Устройство для контроля шероховатости поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано Л.1Я контроля шеро.ховатости поверхности . Цель изобретения - повьииение точности и информативности контроля. Устройство содержит источник 2 излучения, первую положительную линзу 3, световод 7, приемники 10 и 11 излучени, регистрирующий блок 13. На одной оптической оси со световодом 7 размепхены последоЕ ательпо расположенные вторая положительная линза 6 и сканирующее зеркало 4, установленное с возможностью врап1енпя относительно оптической оси первой линзы 3. Вторая положительная линза 6 и сканизеркало 4 оптически связаны с первой линзой 3, а оптические оси линз 3 и 6 взаимно перпендпкулярны. В вы.ходном зрачке , образуемом оптической системой, состоящей из линз 3 и 6, установ,1ен входной торец 15 световода 7, а его выходной торец 16 оптически связан через плоские зеркала 8 и 9 и исследуемую поверхность 17 с двумя приемника.ми 10 п И излучения, которые распо,1ожены на одной оси со световодом 7. Выходы приемников 10 и 11 из- ,1учепия пара,1,1е,1Ьно подсоединены ко входам дифференциального усилите.-|я 12 и сумматора 14, а выход последнихсоэтвстственно к первому и второму входам ре- | истрируюп1его блока 13. 1 и. к Ф СЛ СО сд го ьо о ьо /7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 В 11 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4075210/24-28 (22) 10.06.86 (46) 15. 1 1.87. Бюл. № 42 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В. С. Антонюк и И. A. Нестеренко (53) 531.715.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 706695, кл. G 0(В 11/30, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ !)51070, кл. G 01 В 11/30, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использоваНо для контроля шероховатости поверхности. Цель изобретения — повышение точности и информативности контроля. Устройство содержит источник 2 излучения, первую положительную линзу 3, световод 7, приемники 10 и 11 излучения, регистрирую„„SU„„1352202 А 1 щий блок 13. На одной оптической оси со световодом 7 размещены последовательно расположенные вторая положительная линза 6 и сканирующее зеркало 4, установленное с возможностью вращения oT loсительно оптической оси первой линзы 3.

Вторая положительная линза 6 и сканирую нее зеркало 4 оптически связаны с первой линзой 3, а оптические оси линз 3 и 6 взаимно перпендикулярны. В выходном зрачке, образуемом оптической системой, состоящей из линз 3 н 6, установлен входной торец 15 световода 7, а его выходной торец 16 оптически связан через плоские зеркала 8 и 9 н исследуему10 поверхность 17 с двумя приемниками 10 и 11 излучения, которые расположены на одной оси со светово iîì 7. Выходы приемников 10 и 11 нз,1учения параллельно подсоединены ко входам дифференциального усилителя 12 и сумматора 14, à Bblxol последних соответственно к первому и второму входам ре истрнрующего блока 13. 1 ил.

1352202

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности по интенсивности отраженного излучения в машиностроении, приборостроении.

Цель изобретения — повышение точности и информативности контроля за счет эффекта симметризации пучка лучей, имеющего место в световоде, на выходе из которого можно получить любой угол падения пучка лучей на поверхность, имея только один источник излучения, за счет исключения влияния свойств материала исследуемой детали, а также за счет получения дополнительной информации об исследуемой поверхности.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для контроля ц ероховатости поверхности.

Устройство содержит корпус 1 и последовательно установленные в нем источник 2 излучения, в качестве которого может быть использован светодиод или лазер, например гелийнеоновый, первую положительную линзу 3, сканирующее зеркало 4, жестко установленное на валу привода 5, вторую положительную линзу 6, световод 7, плоские зеркала 8 и 9 и приемники 10 и 11 излучения и дифференциальный усилитель 12, входы которого соединены с выходами приемников 10 и 11 излучения, а выход — с первым входом регистрирующего блока 13, сумматор 14, входы которого соединены с выходами приемников 10 и 11 излучения, а выход— со вторым входом регистрирующего блока 13. Световод 7 установен так, что его входной торец 15 размещен в выходном зрачке первой и второй линз 3 и 6, а выходной торец 16 оптически связан через плоские зеркала 8 и 9 с приемниками 10 и 11 излучения.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света от источника 2 излучения поступает на первую линзу 3, а затем отражается сканирующим зеркалом 4 на вторую линзу 6 так, что в фокальной плоскости (между зеркалом 4 и линзой 6) линзы 6 образуется перемещающееся изображение источника 2 излучения. Линза 6 создает в выходном зрачке системы линз 3 и 6 параллельный пучок лучей. Угол между осью этого пучка и оптической осью системы линз

3 и 6 пропорционален углу поворота зеркала 4. В плоскости выходного зрачка системы линз 3 и 6 установлен входной торец 15 световода 7, так что плоскость его среза составляет с оптической осью угол, н равный 90 (для увеличения апертуры выходного конического пучка). При повороте пучка лучей, падающих на входной торец 15 световода 7, относительно центра торца на выходе из световода 7 в силу эффекта симметризации пучка лучей в световоде 7 наблюдается пучок, заполняющий зону, ограниченную двумя близкими коаксиальными коническими поверхностями (кольцевую коническую зону), угол раствора которой находится в прямой пропорциональной зависимости от угла между падающим на торец световода 7 пучком и оптической осью:

Ф.= +- — — в, где n i и и > — показате а ли преломления сердцевины и оболочки световода 7. Часть составляющего коаксиальную коническую зону излучения попадает на плоские зеркала 8 и 9, перпендикулярные исследуемой поверхности 17, и, отразившись от них, на исследуемую поверхность 17 под углом, пропорциональным углу поворота сканирующего зеркала 4 и далее, на приемники 0 и 11 излучения. Поэтому с приемников 10 и 11 излучения, на которые попадают отраженные поверхностью 17 пучки, снимаются сигналы, пропорциональные интенсивностям излучения в этих пучках.

Каждый из сигналов, снимаемых с приемников 10 и ll излучения в процессе врагцения сканирующего зеркала 4, поступает параллельно на входы дифференциального усилителя 12 и сумматора 14, а затем на регистрирующий блок 13, с помощью которого по совокупности сигналов, снимаемых с выходов дифференцируюшего усилителя 12 и сумматора 14, можно судить о величине и направленности микронеровностей.

Устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее корпус и последовательно установленные в нем источник излучения, положительную линзу, световод и приемник излучения и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и информативности контроля, оно снабжено зеркалом, установленным по ходу излучения за положительной линзой с возможностью вращения вокруг ее оптической оси, второй положительной линзой, установленной между зеркалом и световодом в плоскости, перпендикулярной оптической оси первой линзы, вторым приемником излучения, размещенным вместе с первым на одной оптической оси со световодом так, что их светочувствительные площадки обращены в противоположные стороны, двумя плоскими зеркалами, установленными параллельно светочувствительным площадкам приемников излучения, дифференциальным усилителем, входы которого соединены с выходами приемников излучения, а выход — с первым входом регистрирующего блока, и сумматором, входы которого соединены с выходами приемников излучения, а выход — с вторым входом регистрирующего блока, световод установлен так, что его входной торец размещен в выходном зрачке первой и второй линз, а выходной торец оптически связан через плоские зеркала с приемниками излучения.