Устройство для контроля шероховатости поверхности Советский патент 1985 года по МПК G01B11/30 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно - к устройствам бесконтактного оптического контроля шероховатости поверхности и предназначено для использования в оптические(Механических цехах, отделах технического контроля как при отладке техпроцессов , так и при экспресс-контроле -конечной продукции.

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник излучения, коллиматор направляющий параллельный пучок излучения на контролируемую поверхность, фотоприемники, регистрирующие зеркально и диффузно отраженное излучение, блок питания и ре-, гистрации Л .

В этом устройстве фотоприемники отраженного излучения расположены в плоскости излучения с одной стороны от источника излучения. Подобное расположение не позволяет собрать весь отраженный поверхностью диффузный поток, что приводит к снижению чувствительности и влиянию направлений неровностей на показания устройства

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник излучения, коллимирующую линзу, цилиндрический отражая-ель, установленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы, фотоприемники для регистрации зеркально и диффузно отраженного излучения, расположенные на оси, перпендикулярной оптической оси коллимирующей линзы, полупрозрачную пластину, установленную в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы с осью расположения фотоприемников, блок обработки сигналов и приемник сравнения 2 .

Однако устройство содержит всего три цилиндрических отражателя.

Фотоприемники для регистрации зекально и диффузно отраженного излучения в данном устройстве расположены последовательно друг за другим по ходу луча. В связи с этим снижается чувствительность устройства из-за затенения фотоприемника дш} фузионного отражения и потерь на

658832

отражение от зеркальных цилиндрических отражателей.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

5 Поставленная цель, достигается тем, что в устройстве для контроля шероховатости поверхности, содержащем источник излучения, коллимирующую линзу, цилиндрический отражатель, установленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы, фотоприемники для регистрации зеркально и диффузно отраженного излучения, расположенные на

15 оси, перпендикулярной оптической оси коллимирующей линзы, полупрозрачную пластину, установленную в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы с осью расположения фотоприемников, приемник сравнения и блок обработки сигналов, фотоприемники расположены концентрично,. их фотокатоды установлены в фокальной плоскости колли5 мирующей линзы, а цилиндрический отражатель установлен так, что его образующая совпадает с фокальной плоскостью коллимирующей линзы.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для контроля шероховатости поверхности. Устройство содержит источник 1 излучения, коллимирующую линзу 2, цилиндрический отражатель 3, установленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы 2, фотоприемники 4 и 5 для регистрации зеркально и диффузно отраженного излучения, расположенные концентрично, фотокатоды фотоприемников 4 и 5 установлены в фокальной плоскости коллимирующей линзы 2. Цилиндрический отражатель 3 установлен так, что его образующая совпадает с

фокальной плоскостью коллимирующей линзы 2.

В точке пересечения осей цилиндрического отражателя фотоприемников 4 и 5 установлена полупрозрачная пластина 6 i

В устройстве установлен также приемник 7 сравнения и блок обработки сигналов (не показан). Конструктивно устройство выполнено в

виде закрытого корпуса (не показан), в котором установлены источник 1 излучения, расположенный в фокусе коллимирующей линзы 2, цилиидричес3кий отражатель 3, ось которого сов падает с оптической осью линзы 2, фотоприемники 4 и 5 для регистрации зеркально и диффузно отраженного излучения, расположенные на оси, перпендикулярной оптической оси коллимирующей линзы 2, фотокатоды которых лежат в фокальной плоскости коллимирующей линзы 2,а фокальная плоскость совпадает с об разующей цилиндрического отражате ля 3, Излом оптической оси производится полупрозрачной пластиной 6, установленной в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы 2 с осью фотоприемникон 4 и и образует с ними угол 45 . Приемник 7 сравнения расположен также на оси фотоприемников 4 и 5 по другую сторону от полупрозрачно пластины 6. Устройство работает следующим образом. Пучок света, посылаемьйисточником 1 излучения падает на полупрозрачную пластину 6 и раздваивается. Отраженный пучок попадает на приемник 7 сравнения.. Прошедший пу чок коллимирующей линзой 2 проецируется на контролируемую поверхность 8. Источник 1 излучения расположен в фокусе линзы 2, поэтому освещение контролируемой поверхности 8 происходит параллельным пучком по нормали к ней. Отраженный от контролируемой по верхности 8 пучок делится на две составляющие - зеркальную и диффyзнyiq. Зеркальная составляющая пр ходит коллимнрующую линзу 2 и, от- разившись от пластины 6, собирает34ся на фотоприемнике 4 для регистрации зеркально отраженного излучения, расположенном в фокальной плоскости линзы 2. Диффузная составляющая, отразившись от цилиндрического отражателя 3, собирается линзой 2 и пластиной 6, направляетс я на фотоприемник 5 для регистрации диффузно отраженного излучения, расположенный также в фокальной плоскости линзы 2 концентрично с фотоприемником 4. Диаметр светочувствительной площадки фотоприемника 5 для регистрации диффузно отраженного излучения равен диаметру освещаемой площадки контролируемой поверхности 8. Блок регистрации обрабатьгоает полученные сигналы с фотоприемников 5, 4 и приемника 7 сравнения и вьщает результаты на отсчетное устройство (не показано). Диаметр светочувствительной площадки фотоприемника 5 для регистрации диффузно отраженного излучения желательно принять равным световому диаметру коллимирующей линзы 2, что позволяет принять все диффузно отраженное излучение. Применение в данном устройстве только одного цилиндрического отражателя, концентричное расположение фотоприемников, позволяет повысить чувствительность за счет уменьшения потерь на отражение при прохождении диффузно отраженного излучения от контролируемой поверхности 8 до приемника 7 сравнения, а также уменьшить трудоемкость изготовления за счет использования только одного металлического зеркального цилиндра.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ nOBEPXHOCTIi, содержащее источник излучения, коллимирующуго линзу, цилиндрический отражатель, установленный осесимметрично оптической оси коллимирующей линзы, фотоприемники для регистрации зеркально и диффузно отраженного излучения, расположенные на оси, перпендикулярной Ьптической оси коллимирующей линзы, полупрозрачную пластину, установленную в точке пересечения оптической оси коллимирующей линзы с осью расположения фотоприемников, приемник сравнения и блок обработки сигналов, о т л ичающееся тем, о, с целью повьшения чувствительности, фотоприемники расположены концентрично, их фотокатоды установлены в фокальной плоскости коллимирующей (Л линзы, а цилиндрический отражатель установлен так, что его образующая , совпадает с фокальной плоскостью коллимирующей линзы. 9д СП эо 00 со