Способ контроля шероховатости поверхности изделия

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам. Способ контроля шероховатости поверхности детали включает зондирование исследуемой поверхности потоком со струйной структурой, содержащим смесь химически взаимодействующих газов, визуализацию информативного параметра через контролируемую область поверхности по регистрируемому в оптическом диапазоне длин волн изображению яркостного контраста проекции зоны химического взаимодействия смеси газов. Используют цифровые методы обработки регистрируемого яркостного контраста, при этом о величине шероховатости поверхности судят по степени искажения изображения яркостного контраста по сравнению с эталонным. Технический результат - повышение информативности, достоверности и производительность контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам, и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности изделий, обладающих оптической прозрачностью.

Известны контактные и бесконтактные методы контроля шероховатости поверхности изделия, включающие: механическое ощупывание поверхности алмазной или стальной иглой, зондирование поверхности направленным газовым потоком, лазерным излучением, визуализацию морфологии поверхности (Ю.Ф. Назаров, А.М. Шкилько, В.В. Тихоненко, И.В. Компанеец. Методы исследования и контроля шероховатости поверхности металлов и сплавов //Ф1П ФИП PSE, 2007, т. 5, №3-4, vol. 5, No. 3-4. рр. 207-216; Контрольно-измерительные приборы и инструменты: Учебник/ С.А. Зайцев, Д.Д. Грибанов, А.Н. Толстой, Р.В. Меркулов. - М.: Издательский центр "Академия", 2003; 464 с.; Макеев А.В. Применение лазерных методов для контроля микрорельефа поверхности деталей//Интерэкспо Гео-Сибирь 2015, №1, Т. 5, С. 43-50; а.с. СССР №807057, G01B 13/22, 1986; патент РФ №2352902, G01B 15/08, 2009 и др.).

Недостатками данных методов является технологические сложности при реализации методов, значительная длительность проведения измерений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является пневматический метод контроля шероховатости поверхности, основанный на зондировании исследуемой поверхности газовым потоком и измерении информативного параметра (изменение давления или расхода) газа в газаторе между торцовой поверхностью сопла и контролируемым изделием (Левинсон Е.М. Контрольно-измерительные приспособления в машиностроении. - М.: Металлургиздат, 1960, С. 160-169), принятый за прототип.

Недостатками данного способа являются низкие информативность и достоверность контроля, обусловленные использованием в качестве информативного параметра только механических характеристик газового потока - давление (расход), невозможностью получения в реальном масштабе времени изображения контролируемой области поверхности и низкой производительностью контроля.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение информативности, достоверности и производительности контроля за счет использования смеси химически взаимодействующих газов и оптических методов регистрации информативного параметра.

Технический результат заявляемого решения выражен в возможности одновременной визуализации информативного параметра и контролируемой области поверхности, а также в сокращении продолжительности и возможности автоматизации испытаний за счет того, что в качестве рабочей среды используется смесь химически взаимодействующих газов, организованных в виде полиструйного потока, а визуализация информативного параметра осуществляется через контролируемую область поверхности по регистрируемому в оптическом диапазоне длин волн изображению яркостного контраста проекции зоны химического взаимодействия смеси газов [Лопанов А.Н. Физико-химические основы теории горения и взрыва: учебное пособие / А.Н. Лопанов. -Белгород: Изд-во БГТУ, 2012. С. 33-73; Гейдон А.Г. Пламя, его структура, излучение и температура/ А.Г. Гейдон, X.Г. Вольфгард. - М.: Металлургиздат, 1959, 333 с.].

При использовании в потоке смеси оптически прозрачных газов за счет химического взаимодействия между ними образуется сильно нагретая локализованная зона, которая является источником излучения в оптическом диапазоне длин волн, что создает условия для визуализации [Гиль В.В. Оптические методы исследования процессов горения. М.: Наука, 1984. - 169 с.]. А большие скорости движения молекул в зоне химического взаимодействия позволяют обеспечить их высокую проникающую способность и активное взаимодействие с микрорельефом поверхности детали - повысить диагностический эффект [Вулис JI.А. Аэродинамика факела / JI.А. Вулис, Л.П. Ярин. Л.: Энергия, 1977. - 216 с.]. Использование зондирующего полиструйного газового потока с регулярной структурой (коридорная, шахматная, аксиальная и др.) позволяет получать базовые (типичные) формы проекций зон химического взаимодействия, что упрощает технологию обработки изображения, а это способствует автоматизации и повышению производительности процесса контроля [Галдин В.Д. Сжигание газа. Газогорелочные устройства: Учебное пособие. Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. с. 44-91].

Для достижения указанного выше технического результата предложен способ контроля шероховатости поверхности путем зондирования исследуемой поверхности потоком со струйной структурой, содержащим смесь химически взаимодействующих газов, визуализации информативного параметра через контролируемую область поверхности по регистрируемому в оптическом диапазоне длин волн изображению яркостного контраста проекции зоны химического взаимодействия смеси газов, при этом используют цифровые методы обработки регистрируемого яркостного контраста, а о величине шероховатости поверхности судят по степени искажения изображения яркостного контраста по сравнению с эталонным.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа, при этом на чертеже и далее в тексте приняты следующие обозначения: 1 - форсунка (сопло), 2 - газовый факел, 3 - зона химического взаимодействия смеси газов, 4 - исследуемая оптически прозрачная деталь, 5 - телевизионная камера, 6 - канал связи и управления, 7 - персональный компьютер с программным обеспечением.

Способ осуществляется следующим образом.

Как и прототипе, из камеры при постоянном давлении в форсунку 1 подается смесь газов, обладающих возможностью химического взаимодействия, которая известными способами в пределах конструкции форсунки превращается в полиструйный поток, и инициируются реакции химического взаимодействия смеси с образованием в каждой струйке факела 2 и зоны химического взаимодействия 3, с помощью которых осуществляется зондирование поверхности исследуемой оптически прозрачной детали 4. За счет того, что отдельные струйки газового потока попадают на дефекты структуры поверхности и взаимодействуют друг с другом, то в них форма зоны химического взаимодействия будет отличаться от соседних струек или совсем отсутствовать. Таким образом, для конкретной морфологии поверхности будет образовываться типичная мозаичная структура изображения яркостного контраста проекций зон химического взаимодействия [Гельфанд Б.Е. Газодинамические явления при воспламенении и горении гомогенных смесей вблизи неплоских поверхностей / Б.Е. Гельфанд, А.М. Бартенев, С.П. Медведев, и др. // Российский химический журнал. - 2001. - Т. XLV, №3. с. 5-14]. Одновременно с зондированием поверхности детали 4 с помощью телевизионной камеры 5, канала связи 6 и персонального компьютера 7 через контролируемую область поверхности детали 4 осуществляют регистрацию и запоминание изображения яркостного контраста проекций зон химического взаимодействия струек смеси газов, например, в режиме стоп-кадра или мультипликации. С помощью персонального компьютера 6 и программного обеспечения, реализующего известные алгоритмы цифровой обработки [Методы компьютерной обработки изображений / Под ред. В.А. Сойфера. - М.: Физматлит, 2001. - С. 192-201; с. 251-271; с. 601-624], сравнивают сохраненное изображение яркостного контраста проекций зон химического взаимодействия струек смеси газов и эталонное изображение (с известным значением шероховатости).

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:

- повысить информативность и достоверность контроля шероховатости поверхности;

- повысить производительность контроля;

- автоматизировать процесс контроля.

1. Способ контроля шероховатости поверхности детали путем зондирования исследуемой поверхности потоком газа и измерения информативного параметра, отличающийся тем, что используют струйную структуру зондирующего потока из смеси химически взаимодействующих газов, при этом в качестве информативного параметра используют изображение яркостного контраста проекции зоны химического взаимодействия смеси газов, регистрируемое в оптическом диапазоне длин волн через контролируемую область поверхности и цифровые методы обработки регистрируемого яркостного контраста, а о величине шероховатости поверхности судят по степени искажения изображения яркостного контраста по сравнению с эталонным.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют регулярную струйную структуру зондирующего потока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к акустике, в частности к микрофонам. Способ создания микрофона на основе селективного поглощения инфракрасного (ИК) излучения углекислым газом.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений. Способ определения концентрации паров нафталина в газовой смеси ароматических соединений заключается в том, что материал, содержащий флуорофор дибензоилметанат дифторида бора (DBMBF2) или его метил-, или метокси-, или диметил-, или диметокси- или метилметоксипроизводное, молекулы которого окружены цепями полидиметилсилоксана или алкильными группами, помещают в газовую смесь.

Изобретение относится к биологии, экологии, сельскому хозяйству, в частности к исследованиям биоматериалов и учету животных при изучении миграционной активности. Способ детекции системной родаминовой метки в мелких млекопитающих включает использование кормовых приманок с препаратом родамин B в количестве от 0,05 до 0,10 мас.% и выявление флуоресцирующей метки родамина B путем облучения мелких млекопитающих лучом портативного зеленого лазера с длиной волны 532±20 нм.

Изобретение относится к области спектроскопии и касается способа обнаружения элемента в образце. Способ осуществляется с помощью системы спектроскопии возбуждения лазерным пробоем (LIBS), включающей в себя первый лазер, второй лазер, спектрометр и детектор.

Изобретение относится к ядерной технологии, в частности к аналитическому обеспечению процесса переработки облученного ядерного топлива, и раскрывает способ совместного спектрофотометрического определения нептуния, америция и плутония.

Изобретение относится к области микробиологии, а именно к способам окраски и дифференцировки микроорганизмов. Предложен способ окраски и дифференцировки микроорганизмов, при котором в качестве основного красителя используют 4-дневную настойку плодов черноплодной рябины на 90% этиловом спирте с добавлением 2-2.5 г медного купороса на 40 мл раствора, для докрашивания применяют 1% раствор эозина, при этом бактериологические мазки, фиксированные над пламенем спиртовки, окрашивают новым красителем на основе экстракта плодов черноплодной рябины в течение 4,5-5 мин, смывают 2 раза 96% спиртом, наносят 96% спирт на 20 с, промывают водой и окрашивают 1% эозином в течение 1 мин, затем промывают водой и высушивают фильтровальной бумагой.

Изобретение относится к области медицины, а именно к эндокринологии и онкологии, и может быть использовано для дифференциальной диагностики новообразований в щитовидной железе.

Изобретение относится к измерительной технике и касается дистанционного способа обнаружения участков растительности в стрессовом состоянии путем лазерного возбуждения флуоресценции хлорофилла растения и регистрации интенсивности флуоресценции.

Изобретение относится к способу определения типа пробы пластового флюида. Техническим результатом является повышение точности определения характеристик пластовых флюидов.

Изобретение относится к обнаружению текучей среды в теле человека, в частности к обнаружению гидравлической текучей среды и жидкого топлива внутри тела человека. Способ обнаружения проникновения текучей среды в пациента включает этапы обеспечения емкости для хранения текучей среды, обеспечения текучей среды для использования в машинном оборудовании и ее добавления в указанную емкость; и обеспечения флуоресцентного красителя и его добавления в текучую среду с обеспечением флуоресценции текучей среды в присутствии голубого или ультрафиолетового света.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается устройства для измерения длины распространения инфракрасной поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ).

Группа изобретений относится к оптическим датчикам. Устройство для обнаружения сигналов рассеянного света содержит источник света (10), излучающий свет в одной зоне (15) рассеянного света, при этом падающий свет определяет ось падения (11), несколько оптических датчиков (21-30) для обнаружения рассеянного света, каждый из которых расположен под углом (W1-W10) датчика относительно оси падения (11)), при этом по меньшей мере один из нескольких оптических датчиков (21-30) является опорным датчиком рассеянного света, и оценочный блок для оценки сигналов, обнаруженных оптическими датчиками, при этом для классификации типа любой частицы, оценочный блок выполнен с возможностью соотнесения профилей сигналов других оптических датчиков (21-30) с профилем сигнала по меньшей мере одного опорного датчика.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается статического устройства для определения распределения интенсивности поля инфракрасной поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ) вдоль ее трека.

Изобретение относится к химии, экологии, а именно к способам исследования токсичных химических веществ в окружающей среде и установлении их контроля. Способ заключается в подготовке образцов пыли, отобранной из атмосферного воздуха, с помощью экстракции хинолином при нагревании и обработке ультразвуком и дальнейшем количественном измерении оптической плотности полученного раствора угля в видимой области спектра поглощения.

Изобретение относится к области исследования поверхности металлов и полупроводников и касается устройства для промера распределения поля инфракрасной поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ) над ее треком.

Способ определения характеристик оптического канала передачи информационного сигнала включает в себя измерение затухания оптического канала от источника оптического излучения до приемника оптического излучения.
Изобретение относится к способам определения окислительных показателей растительных масел и может быть использовано в масложировой промышленности при технохимическом контроле в процессе производства и применения растительных масел.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение для определения хроматического свойства продукта питания. Технический результат – расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к высокочувствительному, селективному, экспрессному методу количественного спектрофотометрического определения фторид-иона в природных объектах и сточных водах.

Изобретение относится к области спектроскопии и касается способа проведения лазерноиндуцированных двухлучевых термолинзовых измерений. Способ включает в себя не менее двух циклов измерений, каждый из которых состоит из полуцикла нагрева исследуемого объекта индуцирующим лазерным лучом и полуцикла охлаждения при закрытом или выключенном индуцирующем лазерном луче.

Настоящее изобретение относится к электронному курительному изделию и, в частности, к принадлежности для сбора данных о режиме курения, закрепленной к корпусу электронной сигареты. Принадлежность для электронного курительного изделия, которая включает в себя полый корпус с имеющимися у него внутренней и внешней поверхностями и датчик, расположенный в корпусе. Датчик способен обнаруживать излучение, создаваемое электронным курительным изделием. Процессор встроен в корпус и способен формировать данные о режиме курения на основе излучения. Дисплей формирует вывод на основе данных о режиме курения, полученных от процессора. Технический результат заключается в возможности измерения параметров режима курения. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам. Способ контроля шероховатости поверхности детали включает зондирование исследуемой поверхности потоком со струйной структурой, содержащим смесь химически взаимодействующих газов, визуализацию информативного параметра через контролируемую область поверхности по регистрируемому в оптическом диапазоне длин волн изображению яркостного контраста проекции зоны химического взаимодействия смеси газов. Используют цифровые методы обработки регистрируемого яркостного контраста, при этом о величине шероховатости поверхности судят по степени искажения изображения яркостного контраста по сравнению с эталонным. Технический результат - повышение информативности, достоверности и производительность контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх