Устройство для измерения шероховатости полированных поверхностей объектов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОЛИРОВАННЬК ПОВЕРХНОСТЕЙ ОБЪЕКТОВ, содержащее источник света, фотометрический шар с установленными в нем фотодатчиками , защитный узел и оптическую систему , BKjnouaraaiy объектив и формирователь светового потока, расположенный в фотометрическом шаре, отличающееся тем, что, с целью повьшенив точности измерения , защитный узел установлен в формирователе светового потока и выполнен в виде ступенчатогоцилиндра с канал 4 по оси, на внутренней поверхности канала нанесены кольце- ; вые канавки, а по периферия ступени с ботлим диаметром выполнен сквозной круговой паз. на внутренней поверхности которого нанесены СО кольцевые канавки.

СОЮЗ СОБЕТСКИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5!) С 01 В 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3670892/25-28 (22) 08.12 ° 83 (46) 15.05.85. Бюл. 11. 18 (72) В.Ф. Бердикоз, В.А. Назаренко, О.И. Пушкарев, В,И. Архипов и Л.Д. Леонидов (l1) Волжский филиал Всесоюзного научно-исследовательского институ- . та абразивов и пшифования (53). 531.715 27(088.8)

° (56) i. Патент США В 3804521, кл. 356-109, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 769323, кл. G О1 В 11/30, 1978 . (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОЛИРОВАННЫХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ОБЪЕКТОВ, содержащее

„„SU„„3 155848 А источник света, фотометрический map с установленными в нем фотодатчиками, защитный узел и оптическую систему, включающую объектив и формирователь светового потока, расположенный в фотометрическом варе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, защитный узел установлен в формирователе светового потока и samoaнен s виде ступенчатого цилиндра с каналом по оси, на внутренней поверхности канала нанесены кольце-

we канавки, а по периферии ступени с больаим диаметром выполнен сквозной круговой паз, на внутренней поверхности которого нанесены кольцевые канавки.

1155848

2. Устройство IIo u. i o T JI H ч а ю щ е е с я тем, что защитный

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам оптического неразрушающего контроля, и может быть использовано для определения степени шероховатости полированных поверхностей.

Известно устройство для измерения шероховатости полированных поверхностей объектов, содержащее источник света, оптическую систему, образующую изображение в рассеянном свете, и измерительный прибор (фатометр) j1) .

Недостатком данного устройства является то, что им невозможно измерить шероховатость полированных поверхностей высокого класса, так как данным устройством шероховатость определяется по контрастности пятен в изображении, а поверхность поли6 рованных поверхностей высокого класса (вьппе f4 кл.) в изображении не имеют контрастных пятен.

Наиболее близким к предлагаемому па технической сущности являешься;, устройство для измерения шероховатости полированных поверхностей объектов, содержащее источник света, фотометрический шар с установленными в нем фотодатчиками, защитный узел и оптическую систему, включающую объектив и формирователь светового потока, расположенный в фотометрическом шаре. Защитный узел выполнен в виде трубки, расположенной между оптической системой и узлом установки изделия. Принцип работы устройства основан на измерении степени диффузионного рассеивания от этой поверхности перпендикулярно направленных на нее параллельных лучей светового потока (2) .

Лучи света, попадающие на контролируемый объект и отраженные от него под различными углами, попадают в трубку, выполняющую роль защитного узла, причем не все, а только та их часть, которая отражается от контооузел выполнен иэ светопоглощающего материала. о лируемого образца под углом (45 (к оси трубки), Лучи, отраженные под углом ) 45, попадают в фатометрический шар. Это приводит к искажению

5 (занижению) действительного значения измеряемой шероховатости поверх ности объекта.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Ы Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения шероховатости полированных поверхностей объектов, содержащем источник света, фотометрический шар с

fS установленными в нем фотодатчиками, защитный узел н оптическую систему, включающую объектив н формирователь светового потока, расположенный в фотометрическом шаре, защитный узел

20 установлен в формирователе светового патока и выполнен в виде ступенчатого цилиндра с каналом по оси, на внутренней поверхности канала нанесены кольцевые канавки, а по пери25 ферии. ступени с большим диаметром выполнен сквозной круговой паз, на внутренней поверхности которого нанесены кольцевые канавки.

Кроме того, защитный узел выполнен из светопоглощающего материала.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измере-. ния шероховатости полированных поверхностей.

Устройство содержит источник 1

33 света, объектив 2, гибкий световолоконный световод 3, соединенный с формирователем 4 светового потока, установленным в фотометрнческом шаре 5. В фотометрическом шаре 5 установлены также фотодатчики 6, выпал. иена отверстие 7, на которое устанавливается контролируемый объект

8. В формирователь 4 светового потока вмонтирован защитный узел 9 фото.датчиков б, выполненный в виде сту.пенчатого цилиндра с каналом !О по вертикальной оси, на внутренней поверхности которого нанесены кольцевые канавки 11, а по периферии . ступени с большим диаметром выполнен сквозной круговой паэ 12. на внутренних стенках которого также нанесены кольцевые канавки 13. Защитный узел 9 выполнен из светопоглощающего материала, например, эбонита. Для регистрации сигналов с фотодатчиков 6 установлен измерительный прибор 14.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 света через объектив 2 и гибкий све. товолоконный световод 3 поступает в формирователь 4 потока, а затем через канал 10 — на контролируемую поверхность объекта 8. Канал 10 пропускает световые лучи только параллельно его вертикальной оси, а остальные лучи после многократного отражения и поглощения в кольцевых канавках 11 почти полностью подавляются. Этим достигается облу- 33 чение контролируемой поверхности объекта 8 строго параллельным пучком света. Попадая на контролируемую поверхность, световой лоток отражается и часть потока, отраженная перпендикулярно контролируемой поверхности, попадает обратно в канал t0, а другая часть — в паз 12, где лучи после многократного отражения в кольцевых канавках 11 и 13 поглощаются. В результате в фото3 метрический map 5 попадает только диффузионно рассеянный световой поток от измеряемой поверхности объекта 8, который после многократных отражений от внутренних поверхнос46

?155848 4 тей фотометрического шара 5 регистрируется фотодатчиками 6 и поступа.— ет на измерительный прибор 14. Чем больше высота микронеровностей на контролируемой поверхности объекта, тем больше степень диффузионного рассеяния направленного на нее светового потока.

Выполнение защитного узла 9 опи10 санной выше формы иэ светопоглощающего материала позволяет предотвратить попадание в фотометрический шар и Жотодатчики световых лучей, . отраженных от поверхности контролируемого объекта под углом >45 (относительно оси формирователя светового потока). Зто объясняется тем, что световые лучи, отраженные под о углом )45, попадают в круговой паз защитного узле, а наличие кольцевых канавок в пазу обеспечивает неоднократное отражение лучей (отраженных от объекта) при прохождении их из одной кольцевой канавки в другую.

Благодаря выполнению кольцевых канавок на стенках канала по вертикальной оси защитного узла стало возможным пропускать на контролируемый образец только лучи, перпендикулярные его поверхности, а остальные после многократного отражения в кольцевых канавках поглощаются.

В результате на контролируемую поверхность объекта попадают только . перпендикулярные ей лучи, а в фотометрический шар — только диффузионно рассеянный световой поток. Это обеспечивает многократное увеличесигнал ние отношения — — — = шах, а знапомеха чит, повышение точности измерения.

1155848

Составитель Л. Лобзова

Техред Т.Иаточка Корректор А. Зииокосов.

Редактор И. Рыбченко,Заказ 3125/35 Тираж á51

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4