Способ измерения шероховатости поверхности изделия
Изобретение относится к измерительной технике и может быь использовано в прецизионном приборостроении для измерения шероховатости поверхности изделий. Цель изобретания - расширение области использования способа путем обеспечения возможности определения профиля поверхности и упрощение процесса измерения за счет условий формирования рассеянной световой волны и метода обработки сигнала на выходе измерительной системы. Направляют тонкий световой пучок от лазера по нормали к исследуемой поверхности, выделяют в дифракционной картине в зеркальной компоненте отраженной волны единичный элемент и, исследуя изменение светового потока во времени, определяют профиль поверхности мз соотношения 1 я4/16 4U02/(RA)2(6/A)6(h(x)/A)2, где I -дважды проинтегрированная переменная составляющая интенсивности света; h(x) - функция координат, описывающая поверхность; U0 - амплитуда поля падающей световой волны; R - расстояние от точки фокуса микрообъектива до плоскости наблюдения, d - размер луча лазера на исследуемой поверхности; А- длина волны света. 1 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51>s G 01 В 11/30
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4705371/28 (22) 15.06.89 (46) 15,12.91, Бюл. N. 46 (71) Саратовский филиал Института машиноведения им, А,А.Благонравова (72) С.С,Ульянов и В.А.Седельников (53) 531.715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N.. 1040895, кл. G 01 В 11/30, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионном приборостроении для измерения шероховатости поверхности изделий. Цель изобретения — расширение области использования способа путем обеспечения возможности определения профиля поверхности и упрощение и роцесса измерения за счет условий формирования рассеянной световой
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в и рециз ион ном приборостроении для измерения шероховатости поверхности изделия.
Цель лэобретения — расширение области использования способа путем обеспечения возможности определения профиля поверхности и упрощение процесса измерения за счет условий формирования рассеянной световой волны и метода обработки сигнала на выходе измерительной системы.
На чертеже изображена принципиальная схема устройства, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.
Устройство содержит лазер 1, светоделительный кубик 2, микрообьективы 3 и 4, поляризатор 5, диафрагму 6 с малым отвер„„SU „„1698640 А1 волны и метода обработки сигнала на выходе измерительной системы. Направляют тонкий световой пучок от лазера по нормали к исследуемой поверхности, выделяют в дифракционной картине в зеркальной компоненте отраженной волны единичный элемент и, исследуя изменение светового потока во времени, определяют профиль поверхности из соотношения 1= т с/16
@30 /(РЛ) ) (д/Л) (h(x) Я}, где i — дважды проинтегрированная переменная составляющая интенсивности света; h(x} — функция координат, описываюшая поверхность; (4— амплитуда поля падающей световой волны;
R — расстояние от точки фокуса микрообьектива до плоскости наблюдения; б — размер луча лазера на исследуемой поверхности; Адлина волны света. 1 ил. стием и фотоприемники 7 с усилителем (не показан).
Способ осуществляют следующим образом, Луч лазера 1 фокусируют с помощью микрообъектива 3 на движущуюся поверхность контролируемого изделия 8, которая находится в точке фокуса, в пятно малого диаметра d. Луч лазера 1 направляют по нормали к исследуемой поверхности изделия 8. Вектора поляризации света и скорости движения поверхности изделия 8 ортогональны. Рассеянное излучение, проходящее через микрообъектив 3, с помощью светоделительного кубика 2 направляют на микрообъектив 4 и снова локалиэуют в точке микрообъектива 4, идентично микрообъективу 3, Расстояние от точки фокуса микрообъектива 4 до диафрагмы 6, т,е, плоскости мального падения луча лазера 2 на поверхность изделия 8, C помощью поляризатора
5 в рассеянном излучении Выделяют единственную,компоненту полл, соответствующую исходной поляризации лазерного излучения. 5
С помощью диафрагмы 6 с малым отверстием, находящейся непосредственно за поляризатором 5, выделяют в дифракционной картине в области зеркальной компоненты (наиболее крупный центральный спекл в 10 сформировавшейся спекл-структуре) единичный элемент.
Исследуют изменение светового потока во времени, определяют профиль поверхноСТИ ИЗ СООТНОШЕНИЯ 15
Я (р г -)2 Х
rve! — дважды проинтегрированная переменная во времени часть интенсивности света;
Э
h(x) — функция координат, описывающая поверхность;
U — амплитуда поля падающей световой волны; Я и — расстояние от точки фокуса микрообъектива до плоскости наблюдения; б — размер луча лазера на исследуемой поверхности;
А — длина волны света
ЗО
Формула изобретения
Способ измерения шероховатости поверхности изделия, заключающийся в том. что направляют луч лазера на исследуемую поверхность, наблюдают дифракционную g5
llapTl Hó в плоскости, перпендикулярноЙ лучу, отраженному от исследуемой поверхноcTLl, выделяют На дифракционной картине единичный элемент, перемещают с постоянной скоростью изделие, фиксируют изменение интенсивности света в единичном элементе на дифракционной картине и определяют шероховатость поверхности иэделия, отл ич а ю щи и с ятем, что, с целью расширения Области испОльзования способа путей обеспечения возможности определения профиля поверхности и упрощения процесса измерения, используют луч лазера, диаметр перетяжки которого соизмерим с длиной волны света, направление луча лазера на исследуемую поверхность производят по нормали к ней, фокусируют луч на исследуемую поверхность, направляют рассеянный луч после светоделения через микрообъектив на плоскость наблюдения, выделение единичного элемента производят на дифракционной картине в зеркальной компоненте отраженной волны, исследование изменения интенсивности света в единичном элементе на дифракционной картине производят во времени, а профиль поверхности определяют иэ соотношения (в/А) где — дважды проинтегрированная переменная составляющая интенсивности света;
h(x) — функция координат, описывающая поверхность;
U< — амплитуда поля падающей световой волны;
R — расстояние от точки фокуса микрообъектива до плоскости наблюдения;
d — размер луча лазера На исследуемой поверхности;
А — длина волны света, Составитель Л.Лобзова
Редактор А,Лежнина Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле
Заказ 4385 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101
