Оптико-электронное устройство для контроля неплоскостности

 

Изобретение относится к измерительной технике ,в частности, к устройствам, используемым для контроля неплоскостности объектов. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности контроля за счет оптического увеличения величины смещения световых индексов относительно площадок координатно-чувствительного фотоприемника. Устройство содержит источник коллимированного излучения, установленный на корпусе через термоизолирующий слой, оптически взаимодействующий с основной системой отражателей, состоящей из двух зеркал и светоделителя. Система отражателей формирует два пучка лучей, поступающих в оптический умножитель, размещенный вместе с координатно-чувствительным фотоприемником 6 на платформе, перемещающейся по поверхности контролируемого объекта. Оптический умножитель состоит из призмы 12 с отражающими параболическими гранями и двух дополнительных систем отражателей, первая из которых состоит из трех зеркал 13-15, а вторая - из трех зеркал 16-18. При этом зеркала 13 и 14, 16 и 17 установлены параллельно друг другу и обращены навстречу отражающими поверхностями, а зеркала 15 и 18 установлены нормально к ним и таким образом, что на их отражающей поверхности находится фокус F соответствующей параболической призмы 12. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5)) 4 G Ol В 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1283525 (21) 4357941/25-28 (22) 01.01.88 (46) 07.08.89. Бюл. )) 29 (71) Ижевский механический институт (72) В.Н.Ииляев, С.И.Захаров, В.А.Мыльников и С.А.Тюрин (53) 531 .717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1283525, кл. G 01 В 11/30, 12.12.84. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕПЛОСКОСТНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам, используемым для контроля плоскостности объектов. Цель изобретения — повышение чувствительности и точности контроля за счет оптического увеличения величины смещения

„„SU„„1499115 А 2 световых индексов относительно площадок координатно-чувствительного фотоприемника. Устройство содержит источник коллимированного излучения, установленный на корпусе через термоизолирующий слой, оптически взаимодействующий с основной системой отражателей, состоящей из двух зеркал и светоделителя. Система отражателей формирует два пучка лучей, поступающих в оптический умножитель, размещенный вместе с координатно-чувствительным фотоприемником на платформе, перемещающейся по повехности контролируемого объекта. Оптический умножитель состоит из призмы 12 с отражающими параболическими гранями и двух дополнительных систем отражателей, первая из которых состоит иэ трех зеркал 13 — 15, а вторая из трех зеркал )6 — )8. При этом

149911 зеркала 13 и 14, 16 и 17 установлены параллельно друг другу и обращены навстречу отражающими поверхностями, а зеркала 15 и 18 установлены нормя п но к ним и так, что на их отражающей поверхности находится фокус 1 соответствующей параболической призмы l?. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием устройства по авт. св.

11 1283525.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности контроля за счет оптического увеличения величины смещения световых индексов относительно площадок коордичатночувствительного фотоприемника.

На фиг.l изображена принципиаль- 20 ная схема устройства для контроля неплоскостности; на фиг.2 — оптическая схема основной системы отражателей; на фиг.3 — оптическая схема оптического умножителя. 25

Устройство содержит источник 1 коллимированного излучения, корпус

2,основную систему 3 отражателей, расположенную на выходе источника 1 коллимированного излучения, оптичес- 30 ки связанный с ней оптический умножитель 4, размещенный на платформе 5, где также размещен координатно-чувствительный Аотоприемник 6, электричес ки связанный с блоком 7 обработки сигнала. Источник I коллимированного излучения соединен с. корпусом 2 через термоизолирующий слой 8, предназначенный для уменьшения влияния нягревп источника 1 излучения на систему 40

3 отражателей, которая состоит из двух зеркал 9 и 10, образующих двугранный угол, и светодел теля 11, размещенного по отношению к зеркалам 9 и 10 тяк, что его светоделитель-45 ная плоскость совпадает с биссектрисой двугранного угла. Оптический умножитель 4 состоит из призмы 12, боковые грани которой выполнены отражающими с профилем в сечении в виде параболы, и двух дополнительных систем отражателей, первая из которых состоит из трех зеркал 13 — 15, а вторая — иэ трех зеркал 16 — 18, При этом зеркала 13 и 14, 16 и 17 усгановлены параллельно друг другу и обращены навстречу отражающими поверхностями, а зеркала 15 и 18 установлены нормально к ним и так, что ня их отражающей поверхности находится фокус Г, соответствующей паряболи ческой грани призмы 12. Дополнительные системы отражателей расположены симметрично плоскости симметрии призмы 1? и каждая иэ них оптически связана соответственно с одной из площадок координатно-чувствительного фотоприемника 6, а призма 12 расположена вершиной к основной системе 3 отражателей, причем ее отражающие боковые грани оптически связаны с зеркалами 9 и 10. Платформа 5 устанавливается на контролируемом объекте 19.

Устройство работает следующим образом.

Пучок лучей иэ источника 1 коллимированного излучения делится на дня пучка лучей в системе 3 отражателей и, отразившись от зеркал 9 и

10, попадает в оптический умножитель

4, а затем — на две площадки координатно-чувствительного фотоприемника

6, размещенного вместе с оптическим умножителем. 4 на платформе 5, перемещаемой по поверхности контролируемого объекта 19.

При отсутствии отклонений поверхности контролируемого объекта 19 от плоскости пучки лучей А и В попадают на боковые грани призмы 12 симметрично и параллельно плоскости, проходящей через верхнее ребро призмы 12 параллельно направлению измерения. Вследствие этого после отражения от параболических поверхностей призмы 12 лучи А и В падают на зеркала

15 и 18 дополнительных систем отражателей под равными углами о(=о(, что приводит к симметричному их отражению между зеркалами 13 и 14, 16 и 17 в каждой иэ дополнительных систем от° f ражателей. В результате лучи А и В попадают на соответствующие площадки фотоприемника 6 в точки равного сиг нала, т.е. разность фототоков, регистрируемая блоком 7 обработки сигналов, с двух площадок фотоприемника 6 равна О.

1499115

15

25

35

Отклонение поверхности контролируемого объекта 19 от плоскости, например, на величину h,.òðèâîäèò к смещению платформы 5, а вместе с ней и оптического умножителя 4. При этом нарушается симметрия отражения лучей

А и В от параболической боковых граней призмы 12. Лучи А и В при этом занимают по отношению к призме 12 положение А и В . Вследствие того, I 1 что фокусы F параболических граней призмы 12 лежат на отражающей поверхности зеркал 15 и 18, отраженные от призмы 12, лучи А и В попадают на зеркала 15 и 18 в те же точки, что и при отсутствии отклонения контролируемой поверхностиiобъекта 19, но под разными углами, т.е. Н>, М о

За счет этого нарушается симметрия

I многократного отражения лучей А и В между зеркалами 13 и 14, 16 и 17, что приводит к нарушению симметрии падения лучей на площадки фотоприемника 6, т.е. к появлению разности фототоков с двух площадок фотоприемника 6,пропорциональной величине смещения платформы 5. 3а счет преобразования линейного смещения h в угловое изменение положения лучей

l /

А и В относительно отражающих поверхностей зеркал 13 и 14, 16 и 17, а а также эа счет многократного отражения, величина смещения Н лучей относительно площадок фотоприемника 6, т.е. расстояние между точками Ф4 и и <, в К раз больше, чем Ь, т.е. Н = К h. Величина К в основном зависит от расстояния S между зеркалами 13 и 14, 16 и 17 и от количества отражений луча между ними. Меняя эти параметры. можно регулировать чувствительность устройства.

При необходимости контроля больших величин отклонения контролируемой поверхности объекта 19 оптический умножитель 4 может быть снят с платформы 5. При этом лучи А и В будут непосредственно попадать на площадки фотоприемника 6.

Таким образом, введение в конструкции оптического умножителя дает возможность значительно повысить чувствительность и точность устройства в области малых значений отклонения контролируемой поверхности объекта.

Формула изобретения

Оптико-электронное устройство для контроля неплоскостности по авт.св. N 1283525, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения чувствительности и точности конт роля, оно снабжено оптическим умно жителем, установленным на платформе перед координатно-чувствительным фотоприемником. и выполненным в виде призмы и двух дополнительных систем отражателей, каждая иэ которых содержит три зеркала, два из которых параллельны и обращены друг к другу отражательными поверхностями, а третье установлено перпендикулярно к ним и оптически связано с соответствующей боковой гранью призмы, боковые грани призмы выполнены отражающими, образуют в сечении профиль в виде параболы, фокус которой расположен на отражающей поверхности третьего зеркала, и оптически связаны с основной системой отражателей, а дополнитепьные системы отражателей установлены симметрично относительно призмы и оптически связаны с соответствующими площадками координатНо-чувствительного фотоприемника.

JlPH6

4ФУ

Составитель Л.Лобэова

Редактор А.Коэориэ Техред JI.Сердюкова Корректор Н.Борисова

Заказ 4677/36 Тирах 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101