Прибор для оптического контроля качества поверхности Советский патент 1983 года по МПК G01B11/25 G02B5/10 

Иэобретеигие относится к установкам для оптического контроля качестёа отражающих, преимущественно цилиндрических испытуемых образцов по методу светового свечения. У известных приборов для оптического контроля качества поверхности методом светового сечения лучи от источника света, проходя через щелевую диафрагму, образуют световую плоскость, которая, в свою очередь, образует с поверхностью испытуемого образца определенный утоп. Полученное сечение профиля рассматривается с увеличением под микроскопом и анализируется. С.помощью этого прибора можно контролировать лишь плоские поверхности испытуемых образцов или ии-f линдрические тела вдоль образующей. Контроль качества поверхности вдоль KOH тура сечения невозможен. Прибор для оптического контроля поверхностей цилиндрических теп вращения, включающий в себя устройство освещения, -отклоняющие зеркала, системы, формирующие изображение, и фотоэлектрич ский приемник, описан в D Е- ,Р5 1.041.263. Для контроля ис11ытуемых образцов по всей боковой поверхнос.ти вокруг них поворачивается стойка, на которой устанавливаются оптические элементы. В этом случае невозможно исполь зование принципа светового сечения, В описаном в СН-Р5 -527409 приборе для контроля поверхностных неровностей у кабелей предусмотрено расположение преимущественно нескольких источников света вокруг испытуемого образца, которые освещают его в форме линий. Отраженный свет при этом подается на фотоэлектрический приемник. Из-за установки нескольких источников света этот прибор очень сложен. -Поочередное включение источников света по времени и анализ измерительных сигналов также сопряжены с большими техническими трудностями. Целью изобретения яотяется создание конструктивно простого прибора без цере мещаемых элементов для оптического контроля качества поверхности испытуемых цилиндрических образцов, где транспортировка испытуемых образцов в процессе контроля упрощена, позволяющего непрерывно и экономично исследовать испытуемые штиндрические образцы. Поставленная цель достигается тем, что Б приборе для оптического контроля качества поверхности отражающих, пре(Ик ушественно цилиндрических, испытуемых образцов по методу светового сечения, включающем в себя осветитепьнь й тракт и тракт формирования изображения, где осветительный тракт включает в себя источник света, расположенную за ним кольцевую диафрагму и оптическую систему, а тракт формирования изображения - оптическую систему, формирующую изображение, и фотоэлектрический приемник с расположенной .перед ним кольцевой диафрагмой, и в обоих трактах предусмотрены зеркала для отклонения лучей, как для осветительного тракта, так и для тракта формирования изображения предусмотрен рефлектор в форме конуса, охватывающий испытуемый образец и имеющий в середине направляющие для испытуемого образца, причем отражающая поверхность каждого рефлектора имеет форму внешней поверхности усеченного конуса и оба рефлектора так расположены друг относительно друга, что их малые основания расположены в непосредственной близости друг от друга и что отклоняющие зеркала в осветительном тракте и в трак те формирования изображения имеют по одному направляющему устройству для движущихся через прибор испытуемых образцов, преимущественно под действием силы тяжести. Рефлектор представляет собой единое целое и отражающая поверхнрсть имеет форму внещней поверхности двух Усечен ных конусов, соприкасающихся своими малыми основаниями, и в середине рефлектора расположены направляющие для испытуемого образца. Кроме того, преимуществом прибора является то, что для шотиндрических тел контроль качества поверхности вдоль некоторого контура поперечного, сечения возможен с помощью несложных средств, причем конструкция прибора проста и не включает в себя подвижных элементов. Благодаря наличию направляющих просто реализуется транспортировка испытуемых образцов через прибор. г. На фиг. 1 изображена оптическая схе ма прибора на фиг. 2 - рефлектор. К осветительному тракту относится источник 1 света, который конд нсатор 2 освещает кольцевую диафрагму 3, Далее следует оптическая система 4, отклоняющее зеркало-5 со сквозным отверстием, а также рефлектор 6, имекядий внутри форму кЪнуса. Через отверстие отклоняющего зеркала 5 и через середину рефлектора 6, имеющего внутри фор конуса, проходят направляющие 7 и 8 для . транспортировки испытуемого образца 9 через прибор;

К тракту формирования изображения относятся следующие элементы конструк- $ 1ЩИ, расположенные по направлению рас прост1«нения света: рефлектор 1О, имеюг щий внутри форму конуса, второе отклонякяцее зеркало 11 со сквозным отверстием, ч., оптическая система 1 и прикрывающая 10 фотоэлектрический 13 кольцевая диафрагма 14. Фсзггоэлектрический прием- ник -13 соединен с анализирующим устройством 15. Через отверстие отклоняющего зеркала 11 и через середину рефлекто 15 ра 10 также проведены направляющие 16 / .и 17. Как видно из фиг. 1, осветительнь1Й тракт и тракт формщзования изобра- . жения сконструированы с максимально , , возможной симметрией, что обеспечивает 20 экономичность изготовления отдельных . элементов конс грукции.

На фиг. 2 изображен рефлектор 1.8 как единое целое, отражающая поверхность которого имеет форму внещней повфхноо- ,, ги двух усеченных конусов, соприкасаю- . щихся своими малыми основаниями, Внутри рефлектора 18 также предусмотрены направляющие 20 и 21 для испытуемого: образца. Освещаемая источником 1 свет . кольцевая диафрагма 3 проецируется оптической системой 4, отклоняющим зерка лом 5 и рефлектором 6 на испытуемый

образец 9, движущийся через прибор по направляющим 8 и 17. Вдоль внешнего контура поперечного сеч 1ения испытуемого образца 9 возникает световая полоса S2. Отраженный от испытуемого образца 9 свет проходит через рефлектор 10, отклоняющее зеркало 11) оптическую систему 12 и попадает на диафрап лу 14. Здесь возникает профилограмма испытуемого цилиндрического образца 9. Диафрагма 14 служит для диа4рагмирования изображения. Если, например, глубина дефекта поверхности пытуемого образца 9 превысит, размер, определяемый диаметром кольцевой диафраплы 14, то часть изображе;ния испытуемсяо образца экранируется I диафрагмой. Расположенный за кольцевой диафрагмой 14 фотоэлектрический приемник 13 вырабатывает сигнал, который : подаётся на анализирующее устройство 15. Анализирующее устройство может быть : связано с некоторой системой, позволяющей класси4яшировать испытуемые образцы или отсортировывать дефектные испы-ii туевые образцы..

Вместо диафрагмы 14 необходимую кольцевую форму может иметь также светочувствительный слой фотоэлектрического приемника 13, на который отображается профилограмма испытуемого образца 9. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

1. ПРИБОР ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЮ. КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПСеЕРХНОСТЙ отражающих, преимущественно цилиндрических, испытуемых образцов по методу световрго сечения, включающий в .себя ооветитепьный тракт и тракт формирования изображения, где осветительный тракт включает в себя источник света, расположенную за ним кольцевую диафрагму и оптическую систему, а тракт формирования изображения - оптическую систему, форме-. рующую изображение , и фотоэлектрический приемник с расположенной перед ним кольцевой диафрагмой, ив обоих трактах . предусмотрены зеркала для отклонения лучей, отличающийся тем, что, как ОЛЯ осветительного тракта, так И для тракта фо{жшрования изображения предусмотрен конусообразный рефлектор 6, 10, окватывающий испытуемый образец 9 и имеющий в середине направляющие 8,17,20, 21 для испытуемого образца 9,причем отражающая поверхность каждого рефлектора 6, 10 имеет фо{ыу внешней поверхности усеч§ш1ого конуса и оба рефлектора 6, 1О так расположены друг относительно друга, что их малые основания расположены в непосредственной бтеости друг от друга и что отклоняющие зеркала 5, 11 в осветительном тракте и в тракте формирования изображения имеют по одному направляювдему устройству 7, 16 для движущихся через .прибор испытуемых образцов 9, пренмуйественно под действи «4 силы тя(П жести. 2. Прибор по п. 1,0 т л и ч а ю-г Щи и с я тем, чтог рефлектор 18 представляет собой единое цепое и отражаю- Шая поверхность 19 вме форму внещней пов хноств двух усеченных конусов 1 сопр;гисасающихся своими малыми основа.ниями, к 4to в середине рефлектора 18 располсжены направляющие 20« 21 для испытуемого образца. эо 9