Устройство для измерения шероховатости полированных поверхностей объектов Советский патент 1985 года по МПК G01B11/30 

СП

Qri

00 1 00

2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что защитный

узел выполнен из светопоглощающего материала.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОЛИРОВАННЬК ПОВЕРХНОСТЕЙ ОБЪЕКТОВ, содержащее источник света, фотометрический шар с установленными в нем фотодатчиками, защитный узел и оптическую систему, BKjnouaraaiy объектив и формирователь светового потока, расположенный в фотометрическом шаре, отличающееся тем, что, с целью повьшенив точности измерения, защитный узел установлен в формирователе светового потока и выполнен в виде ступенчатогоцилиндра с канал 4 по оси, на внутренней поверхности канала нанесены кольце- ; вые канавки, а по периферия ступени с ботлим диаметром выполнен сквозной круговой паз. на внутренней поверхности которого нанесены СО кольцевые канавки.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к сред ствам оптического неразрушающего контроля, и может быть использовано для определения степени щероховатости полированных поверхностей. Известно устройство для измерения щероховатости полированных поверхностей объектов, содержащее источник света, оптическую систему, образующую изображение в рассеянном свете, и измерительный прчбор (фотометр) 1 j . Недостатком данного устройства является то, что им невозможно измерить шероховатость полированных поверхностей высокого класса, так как данным устройством шероховатост определяется по контрастности пятен в изображении, а поверхность полированных поверхностей высокого клас са (вьше 14 кл.) в изображении не имеют контрастных пятен. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является о устройство для измерения шероховатости полированных поверхностей объектов, содержащее источник света, фотометрический шар с установленными в нем фотодатчиками, защитный узел и оптическую систему, вклю чающую объектив и формирователь све тового потока, расположенный в фото метрическом шаре. Защитный узел выполнен в виде трубки, расположенной между оптической системой и узлом установки изделия. Принцип рабо ты устройства основан на измерении степени диффузионного рассеивания от этой поверхности перпендикулярно направленных на нее параллельных лу чей светового потока 12. Лучи света, попадающие на контро лируемый объект и отраженные от него под различньми углами, попадают трубку, выполняющздо роль защитного узла, Не все, а только та их часть, которая отражается от KOHTD.O лируемого образца под углом ;45°(к оси трубки). Лучи, отраженные под углом 45° , попадают в фотометрический шар. Это приводит к искажению (занижению) действительного значения измеряемой шероховатости поверхности объекта. Целью изобретения является повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения шероховатости полированных поверхностей объектов, содержащем источник света, фотометрический шар с установленн зми в нем фотодатчиками, защитный узел и оптическую систему, включающую объектив и формирователь светового потока, расположенный в фотометрическом шаре, защитный узел установлен в формирователе светового потока и выполнен в виде ступенчатого цилиндра с каналом по оси, на внутренней поверхности канала нанесены кольцевые канавки, а по периферии, ступени с большим диаметром выполнен сквозной круговой паз, на внутренней поверхности которого нанесены кольцевые канавки. Кроме того, защитный узел выполнен из светопоглощающего материала. На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения шероховатости полированных поверхностей . Устройство содержит источник 1 света, объектив 2, гибкий световолоконный световод 3, соединенный с формирователем 4 светового потока, установленн{Ф1 в фотометрическом шаре 5. В фотометрическом шаре 5 установлены также фотодатчики 6, выполнено отверстие 7, на которое устанавливается контролируемый объект 8. В формирователь 4 светового потока вмонтирован защитный узел 9 фотодатчиков б, выполненный в виде ступенчатого цилиндра с каналом 10 по вертикальной оси, на внутренней поверхности которого нанесены коль цевые канавки 11, а по периферии ступени с большим диаметром выполнен сквозной круговой паз 12, на внутренних стенках Которого также нанесены кольцевые канавки 13. Защ ный узел 9 выполнен из светопоглощающего материала, например, эбони та. Для регистрации сигналов с фот датчиков 6 установлен измерительны прибор 14. Устройство работает следующим образом. Световой поток от источника 1 света через объектив , и гибкий св товолоконный световод 3 поступает в формирователь 4 потока, а затем через канал 10 - на контролируемую поверхность объекта 8. Канал 10 пропускает световые лучи только параллельно его вертикальной оси, а остальные лучи после многократно го отражения и поглощения в кольце вых канавках 11 почти полностью подавляются. Этим достигается облу чение коитролируемой поверхности объекта 8 строго параллельным пучком света. Попадая на контролируемую новерхность, световой поток от ражается и часть потока, отраженна перпендикулярно контролируемой поверхности, попадает обратно в канал t О, а другая часть - в паз 12, где лучк после многократного отражения в кольцевых канавках 11 и 13 поглощаются. В результате в фотометрический шар 5 попадает только диффузионно рассеянный световой по ток от измеряемой поверхности объе та 8, который после многократных отражений от внутренних поверхнос484тей фотометрического шара 5 регистрируется фотодатчиками 6 и поступает на измерительный прибор 14. Чем больше высота микронеровностей на контролируемой поверхности объекта тем больше степень диффузионного рассеяния направленного на нее светового потока. Выполнение защитного узла 9 описанной выше формы из светопоглощгющего материала позволяет предотвратить попадание в фотометрический шар и фотодатчики световых лучей, отраженных от поверхности контролируемого объекта под углом 45° (относительно оси формирователя светового потока). Это объясняется тем, что световые лучи, отраженные под углом 45 , попадают в круговой паз защитного узла, а наличие кольцевых канавок в пазу обеспечивает неоднократное отражение лучей (отраженных от объекта) при прохождении их из одной кольцевой канавки в другую. Благодаря выполнению кольцевых канавок на стенках канала по вертикальной оси защитного узла стало возможным пропускать на контролируемый образец только лучи, перпендикулярные его поверхности, а остальные после многократного отражения в кольцевых канавках поглощаются. В результате на контролируемзю поверхность объекта попадают только перпендикулярные ей лучи, а в фотоетрический шар - только диффузионно рассеянный световой поток. Это беспечивает многократное увелнчесигиалие отношения max, а знапомехаит, повышение точности измерения.

п