Устройство для размерного контроля изделий Советский патент 1984 года по МПК G01B9/00 

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров изделий сложной формы. Известно устройство для контроля размеров, состоящее из последовательно расположенных и оптически связанных лазера, оптической систем формирования освещающего пучка контролируемого объекта, объектива прямого преобразования Фурье, голо.графического фильтра, объектива обратного преобразования Фурье и фотоприёмника l . Наиболее близким к изобре- ению по технической сущности и достигаем |му результату является устройство для контроля изделий, содержащее лазер, расположенные последователь.но по ходу его лучей оптическую систему формирования предметного пучка, объектив прямого преобразования Фурье, пространственный фильтр, голографический фильтр, объектив обратного преобразования Фурье, диафрагму и фотоприемник 2J Недостатками известных устройств являются низкая точность и чувствительность измерений изделий сложной формы. Цель изобретения - расширение диапазона контролируемых изделий, повышение точности и чувствительнос ти измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее лазер, объективы прямого и обратного преобразований Фурье, голографический фильтр, диафрагму и фотоприемник, введены компенсирующий фазовый фильтр, установленный между объективами прямого и обратного пре образований Фурье, и дополнительные объективы прямого и обратного преобразований Фурье, между которыми установлен голографический фильтр, имеющий сформированное в его спектре поле допусков, при этом в качест ве диафрагмы использована диафрагма полевого типа, которая установлена в плоскости, сопряженной с плоскост изделия. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство содержит последовательно установленные лазер 1, оптическую систему 2 формирования опорного и предметного световых пучков, изделие 3, объектив 4 прямого преобразования Фурье, компенсирующий фазовый фильтр 5, объектив 6 обратного преобразования Фурье, полевую диафрагму 7j объектив 8 прямого преобразования Фурьеj голографический фильтр 9 объектив 10 обратного преобразования Фурье диафрагму 11 и фотоприемник 12. Устройство работает следующим образом. Вначале получают голографический фильтр с импульсным откликом в виде ПОЛЯ допусков. Для этого на измерительной позиции устанавливается эталонное изделие, которое освещается предметным световым пучком. Объектив 4 прямого преобразования Фурье в адтней фокальной плоскости формируе:: пространственный спектр эталонного изделия, который модулируется оптическим расщепляющим фильтром, устанавливаемым на месте компенсирующего фазового фильтра 5. С помощью зтого фильтра в задней фокальной плоскости объектива 6 формируется световое распределение в виде изображения поля допусков, причем величина допуска не зависит от формы эталонного изделия и определяется лишь параметрами оптического расщепляюпего фильтра. Это дает возможность с помощью одного и того же фильтра формировать поля допусков для различных изделий. Поле допуска определяется передаточной функцией оптического расщепляющего фильтра H(a)j где ш --{w X 2 + о у - круговая пространственная частота и может иметь вид двух контуров с амплитудой разного знака, отстоящих от границы эталонного изделия ка расстоянии ,при Н (w) . Полевая диафрагма 7, установленная в плоскости изображения поля допусков, задерживает световой поток, соответствующий изображениям границ апертур объективов Кроме того, эта диафрагма может быть использована для выделения нужного фрагмента поля допусков. Расположенный далее объектив 8 прямого преобразования Фурье формирует в своей задней фокальной плоскости пространственньм спектр эталонного поля допусков, который голографически регистрир ется с 1ю:--юпъю опорного пучка, формируемого оптической системой 2 для получения голографического фильтра 9. После описанной процедуры устрой ство используется непосредственно для контроля. При этом оптическая система 2 формирует лишь один предметный пучо а вместо оптического расщепляющего фильтра ставится компенсирующий фазовый фильтр 5, представляющий собой стеклянную пластинку определенн толщины, компенсирующую набег фазы световой волны в оптическом расщепляющем фильтре при записи голографического фильтра. Этот фильтр позволяет исключить расфокусировку уст ройства в процессе контроля. Контролируемое изделие 3 помещае ся на измерительную позицию и освещается предметным световым пучком. Объектив 4 прямого преобразования Фурье формирует пространственный спектр изделия, который модулируется компенсирующим фазовым фильтром 5, а объективы 6 и 8 обратного и прямого преобразований Фурье переносят изображение спектра в плоскость i голографического фильтра 9, где осуществляется его перемножение с записанным на фильтре спектром эталонного поля допусков. Объектив 10 обратного преобразования Фурье в своей задней фокальной плоскости формирует световое распределение, соответствующее корреляционной функции изображения контролируемого изделия и эталонного поля допусков. С помощью диафрагмы -1 и фотоприем- ника 12 выделяется и интегрируется световой поток в центральной области корреляционной .картины. Годность изделия или величину отличия его от эталонного изделия определяют по величине сигнала с фотоприемника. Изобретение позволяет повысить точность и чувствительность измерений при, контроле изделий.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ РАЗМЕРНОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее лазер, объективы прямого и обратного преобразований Фурье, голографический фильтр, диафрагму и фотоприемник, о тлич ающе е с я тем, что, с целью расширения диапазона контро.лируемых изделий, повьшения точности и чувствительности измерений, в него введены компенсирующий фазовьй фильтр, установленный между объективами прямого и обратного преобразований Фурье, и дополнительные объективы прямого и обратного преобразований Фурье, между которыми установлен голографический фильтр, имеющий сформированное в его спектре поле допусков, при этом в качестве диафрагмы использована диафрагма полевого типа, которая установлена в плоскости, сопряженной с плоскостью изделия.