Способ измерения шероховатости поверхности изделия

 

Изобретение относится к измерительной техинке и может быть использовано, в частности, для измерения шероховатости поверхности. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерения за счет того, что производится только одно измерение величины светового потока, упрощается процедура измерений и уменьшается время, затрачиваемое на определение величины шероховатости. Способ основан на принципе гетеродинной интерферометрии. С помощью дифракции на бегущей акустической волне получают два взаимно перекрывающихся пучка когерентного света, отличающихся по оптической частоте и распространяющихся под малым углом друг к другу. Эта совокупность световых пучков отражается от исследуемой поверхности изделий 5, и в области фотоприемника 4 образуется сдвиговая нестационарная интерферограмма, глубина модуляции интенсивности которой зависит от искажений волнового фронта, вносимых исследуемой поверхностью. Поэтому по глубине модуляции регистрируемого сигнала судят о шероховатости поверхности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19! (!1) (51)5 G Ol В 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 46!5452/25-28 (22) 05,!2,88 (46) 30.07,90. Бюл. Н 28 (72) П,В,Амелин, В ° Р>,Ивахник, Н,П,Козлов, F..Ê.Êðàñío÷óá и В.И.Никонов (53) 531.715,2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 654853, кл. С О! В 11/30, 1977, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ

ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, .в частности, для измерения шероховатости поверхности. Цель изобретения — повышение точности и производительности измерения за счет того, что проводится только одно измерение величины светового потока, упрощается процедура измерений и уменьшается

2 время, затрачиваемое на определение величины шероховатости. Способ основан на принципе гетеродинной интерферометрии. С помощью дифракции на бегущей акустической волне получают два взаимно перекрывающихся пучка ко герентного света, отличающихся по оптической частоте и распространяющихся под малым углом друг к другу, Эта совокупность световых пучков отражается от исследуемой поверхности изделий 5, и в области фотоприемника 4 образуется сдвиговая нестационарная интерферограмма, глубина модуляции интенсивности которой зависит от искажений волнового фронта, вносимых исследуемой поверхностью, Поэтому по глубине модуляции регистрируемого сигнала судят о шероховатости поверхности, ил, 1582006

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения шерохов 1тости поверхнос fH иэделия, 5

Цель изобретения — повышение точности и производительности измерения эа счет того, что проводится только одно, измерение величины светового потока, упрощается процедура измерений и уменьшается время, затрачиваемое на определение величины шероховатостии.

На чертеже изображена принципиальНая схема устройства, реализующего

° .

Предлагаемый способ, Устройство содержит лазер 1, акустооптический элемент 2, диафрагму 3 и фотоприемник 4, Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, Пучок монохроматического .света от лазера 1 пропускают через акустооптический элемент 2. Б результате 2 дифракции на бегущей акустической волне за элементом 2 образуются два пучка, один из которых проходит без изменений - исходный пучок, а второй пучок испытывает дифракцию. Оптическая частота дифрагированного пучка отличается на частоту ь (частоту акустической волны) oò частоты исходного пучка, Угол между описанными пучками на практике составляет величину порядка сотых долей радиа на, поэтому далее оба распространяются пространственно, практически полностью совпадая между собой.

Оба пучка падают на исследуемую 40 човерхносrb изделия 5 и после отра жения направляются на фотоприемник

4. Диафрагма 3, роль которой может играть сама апертура фотоприемника

4, выделяет участок в области перекрытия световых пучков. Световой сигнал, соответствующий интегральному световому потоку, прошедшему через диафрагму 3, преобразуется в электрический. Глубина модуляции регистрируемого сигнала связана со степенью шероховатости поверхности. .В случае отражения световых пучков от идеальной плоской поверхности изделия 5 в плоскости диафрагмы

3 интерферируют два плоских волновых фронта, наклоненных на небольшой угол один относительно другого и uòëè÷ëþmvxcst по оптической частоте на величину 1ц, Если размер диафрагмы 3 меньше ширины интерференционнои полосы, то колебания интенсивности света во всех точках сечения, вырезаемого диафрагмой 3, происходят синфазно и глубина модуляции регистрируемого сигнала оказывается максимальной, В случае же отражения светового пучка от шероховатой поверхности волновой фронт искажается и фаза его статистически меняется от точки к точке. Поэтому при усреднении по площади диафрагмы 3 колебаний интенсивности интерферирующих пучков глубина модуляции результирующего сигнала падает и в пределе при переходе к более шероховатым поверхностям монотонно стремится к нулю.

Для измерения величины шероховатости по предлагаемому способу сначала для конкретной оптической схемы строится градуировочная кривая путем определения глубины модуляции при отражении от эталонных поверхностей с известной величиной шероховатости. Затем с помощью полученной градуировочной кривой по глубине модуляции регистрируемого сигнала опре деляется шероховатость исследуемых изделий, формул а изобретения

Способ измерения шероховатости поверхности изделия, заключающий ся в том, что облучают измеряемую поверхность когерентным пучком света под острым углом относительно нормали к ней, измеряют характеристики отраженного от измеряемой поверхности излучения и определяют шероховатость поверхности изделия, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения точности и производитель- ности измерения, перед облучением пропускают когерентный пучок света через акустооптический элемент, в котором распространяется бегущая акустическая волна„ а шероховатость поверхности изделия определяют по глубине модуляции отраженного от измеряемой поверхности светового потока ча частоте бегущей акустической волны.