Устройство для изменения шероховатости поверхности Советский патент 1984 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения параметров шероховатости полированных поверхностей. Известно устройство для определения параметров шероховатости (среднего квадратического отклонения высо неровностей и среднего квадратического значения углов наклона неровностей, связанного с интервалом корреляции определенным соотнесением), содержащее лазер, освещающий измеряе мую поверхность практически нормально, отражатель в виде сферического зеркала с отверстием в центре, через которое отводится зеркально отраженный поток, ирисовую диафрагму и фото приемник. Путем установки разных диаметров ирисовой диафрагмы измен яется телесный угол диффузно отраженного потока и производится два измерения при двух разных; телесных углах 1. Недостатком этого устройства явля ется наличие образца сравнения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст ройство для измерения шероховатости поверхности., содержащее последовательно расположенные на однОй оси и устанавливаемые под острым углом к измеряемой поверхности источник монохроматического излучения, модулятор и оптическую систему, приемник излучения, светофильтры, расположенные перед приемником излучения, и электронный блок обработки сигналов В этом устройстве используются три преемника излучения, установленные в плоскости падения так, что на первый приемник, попадает поток излучения, отраженный в зеркальном направлении под углом в , а на два других - потоки излучения, отраг женные под углом 82 и 0 также ТРИ диафрагмы, установленные перед приемниками излучения 2. Недостатком зтого устройства являются: необходимость измерения малых потоков излучения, отраженных под углом 02 и 0, связанная с малыми . значениями телесных углов, что снижает чувствительность и точность устройства; большая погрешность изме рения параметров шероховатости на анизотропных неоднородных поверхностях, обусловленная тем что в зтом случае индикатрисса рассеяния в плос кости падения существенно изменяется при различных направлениях зтой плоскости. . Цель изобре тения - повышение точности и чувствительности измерения. Указанная цель достигается гем, что устройство для измерения шероховатости поверхности, содержащее последовательно расположенные на одной оси и устанавливаемые под острым углом к измеряемой поверхности источник монохроматического излучения, модулятор и оптическую систе му, приемник излучения, светофильтры, расположенные перед приемником излучения, и электронный блок обработки сигналов, снабжено последовательно установленными перед светофильтра по ходу отражаемых от контролируемой поверхности световых лучей маской, имеющей два кольцевых концентрических отверстия и круглое отверстие в центре, тремя параллельными шторками, выполненнь 4и с возможностью перемещения относительно маски, и фокусирующим объективом. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства.для измерения шероховатости поверхности; на фиг, 2, 3, 4 - конфигурация маски и расположение шторок относительно маски. Устройство содержит последовательно расположенные на одной оси и устанавливаемые под острым углом к измеряемой поверхности источник 1 монохроматического излучения, модулятор 2 и оптическую систему 3, последовательно установленные по ходу отражаемых от контролируемой поверхности световых лучей маску, имеющую два кольцевых концентрических отверстия и круглое отверстие в центре, три параллельные между собой шторки 5, 6 и 7, выполненные с возможностью перемец ения относительно 1аски 4, фокусирующий объектив 8, светофильтры 9, приемник 10 излучения и электронный блок 11 обработки сигналов. Устройство работает следующим образом. Параллельный пучок монохроматического излучения, выходящий из ирточника 1 монохроматического излучения-лазера, модулируется модулято ром 2, представляющим собой жидкокристаллическую ячейку с поляризатором, и оптической системой 3 направляется на измеряемую поверхность 12. Отраженный в зеркальном направлении поток проходит через.круглое отверстие в центре маски 4, затем чере объектив 8, светрфильтры 9,попадает на приемник 10 излучения и регистрируется электронным блоком 11 обработки сигналов. При этом подвижные шторки б и 7 вдвинуты, а шторка 5 : в,ыдвинута (фиг. 2). Затем при вдвинутых подвижных шторках 5 и 7 и выдвинутой подвижной шторке б (фиг.З) регистрируется поток излучения, прошедший через внутреннее кольцевое отверстие в маске 4. После чего, выдвинув подвижную шторку 7 и вдвинув шторки 5 и б (фиг. 4), регистрируется поток излучения, прошедший через крайнее кольцевое отверстие в маске 4. По отношению потоков излучения, прсяаедших через кольцевые отверстия в маске 4, к зеркальному отргикенному опр чделяются параметры шероховатости измеряемой поверхности г среднее квадратическЬе отклонение и интервал корреляции высот неровностей. Так как в данном устройстве петоки рассеянного излучения измеряются в больших телесных углах, реализованных за счет кольцевых отверстий в маске, и за счет того,что рассеянное излучение измеряется во всех направлениях относительно зеркально отражённого пучка, возрастает чувствйточность устройсттельностьва.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ, содержа щее последовательно расположенные на одной оси и устанавливаег ые под острым углом к измеряемой поверхности источник монохроматического излучения, модулятор и оптическую систему, приемник излучения, светофильтры, расположенные перед приемником излучения, и электронный блок обработки сигналов, отли -чающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, оно снабжено последовательно ,установленными перед светофильтрами по ходу отражаемых от контролируемой поверхности световых лучей маской, имеющей два кольцевых концентрических отверстия и круглое отверстие в центре, тремя параллельными шторками, выполненными с возможностью перемещения S относительно маски, и фокусирующим объективом.

Фиг.г

Фиг.З