Прибор для контроля шероховатости поверхности Советский патент 1986 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля шероховатости поверхности но методу темного поля.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и упрошение конструкции за счет применения оптической системы простых линз со сферическими поверхностями, которые одновременно используются и в. осветительной и в приемной оптических системах.

На чертеже изображена принципиальная схема прибора для контроля шероховатости поверхности.

Прибор содержит источник 1 излучения, регистрирующее устройство 2, осветительную и приемную оптические системы. Приемная оптическая система выполнена в виде двух расположенных последовательно на оптической оси прибора компонентов, первый из которых - положительная линза 3,

ложительнои линзой 1

на расстоянии не

10

более - ее фокусного расстояния. Фокусное расстояние положительной линзы 3 может быть любым в пределах, допускаемых 5 конструкцией прибора, и способом его установки по отношению к контролируемой поверхности.

Прибор для контроля шероховатости поверхности работает следуюш,им образом.

Расходяшийся пучок лучей от источника 1 излучения, пройдя отверстие в отрицательной линзе 4, попадает на центральную зону положительной линзы 3, которая преобразует ее в сходящийся пучок с центром на контролируемой поверхности 5 и строит на tS этой поверхности изображение излучающей площадки источника 1 излучения. При отражении излучения от контролируемой поверхности 5 часть лучей, попадающая на поверхность, свободную от микродефектов.

второй - отрицательная линза 4 с фокус- jo отражается зеркально, а часть pajcceHBaeTным расстоянием меньшим фокусного расстояния положительной линзы 3, выполненная с отверстием в ее центре. Роль осветительной оптической системы выполняет центральная зона положительной линзы 3, которая равна отверстию в отрицательной линзе 4.

Линзы 3 и 4 имеют сферические поверхности. Линза 3 может быть плоско-выпуклой, двояко вьшуклой либо положительным мениском. Линза 4 может быть плоско-вогнуся на микродефектах шероховатой поверхности. Зеркальная составляющая отраженного потока возвращается обратно в осветительную систему через центральную зону линзы 3 и в дальнейшем не используется. 25 Лучи, рассеянные на микродефектах, попадают на периферийную зону положительной линзы 3, которая совместно с отрицательной линзой 4 формирует в плоскости регистрирующего устройства 2 изображение микродефектов контролируемой поверхностой, двояковогнутой либо отрицательным ме- ти 5. Так как в регистрирующее устройство 2 ниском. В качестве источника 1 излученияпопадают только те лучи, которые отражаможет использоваться миниатюрная лампаются от микродефектов, а лучи, отраженные

от остальной поверхности 5 возвращаются в осветительную систему, то микродефекты

накаливания, но лучшие результаты дает применение светодиодов с узкой индикатрисой излучения. Регистрирующим устройством 2 может быть фотоприемник, позволяющий регистрировать и оценивать величину отраженной от контролируемой поверхности 5 рассеянной составляющей лучистого потока, либо обычный микроскоп, если целесообразно определение величины шарохо- ватости по геометрическим характеристикам визуально наблюдаемых микродефектов контролируемой характеристикам визуально наблюдаемых микродефектов контролируемой поверхности.

Для обеспечения минимальных потерь энергии и максимального контраста изображения контролируемую поверхность 5 располагают на расстояние менее --, но более

фокусного расстояния приемной оптической системы, а источник 1 излучения и регистрирующее устройство 2 устанавливают в плоскостях изображения контролируемой поверхности 5 приемной и осветительной оптическими системами. Минимальные продольные

наблюдаются в регистрирующем устройстве - 2 как светлые объекты на темном фоне. Измеряя величину рассеянной составляющей отраженного потока фотоприемником или определяя геометрические параметры .микродефектов при визуальном наблюдении, мож- 40 но судить о классе шероховатости поверхности.

Формула изобретения

Прибор для контроля шероховатости по- 45 верхности, содержащий источник излучения, осветительную и приемную оптические системы и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрощение конструкции, приемная оптическая система выполнена в виде двух расположенных последовательно на оптической оси прибора компонентов, первый из которых - положительная линза, второй - отрицательная линза с фокусным расстоянием, меньшим фокусного расстояния поло50

габариты прибора обеспечиваются, если жительной линзы, выполненная с отверстием отрицательная линза 4 расположена за по-в ее центре.

ложительнои линзой 1

на расстоянии не

более - ее фокусного расстояния. Фокусное расстояние положительной линзы 3 может быть любым в пределах, допускаемых конструкцией прибора, и способом его установки по отношению к контролируемой поверхности.

Прибор для контроля шероховатости поверхности работает следуюш,им образом.

Расходяшийся пучок лучей от источника 1 излучения, пройдя отверстие в отрицательной линзе 4, попадает на центральную зону положительной линзы 3, которая преобразует ее в сходящийся пучок с центром на контролируемой поверхности 5 и строит на этой поверхности изображение излучающей площадки источника 1 излучения. При отражении излучения от контролируемой поверхности 5 часть лучей, попадающая на поверхность, свободную от микродефектов.

отражается зеркально, а часть pajcceHBaeTся на микродефектах шероховатой поверхности. Зеркальная составляющая отраженного потока возвращается обратно в осветительную систему через центральную зону линзы 3 и в дальнейшем не используется. Лучи, рассеянные на микродефектах, попадают на периферийную зону положительной линзы 3, которая совместно с отрицательной линзой 4 формирует в плоскости регистрирующего устройства 2 изображение микродефектов контролируемой поверхности 5. Так как в регистрирующее устройство 2 попадают только те лучи, которые отражанаблюдаются в регистрирующем устройстве 2 как светлые объекты на темном фоне. Измеряя величину рассеянной составляющей отраженного потока фотоприемником или определяя геометрические параметры .микродефектов при визуальном наблюдении, мож- но судить о классе шероховатости поверхности.

Формула изобретения

Прибор для контроля шероховатости по- верхности, содержащий источник излучения, осветительную и приемную оптические системы и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрощение конструкции, приемная оптическая система выполнена в виде двух расположенных последовательно на оптической оси прибора компонентов, первый из которых - положительная линза, второй - отрицательная линза с фокусным расстоянием, меньшим фокусного расстояния поло

жительной линзы, выполненная с отверстием в ее центре.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля шероховатости поверхности по методу темного поля. Цель изобретения - уменьшение габаритов и упрошение конструкции за счет применения в оптической системе простых линз со сферическими поверхностями, которые одновременно используются и в осветительной и в приемной оптических системах. Прибор для контроля шероховатости поверхности содержит источник излучения, осветительную и приемную оптические системы и регистрирующее устройство. Приемная оптическая система выполнена в виде двух расположенных последовательно на оптической оси прибора компонентов, первый из которых - положительная линза, второй - отрицательная линца с фокусным расстоянием, меньшим фокусного расстояния положительной линзы, выполненная с отверстием в ее центре. Функцию осветительной оптической системы выполняет центральная зона положительной линзы, равная отверстию в отрицательной линзе. Измеряя величину рассеянной составляющей отраженного потока фотоприемником или определяя геометрические параметры микродефектов при визуальном наблюдении, судят о классе шероховатости поверхности. 1 ил. (О (Л to 4 СО оо 1C сд