Устройство для контроля шероховатости поверхности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ nOBEPXHOCTIi, содержащее источник излучения, коллимирующуго линзу, цилиндрический отражатель , установленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы, фотоприемники для регистрации зеркально и диффузно отраженного излучения , расположенные на оси, перпендикулярной Ьптической оси коллимирующей линзы, полупрозрачную пластину, установленную в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы с осью расположения фотоприемников, приемник сравнения и блок обработки сигналов, о т л ичающееся тем, о, с целью повьшения чувствительности, фотоприемники расположены концентрично , их фотокатоды установлены в фокальной плоскости коллимирующей (Л линзы, а цилиндрический отражатель установлен так, что его образующая , совпадает с фокальной плоскостью коллимирующей линзы. 9д СП эо 00 со

СОЕЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) G 01 В 11 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЕ)ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3697567/25-28 (22) 31.01.84 (46) 07.07.85. Бюл. У 25 (72) Ю.Н. Клиентов, Е.Б. Поклад и А.Н. Шестов (71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени институт точной механики и оптики (53) 531.715.27 (088.8) (56) 1. Патент США )(- 3591291, кл. 356-120, 06.07.71

2 . Авторское свидетельство СССР

1(868348, кл. Г 01 В 11/30, 21.01.80 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ, содержащее источник излучения, коллимирующую линзу, цилиндрический отража. тель, установленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы, фотоприемники для регистрации зеркально и диффуэно отраженного излучения, расположенные на оси, перпендикулярной оптической оси коллимирующей линзы, полупрозрачную пластину, установленную в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы с осью расположения фотоприемников, приемник сравнения и блок обработки сигналов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, фотоприемники расположены концентрично, их фотокатоды установлены вфокальной плоскости коллимипующей линзы, а цилиндрический отражатель установлен так, что его образующая совпадает с фокальной плоскостью коллимирующей линзы.

1 1165883

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно — к устройствам бесконтактного оптического контроля шероховатости поверхности и предназначено для 5 использования в оптических, механических цехах, отделах технического контроля как при отладке техпроцессов, так и при экспресс-контроле .конечной продукции. 10

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник излучения, коллиматор, направляющий параллельный пучок излучения на контролируемую поверх- 15 ность, фотоприемники, регистрирующие зеркально и диффузно отраженное излучение, блок питания и ре-. гистрации (1) .

В этом устройстве фотоприемники 20 отраженного излучения расположены в плоскости излучения с одной стороны от источника излучения. Подобное расположение не позволяет собрать весь отраженный поверхностью диффузный поток, что приводит к снижению чувствительности и влиянию направлейий неровностей на показания устройства

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник излучения, коллнмирующую линзу, цилиндрический отражатель, установленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы, фотоприемники для регистрации зеркально и диффузно отраженного излучения, расположенные на оси, перпендикулярной оптической оси коллнмирующей линзы, полупрозрачную пластину, установленную в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы с осью расположения фотоприемников, блок обработки сигналов и приемник сравнения f2) .

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для контроля шероховатости поверхности.

Устройство содержит источник 1 излучения, коллимирующую линзу 2, цилиндрический отражатель 3, уста35 новленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы 2, фотоприемники 4 и 5 для регистрации зеркально и диффузно отраженного излучения, расположенные концен<0 трично, фотокатоды фотоприемников

4 и 5 установлены в фокальной плоскости коллимирующей линзы 2. Цилиндрический отражатель 3 установлен так, что его образующая совпадает с

Однако устройство содержит всего три цилиндрических отражателя. 50

Фотоприемники для регистрации зер кально и диффуэно отраженного излучения в данном устройстве расположены последовательно друг за другим по ходу луча. В связи с этим снижается чувствительность устройства из-эа затенения фотоприемника диффузионного отражения и потерь на отражение от зеркальных цилиндрических отражателей.

Целью изобретения является повьг шение чувствительности устройства.

Поставленная цель, достигается тем, что в устройстве для контроля шероховатости поверхности, содержащем источник излучения, коллнмирующую линзу, цилиндрический отражатель, установленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы, фотоприемники для регистрации .зеркально и диффузно отраженного излучения, расположенные на оси перпендикулярной оптической оси коллимирующей линзы, полупрозрачную пластину, установленную в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы с осью расположения фотоприемников, приемник сравнения и блок обработки сигналов, фотоприемники расположены концентрично,.их фотокатоды установлены в фокальной плоскости коллимирующей линзы, а цилиндрический отражатель установлен так, что его образующая совпадает с фокальной плоскостью коллимирующей линзы. фокальной плоскостью коллимирующей линзы 2.

В точке пересечения осей цилиндрического отражателя 3"и фотоприемников 4 и 5 установлена полупрозрачная пластина 6:

В устройстве установлен также приемник 7 сравнения и блок обработки сигналов (не показан). Конструктивно устройство выполнено в виде закрытого корпуса (не показан), в котором установлены источник 1 излучения, расположенный в фокусе коллимирующей линзы 2, цилиндричес.

Составитель Л. Лобзова

Техред А.Ач Корректор Г. Решетник

Редактор А. Шандор

Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4299/33

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

3 11 кий отражатель 3, ось которого совпадает с оптической осью линзы 2, фотоприемники 4 и 5 для регистрации зеркально и диффуэно отраженного излучения, расположенные на оси, перпендикулярной оптической оси коллимирующей линзы 2, фотокатоды которых лежат в фокальной плоскости коллимирующей линзы 2,а фокальная плоскость совпадает с образующей цилиндрического отражателя 3. Излом оптической оси производится полупрозрачной пластиной

6, установленной в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы 2 с осью фотоприемников 4 и 5 о и образует с ними угол 45

Приемник 7 сравнения расположен также на оси фотоприемников 4 и 5 по другую сторону от полупрозрачной пластины 6.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света, посылаемьп источником 1 излучения падает на полупрозрачную пластину 6 и раздваивается. Отраженный пучок попадает на приемник 7 сравнения. Прошедший пучок коллимирующей линзой 2 проецируется на контролируемую поверхность 8. Источник 1 излучения расположен в фокусе линзы 2, поэтому освещение контролируемой поверхности 8 происходит параллельным пучком по нормали к ней.

Отраженный от контролируемой поверхности 8 пучок делится на две составляющие — зеркальную и диффузную, Зеркальная составляющая проходит коллимирующую линзу 2 и, от разившись от пластины 6, собирает65883 4 ся на фотоприемнике 4 для регистрации зеркально отраженного излучения, расположенном в фокальной плоскости линзы 2. Диффузная составляющая, отразившись от цилиндрического отражателя 3, собирается линзой 2 и пластиной 6, направляется на фотоприемник 5 для регистрации дийфузно отраженного излучения, расположен10 ный также в фокальной плоскости линзы 2 концентрично с фотоприемником

4. Диаметр светочувствительной площадки фотоприемника 5 для регистрации диффузно отраженного излуче15 ния равен диаметру освещаемой площадки контролируемой поверхности 8.

Блок регистрации ббрабатывает полученные сигналы с фотоприемников 5, 4 и приемника 7 сравнения и выдает результаты на отсчетное устройство (не показано).

Диаметр светочувствительной площадки фотоприемника 5 для регист-

25 рации диффузно отраженного излучения желательно принять равным световому диаметру коллимирующей линзы 2, что позволяет принять все диффуэно отраженное излучение.

Применение в данном устройстве только одного цилиндрического отражателя, концентричное расположение фотоприемников, позволяет повысить чувствительность за счет уменьшения потерь на отражение при прохождении

35 диффуэно отраженного излучения от контролируемой поверхности 8 до приемника 7 сравнения, а также уменьшить трудоемкость изготовления за

40 счет использования только одного металлического зеркального цилиндра.