Устройство для контроля дефектов плоских поверхностей

 

Изобретение может найти применение при неразрушающем бесконтактном контроле дефектов поверхности прецезионных деталей приборов. Цель изобретения - повышение точности измерений. Луч от источника излучения 1 расширяется коллиматором 2, фокусируется линзами 3 и 4 в световое пятно прямоугольного сечения, которое четырехгранной пирамидой 5 направляется и фокусируется по периметру прямоугольного отверстия детали 11, причем каждая боковая сторона пирамиды 5 отражает на соответствующую грань контролируемого отверстия излучение с длиной волны, отличающейся от других. Это достигается с помощью частотно-селективных слоев 7, нанесенных на боковые поверхности пирамиды 5. Рассеянное на дефектах световое излучение воспринимается соответствующими секциями блока световодов 8, причем часть излучения в световоды попадает после отражения от боковых поверхностей дополнительной пирамиды 7. Так как входные торцы световодов 8 выполнены в виде оптических разделительных фильтров 9, то в каждый световод проходит излучение только одной длины волны. Приемники излучения преобразуют излучение в фототок, который поступает в блок обработки информации. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

15п 4 G 01 N 21/88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1180764 (21) 4186574/31-25 (22) 26. 01. 87 (46) 30.04.89. Бюл. № 16 (71) Ижевский механический институт (72) В. Н. Шйляев, С. А. Тюрин и В. В. Шмаков (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1180764, кл. G 01 N 21/88, 1984. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение может найти применение при неразрушающем бесконтактном контроле дефектов поверхности прецизионных деталей приборов. Цель изобретения — повышение точности измерений. Луч от источника излучения расширяется коллиматором 2 фокусируется линзами 3 и 4 в световое пятно прямоугольного сечения, которое четыÄÄSUÄÄ 1476358 А 2 рехгранной пирамидой 5 направляется и фокусируется по периметру прямоугольного отверстия детали 11, причем каждая боковая сторона пирамиды 5 отражает на соответствующую грань контролируемого отверстия излучение с длиной волны, отличающейся от других. Это достигается с помощью частотноселективных слоев 7, нанесенных на боковые поверхности пирамиды 5. Рассеянное на дефектах световое излучение воспринимается соответствующими секциями блока световодов 8, причем часть излучения в световоды попадает после отражения от боковых поверхностей дополнительной пирамиды

6. Так как входные торцы световодов 8 выполнены в виде оптических разделительных фильтров 9, то в каждый световод проходит излучение только одной длины вол ны. Приемники излучения преобразуют излучение в фототок, который поступает в блок обработки информации. 1 ил.

1476358

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при неразрушаюшем бесконтактном контроле дефектов поверхности прецизиони ы х деталей при боров.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет уменьшения влияния пространственного расположения микронеровностей и фоновых помех на показания приемников излучения.

На чертеже представлено устройство, обший вид.

Устройство содержит источник 1 светового излучения, по ходу излучения которого установлены коллиматор 2, цилиндрические линзы 3 и 4, составная четырехгранная пирамида, состоящая из пирамиды 5 и усеченной пирамиды 6. Боковые поверхности пирамиды 5 выполнены светопоглощающими с параболическим профилем в сечении и на них нанесены частотно-селективные слои 7, причем все они имеют разные диапазоны длин волн пропускания, например, на одну боковую поверхность нанесен слой, отражаю щий излучение с длиной волны 3.>, а излучение с другими длинами волны (Л,ЯЗ,Л» ) поглощается светопоглощающим покрытием основной пирамиды, на другую боковую поверхность нанесен частотно-селективный слой, отражающий излучение с длиной волны Я,, на третью с Лз, на четвертую— с Я». Боковые поверхности усеченной пирамиды 6 выполнены отражающими, с профилем в сечении в виде параболы, фокусное рас стояние которой оптически согласовано с входными торцами световодов 8, выполненных в виде прямоугольных секций. Дополнительная пирамида 6 установлена так, что каждая ее боковая грань размещена напротив одного из входных торцов световодов 8, которые выполнены в виде оптических разделительных фильтров 9, согласованных Ilo диапазонам длин волн пропускания с частотНо-селективными слоями 7, расположенными на противолежащих боковых поверхностях пирамиды 5. Выходные торцы световодов 8 оптически связаны с приемниками 10 излучения, которые электрически соединены с блоком обработки фотоэлектрической информации (не показан). Устройство размегцено в контролируемой детали 11.

Устройство работает следующим образом.

Луч от источника 1 излучения расширяется коллиматором 2, фокусируется в полосу цилиндрической линзой 3, формируется цилиндрической линзой 4 в световое пятно прямоугольного сечения, которое направляется и фокусируется по периметру контролируемого прямоугольного отверстия детали 11 с помощью четырехгранной пирамиды 5, причем каждая боковая поверхность пира10

40 миды 5 отражает на соответствующую грань контролируемого отверстия излучение с длиной волны, зависяшей от характеристики частотно-селективного слоя, нанесенного на нее.

Так, на одну грань контролируемого отверстия направляется излучение с длиной волны

2q, на другую — сЛ, и т.д. Рассеянный на дефектах световой поток частично воспринимается соответствуюшими секциями блока световодов 8, частично отражается в направлении других граней контролируемого отверстия, создавая фоновый световой поток, и частично собирается на отражающих боковых поверхностях дополнительной пирамиды 6, которыми направляется в соответствующие световоды 8. Вследствие того, что входные торцы световодов 8 выполнены в виде оптических разделительных фильтров 9, т.е. пропускают в световод излучение только с определенной длиной волны, то в каждый из световодов проходит излучение, отраженное только от одной грани контролируемого отверстия. Например, в световод, размешенный напротив боковой поверхности пирамиды 5 с частотно-селективным слоем 7, отражающим излучение с длиной волны Jlg, проходит излучение только с такой же длиной волны, а с длинами волн Яр, Ag, » отражается. Это дает возможность исключить попадание в данный световод светового излучения, отраженного от других граней контролируемого отверстия, т.е. фоновой засветки, которая снижается чувствительность и точность устройства. Наличие дополнительной пирамиды 6, боковые поверхности которой собирают часть светового рассеянного излучения и направляют его в световоды 8, дает возможность уменьшить влияние на точность измерений профиля микронеровностей, т.е. снизить вероятность ошибки при преимущественном направлении отражающих поверхностей микронеровностей.

Поступающее по световодам 8 световое излучение преобразуется в фототок приемниками 10 излучения и обрабатывается в бло ке обработки информации.

Работоспособность устройства проверялась на макетном образце с двумя частотноселективными слоями, нанесенными на противоположные поверхности пирамиды, которые были выполнены в виде зеркал с волновой селекцией из-за напыленного металлического слоя. Одно из них отражало свет с длиной волны 800 нм, другое — 880 нм.

В качестве разделительных фильтров перед входными торцами световодов были установлены светофильтры, пропускающие соответственно 800 и 880 нм. Можно выполнить разделительные фильтры и в виде комбинации диэлектрических пленок, наклеенных на входные торцы световодов.

1476358

Составитель Ю. Гринева

Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 2118/44 Тираж 790 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI

Формула изобретения

Устройство для контроля дефектов плоских поверхностей по авт. св. № 1180764, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, четырехгранная пирамида выполнена составной, причем боковые поверхности усеченной части пирамиды, расположенные напротив входных торцов световодов, выполнены с профилем в сечении в, виде параболы, фокусное расстоя: ние которой оптически согласовано с входным торцом соответствующего световода, на боковые поверхности верхней части пирамиды нанесены частотно-селективные слои с различными диапазонами длин волн пропускания, а входные торцы световодов выполнены в виде оптических разделительных фильтров, согласованных по диапазонам длин волн пропускания с соответствующими частотноселективными слоями.