Устройство для контроля шероховатости поверхности изделия

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля шероховатости поверхности, и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности после металлообработки . Цель изобретения - повышение точности и информативности контроля и расширение области использования устройства . Устройство состоит из последовательно установленных на одной оси источника 1 излучения, создающего узкий параллельный пучок лучей, дефлектора 2, приемника 3 излучения, диафрагмы 4 ограничения угла приема излучения, положительной формирующей линзы 5, световода 6, положительной фокусирующей линзы 7, установленной между выходным торцом световода 6 и исследуемой поверхностью 10. При облучении шероховатой поверхности 10 сходящимся коническим пучком излучения , формируемым в результате эффекта симметризации пучка лучей в световоде 6, отраженное излучение будет представлять собой совокупность зеркальной и диффузной составляющих. Часть диффузной составляющей посредством световода 6 регистрируется приемником 3 излучения. По интенсивности падающего на приемник 3 излучения судят о величине шероховатости поверхности 10. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 G 01 В 11/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

l8@gggy„., йЩЦц. т=;,-„..Б) 1ЯЩ г,-;:;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4668094/28 (22) 30.03.89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Киевский политехнический институт им.

50 — летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.A. Нестеренко и С.П. Сахно (53) 631.715.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1352202, кл. G 01 В 11/30, 15.11.87. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля шероховатости поверхности, и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности после металлообработки. Цель изобретения — повышение точности и информативности контроля и расширение области использования устрой. ства. Устройство состоит из последовательно установленных на одной оси источника 1 излучения, создающего узкий параллельный пучок лучей, дефлектора 2, приемника 3 излучения, диафрагмы 4 ограничения угла приема излучения, положительной формирующей линзы 5, световода 6, положительной фокусирующей линзы 7, установленной между выходным торцом световода 6 и исследуемой поверхностью 10. При облучении шероховатой поверхности 10 сходящимся коническим пучком излучения, формируемым в результате эффекта симметризации пучка лучей в световоде 6, отраженное излучение будет п )едставлять собой совокупность зеркальной и диффузной составляющих. Часть диффузной составляющей посредством световода 6 регистрируется приемником 3 излучения.

По интенсивности падающего на приемник 3 излучения судят о величине шероховатости поверхности 10. 2 ил.

1682770

Изобретение относится к измерительной технике,,в частности к оптическим методам контроля шероховатости поверхности и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности после металлообработки. 5

Цель изобретения — повышение точности и информативности контроля и расширение области использования устройства за счет исключения погрешности от неравномерности чувствительности фотоприемни- 10 ков по площади за счет возможности выявления анизотропии микронеровностей поверхности, эа счет воэможности контроля поверхностей высших порядков.

На фиг, 1 изображена принципиальная 15 схема устройства; на фиг. 2 — ход лучей в устройстве.

Устройство содержит последовательно установленные на одной оси источник 1 излучения, создающий параллельный узкий 20 пучок лучей, дефлектор 2, приемник 3 излучения с диафрагмой 4, ограничивающей телесный угол приема излучения, положительную формирующую. линзу 5, которая связывает оптически дефлектор 2 и входной 25 торец световода 6, установленного за положительной формирующей линзой 5. 3а выходным торцом световода 6 установлена положительная фокусирующая линза 7, Выход приемника 3 излучения подсоединен к 30 входу интегратора 8, а выход последнего подсоединен к входу регистрирующего блока 9. Индексом 10 обозначена исследуемая поверхность изделия, Устройство работает следующим обра- 35 зом, Параллельный пучок излучения от источника 1 излучения периодически отклоняется дефлектором 2 так, что за определенный промежуток AT перио- 40 да Т этих отклонений угол а между отклоненным лучом и оптической осью изменяется в пределах а — аг Положительная формирующая линза 5 фокусирует . эти лучи на выходной торец световода 6 так, 45 что угол а между лучом за положительной формирующей линзой 5 и оптической осью изменяется за промежуток времени Л Т в пределах (— a> — а ) В результате эффекта симметризации пучка лучей в световоде

6 пучок за выходным торцом световода представляет собой полый конус с вершиной в центре выходного торца и углом при вершине, изменяющимся в пределах

\ а1 — а за промежуток времени AT, Положительная фокусирующая линза 7 фокусирует полученный конический пучок на исследуемую поверхность 10 так, что за ней образуется пучок в виде полого конуса с вершиной на исследуемой поверхности 10 и углом между образующими при вершине, изменяющимся за промежуток времени AT в пределах (— а ) — (— а ) Таким образом, за указанный промежуток времени ЬТ точка на поверхности 10 подвергается облучению под различными углами к нормали в этой точке (угол изменения в пределах

l< ° ° (-a> ) — (— а ) ), а также облучается коническим пучком, эквивалентным непрерывной совокупности облучений двумя лучами, являющимися образующими конического пучка и лежащими во множестве плоскостей, перпендикулярных исследуемой поверхности 10.

Отраженный.от поверхности 10 пучок представляет собой совокупность зеркальной и диффузной составляющей, определяемой диаметром d, диафрагмы 4 и распространяющейся в области пространства, представляющей собой конус с вершиной на исследуемой поверхности 10 и углом между образующими при вершине /3(б), фокусируется положительной фокусирующей линзой 7 на выходной торец световода 6 и преобразуется им в расходящийся пучок, заполняющий также область пространства. представляющего собой полый конус с углом при вершине. Положительная формирующая линза 5 фокусирует указанный пучок на светочувствительную площадку приемника 3 излучения, Приемник 3 излучения преобразует лучистую энергию в электрическую, а интегратор 8 интегрирует сигнал по времени, а значит по углу а Для данной величины амплитуды электрического сигнала регистрирующий блок 9 рассчитывает величину микронеровностей поверхности 10.

Интегрированный сигнал пропорционален суммарной интенсивности диффузной составляющей рассеянного поверхностью

10 излучения для нулевого угла рассеяния и

1 11 углов падения от o. > до а2 которая, в свою очередь, функционально связана со среднеквадратичной высотой микронеровностей.

Формула изобретения

Устройство для контроля шероховатости поверхности иэделия, содержащее последовательно установленные источник излучения, дефлектор, положительную формирующую линзу и световод, приемник излучения и регистрирующий блок, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и информативности контроля и расширения области использования устройства, оно снабжено положительной фокусирующей линзой, диафрагмой и ин1682770

Составитель А. Лобзова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Король

Редактор В. Данко

Заказ 3401 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по и обретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тегратором, положительная фокусирующая линза установлена за выходным торцом световода на одной с ним оси и оптически связана с этим торцом, приемник излучения установлен на оси световода так, что его чувствительная площадка обращена к входному торцу световода, а плоскость ее перпендикулярна оси световода, диафрагма расположена между приемником излучения и положительной формирующей линзой на одной с ними оси, выход приемника излуче5 ния подключен к входу интегратора, а выход последнего — к входу регистрирующего блока.