Способ определения шероховатости поверхности поступательно движущегося цилиндрического объекта Советский патент 1985 года по МПК G06K9/00 

I 1 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к способам определения шероховатости поверхностей объектов. Цель изобретения - увеличение точности и быстродействия способа, а также расширение области применения за счет определения шероховатости всей поверхности цилиндрического объекта. На чертеже изображено устройство реализующее предлагаемый способ опре деления шероховатости поверхности поступательно движущегося цилиндрического объекта. Устройство содержит общий (P/f Ьлой 1 сканистора, базовый слой 2h(p) сканистора, делительный КОслой 3 сканистора, контакты 4 и 4., к общим слоям двух полуколец, контак ты 5j и 5j- к делительному слою, дифференцирующие усилители 6 и 6i считывания и источник 7 постоянного смещения. В данном способе в качестве фотоприемной используют торцовую поверхность сканистора; представляющую собой сплошную пространственно-распределенную р -п р-структуру 5 полностью фоточувствительную. Эту торцовую поверхность располагают максимально близко к анализируемой поверх ности цилиндрического объекта. Торцовая поверхность сканистора выполнена в виде кольца. Круглое отверстие заданного диаметра вытравлено с лицевой стороны в пластине моно,кристаллического кремния, на которой предварительно создана двустрочная структура сканистора. Устройство работает следующим образом. В исходный момент времени на две торцовые поверхности строк сканистора проецируются два участка волнового фронта отраженного оптического сигнала от анализируемой поверхности цилиндра. К контактам делительных слоев 5z и 5з параллельно подключен источник 7 постоянного смещения Ео. Линии равного потешщала располагают ся в делительных слоях идентично по радиусам, причем напряжение вдоль полуокружности изменяется от + до . К средней точке источника 7 постоянного смещения Е подключен , генератор пилообразного напряжения. 22 изменяющий напряжение за время к.оммутации полуколец Т от до -§ Дифференцирующие усилители 6, и бг. подключены к контактам 4, и 42. Таким образом, генератор пилообразного напряжения оказывается включенным параллельно p-h-p-структуре сканистора. В первый момент времени одновременно с началом поступательного движения цилиндрического объекта начинает генерировать коммутирующее напряжение генератор пилообразного напряжения. Начальному напряжению Ео -It- на выходе генератора соответствуют два элементарных участка, расположенных в непосредственной близости к контакту 5г. Пусть цилиндрический объект поступательно движется вниз. В следующий момент времени по мере изменения пилообразного напряжения коммутирующая граница также перемещается вниз от контакта З к контакту 5з . Происходит последовательное преобразование пространственного распределения интенсивности волнового фронта, отраженного от поверхности цилиндрического объекта, электрических сигналов, регистрируемых усилителями 6 и 6. Когда коммутирующая граница доходит до контакта 5j, напряжение на выходе генератора пилообразного напряжения скачком меняется на исходное. Если время обратного хода пилообразного напряжения меньше времени коммутации сигнала с одного элемента разрешения, потери информации не происходит. В следующем периоде коммутации строк сканистора в последовательность электрических сигналов преобразуется пространственное распределение интенсивности волнового фронта от следующих колец отраженного оптического сигнала. Точность анализа шероховатой поверхности цилиндрического объекта при использовании предлагаемого способа лимитируется параметрами используемого сканистора. Наличие единой непрерывной структуры фотоприемника в виде двух полуколец позволяет вводить поправку на поступательное движение анализируемой поверхности со скоростью долей метра в секунду. Плоскость кольца фотоприемника может быть скрещена

31

под некоторым регулируемым углом с плоскостью, перпендикулярной оси вращения цилиндрического объекта. Такая коррекция, практически не выполнимая при трансформации изображения трехмерной поверхности на плоскость, позволяет оперативно выделять дефекты на поверхности, имеющие опре деленную геометрию расположения относительно оси вращения. Часто прихо дится вьщелять дефекты, перпендикуляпные оси вращения и параллельно

1561024

оси вращения, отбраковывать детали, имеющие именно эти дефекты. Одновременный опрос двух полуколец, лежащих в одной плоскости, позволяет фиксировать наличие дефектов первого рода; последовательный опрос колец, лежащих в соседних плоскостях при наличии задержки сигнала на одну строку, позволяет вьщелять дефекты второго рода.

- to При этом обработка электрических сигналов ведется в реальном времени.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПОСТУПАТЕЛЬНО ДВИЖУЩЕГОСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, основанный на формировании отраженного от цилиндрического объекта светового сигнала и преобразовании его в последовательность электрических сигналов, по которым судят о шероховатости поверхности, о т л и . чающийся тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия способа, а также расширения области применения за счет определения шероховатости всей поверхности цилиндрического объекта, отраженный световой поток перед преобразованием его в последовательность электрических сигналов оптически разделяют на оптические сигналы путем деления волнового фронта отраженного оптического сигнала на участки в виде полуколец, причем оптические сигналы, соответствующие участкам одного кольца, преобразуют в электрические сигналы одновременно, а оптические сигналы от участков, соответствующих осталь(Л ным кольцам волнового фронта, преобс разуют последовательно с частотой, соответствующей скорости поступательного движения цилиндрического объекта.