой поверхности излучения щелевую диафрагму, объектив для фокусировки отраженного излучения и фотоприемник с регистрирующим блоком, . систему сканирования, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что, с целью расщирения диапазона и повынения точности контроля, система сканирования установлена на пути падающего излучения

10192

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и мажет быть использовано, в частности, для контроля шероховатости поверхности иЗделий в электронной промышленности, 5 машикостроении и других отраслях.

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности,:содержащее источник света, световод, светоделитепьный элемент, фотоприемник, 10 и регистрирующую систему, включающую усилитель сигнала,фотоприемника, амплитудно-частотный преобразователь, задающий генератор, прокалиброванный по классам шероховато" 15 сти, блок сравнения и регистратор .1 .

Однако устройство имеет малый диапазон измерения шероховатости и низкую точность контроля, Наиболее близким к изобретению 20 по технической сущности является устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник когерентного излучения и объектив для фокусировки падающего иэлу- 25 чения, последовательно расположенные на пути отраженного от контролируемой поверхности излучения щелевую диафрагму, объектив для Фокусировки отраженного излучения и фо- jg топриемник с регистрирующим блоком, систему сканирования 2 3.

Недостатками известного устройства являются ограниченный диапазон и низкая точность контроля .

Целью изобретения является расши35 рение диапазона и повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве дпя контроля шероховатости поверхности, содержащем источник когерентного излучения и объектив для фокусировки падающего излучения,. последовательно расположенные на пути отраженного от конт45 ролируемой поверхности излучения щелевую диафрагму, объектив для фокусировки отраженного излучения и фотоприемник с регистрирующим блбком„ систему сканирования,. система сканирования установлена на пути падающего излучения, На чертеже изображена принципиальная схема устройства для контроля шероховатости поверхности.

Устройство содержит источник 1 ко- 55 герентного излучения, объектив 2 для фокусировки падающего излучения, систему сканирования, включающую генератор 3 синусоидальных колебаний, соединенный с усилителем 4, который воздействует на пьезоэлектрический дефлектор 5, щепевую диафрагму б, объектив 7 дпя фокусировки отраженноro излучения, фотоприемник 8 с регистрирующим блоком, включающим усилитель 9,. амплитудно-частотный преобразователь 10, блок 11 сравнения, задающий генератор 12. Выход фотоприемника 8 подключен к входу усилителя 9. Выход усилителя 9 через амплитудно" частотный преобразователь

10 подключен к первому входу блока

11 сравкения, на второй вход которого подключен выход задающего генератора 12, прокалиброванного по классам шероховатости„ Результирующий выход блока 11 сравнения соединен с регистратором 13.

Предлагаемое устройство работа" ет следующим образом.

С генератора 3 синусоидапьных колебаний через усилитель 4 переменное напряжение прикладывается к электродам пьезоэлектрического дефпектора 5. Под действием электрического напряжения пьезоэлектрический дефлектор 5 совершает механические колебания в пределах угла с . Направленный ка него от источника 1 когерентного излучения лазерный луч отклоняется в обе стороны от среднего положения в пределах угла- +2о Так как нет необходи" мости в больших амплитудах угла отклонения лазерного луча, Пьезоэлектрический дефлектор 5 работает s статическом режиме на частоте, отличной от резонансной, что снижает требования к стабильности частоты генератора 1 синусоидальных колеI баний, при этом амплитуда угла отклокения задается величиной напряжекия, подаваемого с усилителя 4 на пьезоэлектрический дефпектор, Отраженный от пьезоэлектрического дефлектора g падающий сканирующий луч фокусируется объективом 2 на контролируемую поверхность 14, отражаясь от которой„ проходит через щелевую диафрагму 6 и фокусируется объективом 7 ка фотоприемник 8, Щелевая диафрагма б поддерживает неизменной . площадь проходящего через нее nyw" ка света независимо от степени шероховатости поверхности, при этом фо- . топриемник 8 реагирует «только на йнтенсивность отраженного от контроСоставитель Л.Лобзова

ТехредС.Мигунова . Корректор Е.Рошко

Редактор Т,Кугрышева

Заказ 3686/33 . Тираж 602 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ФФВ филиал flAA "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10 1 лйруеиой поверхности 6 пучка света, который прямо -пропорционален клас-. су шероховатости. Сигнал с фотоприемника 8 через усялятель 9 посту. пает на амплитудно-частотный преоб-.. разователь 10, где напряжение сиг-: нала преобразуется в частоту импулвсов, пропорционалъную величине фототока, С амйлитудно-частотно-. го преобразователя .10 импульсы по!.ступают:на первый вход блока 11 сравнения, на второй. вход которого поступают импульсы- от задающего генератора 12..С результирующего . аыхода:блока 11 сраенения резонансный сигнал, уровень которого обратно йропорционален степени.совпадения частоты задающего. генератора 12 .- и часготы .выходного сигнала амплитудно-частотного преобразователя

:10, поступает на регистратор 13.

Величийа шероховатости .контролиру. емой поверхности .определяется: по шкале задающего генератора 12, прокалиброванного по классам аерохо- . вЂ.. ватости,:при минимальном значении показаний- регистратора: 13.

Таким .образом, при мелкой струк; туре поверхности падающий сканиру -. ющий сфокусированный.луч соизмерим. с размерами.- микрбнеровностей и; от-. ражаясь от- мельчайших неровностей, : несет интегральную характеристи, ку об отражательной способности из-меряемой поверхности; при крупной структуре поверхности лазерный луч, 9237 сканируя по поверхности, перекрывает неровности структуры и также несет интегральную характеристику: об отражательной способности изме$ ряемой поверхности. Щелевая диафрагма 6, пропускающая отраженный от контролируемой поверхности 14 световой пучок, позволяет сформировать одинаковую площадь светового пятЮ на на светочувствительном слое фотоприемника 8 независимо от рассеивающих свойств поверхности и. полу"

-чить в фотоприемнике 8 фототок, за-. висящий только от интенсивности от1$ раженного светового потока. Следовательно,: применение для контроля . шероховатости сканирования поверх- .-. . ности с целью получения интегральной характеристики об отражательной зе способности поверхности совместно

:с использоеанием щелевой .диафрагмы

6 для создания постоянной площади светового пучка и измерение при этом интенсивности света,:.отраженного от и- поверхности, позволяет расширить ди.апазон измерения и повысить точность контроля шероховатости, В предлагаемом устройстве повывеьве чувствительности- происходит за счет увеличения интенсивности сфоку" сированного падающего H соответст. венно отраженного луча, что conpoeow- дается увеличением разрешающей способ

3$ .ности и, следовательно, увеличением диапазона измерений.