Устройство для контроля оптических искажений в прозрачных объектах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ В ПРОЗРАЧНЫХ ОБЪЕКТАХ, содержащее осветитель и расположенные по ходу излучения первый растр со светопоглощающими участками, держатель прозрачного объекта, объектив, второй щелевой растр, расположенный в плоскости изображения первого щелевого растра, светоприемник, отличающееся тем, что, с целью расщирения диапазона размеров контролируемых прозрачных объектов, осветитель расположен по одну сторону с объективом по отношению к первому щелевому растру, который дополнительно содержит диффузно отражающие участки, чередующиеся со светопоглощающими участками, держатель прозрачного объекта расположен между объективом и первым щелевьв4 растром на расстояниях от них, удовлетворяющих соотношению ь i ) Н-, где Н-, - расстояние от первого щеле (Л вого растра до держателя прозрачного объекта; н, расстояние от держателя прозрачного объекта до объектива; А ширина светопоглощающего участка первого щелевого о растра; Од - диаметр действующего входного зрачка объектива. О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 4(51) С 01 N 21/59

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ где К„ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3629682/24-25 .(22) 26.07.83 (46) 23.06.85. Бюл. 1Ф 23 (72) В.И.Коротеев и В.Г.Семенов (71) Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Сибирского отделения АН СССР и Иркутский политехнический институт (53) 535.24(088.8) (56) 1. Антонова Е.С. и др. Контроль дефектов на деталях из органического стекла, — "Авиапромышленность", 1977, 11 - 9, с и79

2. Валюс Н.А. Растровые оптические приборы. M., "Машиностроение", 1966. с. 160 161 (прототип ). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ОПТИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ В ПРОЗРАЧНЫХ

ОБЪЕКТАХ,. содержащее осветитель и расположенные по ходу излучения первый растр со светопоглощающими участками, держатель прозрачного объекта, объектив, второй щелевой растр, расположенный в плоскости изображения первого щелевого растра, светоприемник, о т л и ч а ю щ е„„яи„„1163219 A е с я тем, что, с целью расширения диапазона размеров контролируемых прозрачных объектов, осветитель расположен по одну сторону с объективом по отношению к первому щелевому растру, который дополнительно содержит диффузно отражающие участки, чередующиеся со светопогло" щающими участками, держатель прозрачного объекта расположен между объективом и первым щелевым растром на расстояниях от них, удовлетворяющих соотношению

А

7g— д) ° Ф расстояние от первого щелевого растра до держателя прозрачного объекта; расстояние от держателя прозрачного объекта до объектива, ширина светопоглощающего участка первого щелевого растра; диаметр действующего входного зрачка объектива.

1163219

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в химической и стекольной промышленности, а также в других отраслях (авиа-, судостроении) для контроля оптических искажений в прозрачных материалах и изделиях из них.

Известно устройство для контроля оптических дефектов деталей из стекла, содержащее последовательно размещенные источник света с компактным телом свечения, объектив, диафрагму, контролируемый объект, сферическое зеркало, направляющее световые пучки через исследуемый объект на светоприемник 11).

Недостатком этого устройства является то, что количественная оценка

° ю оптических искажений проводится по цвету эон, появляющемуся на экране светоприемника, что затрудняет ис— пользование фотоприемников для объективной оценки величины искажений.

Кроме того, требуется изготовление крупногабаритных точных оптических изделий (сферическое зеркало ) при наблюдении широкоформатных объектов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля оптических искажений в прозрачных объектах, содержащее осветитель и расположенные по ходу излучения пер-, вый щелевой растр со светопоглощающими участками, держатель прозрачного объекта, объектив, второй щелевой растр, расположенный в плоскости изображения-первого щелевого растра, и светоприемник 2 ).

Недостатками известного устройства являются громоздкость и практическая невозможность контроля качества крупногабаритных объектов, поскольку в таком случае необходимо изготавливать крупногабаритные оптические изделия конденсор ) с размерами, превышающими максимальные размеры исследуемых объектов, что сложно и практически неосуществимо.

Цель изобретения — расширение диапазона размеров контролируемых прозрачных объектов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контроля оптических искажений в прозрачном объекте, содержащем осветитель и расположенные по ходу излучения-первый щеле вой растр со светопоглощающими участками, держатель прозрачного объекта, объектив, второй щелевой растр, расположенный в плоскости изображения первого щелевого растра,. и светоприемник, осветитель располо5 жен по одну сторону с объективом по отношению к первому щелевому растру, который дополнительно содержит диффузно отражающие участки, чередующиеся со светопоглощающими участками, 10 держатель прозрачного объекта расположен между объективом и первым щелевым растром на расстояниях от них, удовлетворяющих соотношению

15.

Н 1)

2 где Н вЂ” расстояние от первого ще1 левого растра до держателя прозрачного объекта; — расстояние от держателя прозрачного объекта до объектива;

А — ширина светопоглощающего участка первого щелевого

25 растра;

3 — диаметр действующего входного зрачка объектива.

На чертеже приведена схема устройства.

30 На схеме обозначены первый щелевой растр 1, контролируемый прозрачный объект 2, объектив 3, второй щелевой растр 4, светоприемник 5, осветитель

6 и держатель 7 контролируемого объЗ5

Световые лучи осветителя 6 попадают на первый щелевой растр 1, поглощаются на его светопоглощаю40 щих участках и отражаются от диффузно рассеивающих .участков. Излучение первого щелевого растра попадает в расположенный за ним объектив 3, который строит изображение растра 1 на расположенном эа объективом 3 втором щелевом растре 4. От каждой светящейся точки растра 1 в объектив

3 попадают только лучи, излучаемые в пределах конуса, вершина которого

50 расположена в излучающей точке, а основанием является входной зрачок объектива 3 (конус лучей объектива ).

Световые лучи, идущие от растра I через объектив 3 на растр 4, образуют систему лучей объектива 3. Осветитель расположен за растром 1 вне

55 системы световых лучей объектива 3, в результате чего излучение от всех элементов растра 1 беспрепятственно

1163219

3 поступает в объектив 3. Второй щелевой растр 4 является негативом иэображения первого щелевого растра

1, поэтому изображение поглощающих участков растра 1 совпадает с поло- S жением прозрачных участков растра 4, а световые лучи от диффузно отражающих участков растра 1 попадают на

:непрозрачные участки растра 4, в результате чего на светоприемнике 5, размещенном за растром 4, отсутствует световой сигнал.

В рабочем режиме контролируемый прозрачный объект 2, установленный в держателе /, помещают в систему IS светЬвых лучей объектива 3 между растром 1 и объективом 3 на расстояниях, удовлетворяющих соотношению

Н /Н >i А/З, где Н вЂ” расстояние до растра 1, Н вЂ” расстояние до объектива 3;

А — ширина светопоглощающего участка растра 1;

3 — диаметр входного зрачка, 25 и последовательно размещают первый . щелевой растр 1 со светопоглощающими участками, объектив 3, второй щелевой растр 4,расположенный в плоскости изображения первого щелевого - t 3p растра 1и являющийся его негативом, и светоприемник 5. Осветитель расположен вне системы световых лучей объектива за первым щелевым растром

1, который выполнен с чередующимися светопоглощающими и диффузно отражающими участками.

При этом конусы лучей от двух лю- бых наиболее близко расположенных светящихся точек растра 1, прилегающих с разных сторон к светопоглощающему участку растра 1, пересекаются либо раньше прозрачного объекта 2, либо на его поверхности, поскольку для точки пересечения кону- 4 сов выполняется соотношение Н /Н

Г к

= А/3. В результате все точки объек- . та 2 попадают в какой-либо из конусов лучей объектива 3.

S0

Если прозрачный объект имеет оптические искажения, направление хода лучей в некоторых конусах изменяется, в результате чего изображение некоторых светящихся точек растра 1 смещается от своего первоначального положения, выходит за пределы непрозрачных участков растра 4 и попадает на светонриемник 5 как раз вдоль тех направлений конусов лучей объектива 3, на пути которых расположены участки прозрачного объекта 3 с оптическими искажениями. Величина сигнала служит мерой искажений. Местоположение сигнала указывает положение участков с оптическими искажениями на объекте 2.

Наиболее оптимально положение прозрачного объекта вблизи точки пересечения конусов лучей объектива, поскольку при этом просматриваются и все элементы объекта, и объект может иметь максимальные размеры в пределах системы лучей объектива.

Устройство обеспечивает одновременный контроль оптических искажений по всей поверхности контролируемых объектов в 5-10 pas больших, чем в известных устройствах. При прочих равных условиях устройство проще в конструктивном отношении, так как содержит меньшее количество элементов, имеет минимальные размеры и не требует изготовления крупногабаритных оптических элементов. Наиболее крупный элемент устройства— первый целевой растр несложно изготовить практически любых необходимых размеров.

Устройство может найти применение при проведении промышленных и научно-исследовательских работ при контроле и взаимной юстировке крупногабаритных объектов, в том числе состоящих из нескольких частей, при контроле объектов в рабочем положении непосредственно на конкретных изделиях, для которых они изготовлены и т.п.

Устройство может использоваться практически в произвольных условиях, Ъ так как не требует специальных

:помещений и специальных осветите,лей и обеспечивает работоспособность вплоть до естественного освещения первого целевого растра рассеянным солнечным светом.

1163219

1 !

Составитель В.Квочка

Редактор И.Николайчук ТехредЖ,Кастелевич Корректор A.Тяско

Заказ 4098/43 Тираж 897 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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