Устройство для контроля шероховатости поверхности Советский патент 1987 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости поверхности по интенсивности отраженного излучения в машиностроении, приборостроении.

Цель изобретения - повышение точности и информативности контроля за счет эффекта симметризации пучка лучей, имеющего м есто в световоде, на выходе из которого можно получить любой угол падения пучка лучей на поверхность, имея только один источник излучения, за счет исключения влияния свойств материала исследуемой детали, а также за счет получении дополнительной информации об исследуемой поверхности.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для контроля шероховатости поверхности.

Устройство содержит корпус 1 и последовательно установленные в нем источник 2 излучения, в качестве которого может быть использован светодиод или лазер, например гелийнеоновый, первую положительную линзу 3, сканируюшее зеркало 4, жестко установленное на валу привода 5, вторую положительную линзу 6, световод 7, плоские зеркала 8 и 9 и приемники 10 и 11 излучения и дифференциальный усилитель 12, входы которого соединены с выходами приемников 10 и 11 излучения, а выход - с первым входом регистрирующего блока 13, сумматор 14, входы которого соединены с выходами приемников 10 и 11 излучения, а выход - со вторым входом регистрирующего блока 13. Световод 7 установен так, что его входной торец 15 размещен в выходном зрачке первой и второй линз 3 и 6, а выходной торец 16 оптически связан через плоские зеркала 8 и 9 с приемниками 10 и 11 излучения.

Устройство работает следующим образом. Пучок света от источника 2 излучения поступает на первую линзу 3, а затем отражается сканирующим зеркалом 4 на вторую линзу 6 так, что в фокальной плоскости (между зеркалом 4 и линзой 6) линзы 6 образуется перемещающееся изображение источника 2 излучения. -Линза 6 создает в выходном зрачке системы линз 3 и 6 параллельный пучок лучей. Угол между осью этого пучка и оптической осью системы линз 3 и 6 пропорционален углу поворота зеркала 4. В плоскости выходного зрачка системы линз 3 и 6 установлен входной торец 15 световода 7, так что плоскость его среза составляет с оптической осью угол, н равный 90° (для увеличения апертуры выходного конического пучка). При повороте пучка лучей, падающих на входной торец 15 световода 7, относительно центра торца на выходе из световода 7 в силу эффекта симметризации пучка лучей в световоде 7 наблюдается пучок, заполняющий зону, ограниченную двумя близкими коаксиальными коническими поверхностям.и (кольцевую коническую зону), угол раствора которой находится в прямой пропорциональной зависимости от угла между падающим на торец световода 7 пучком и оптической осью:

z ± -f, где П| и По - показатели преломления сердцевины и оболочки световода 7. Часть составляющего коаксиальную коническую зону излучения попадает на плоские зеркала 8 и 9, перпендикулярные исследуе.мой поверхности 17, и, отразившись от них, на исследуе.мую поверхность 17 под углом,пропорциональным углу поворота сканирующего зеркала 4 и далее, на приемНИКИ 10 и 11 излучения. Поэтому с приемников 10 и 11 излучения, на которые попадают отраженные поверхностью 17 пучки, снимаются сигналы, пропорциональные интенсивностям излучения в этих пучках. Каждый из сигналов, снимаемых с приемНИКОВ 10 и 11 излучения в процессе вращения сканирующего зеркала 4, поступает параллельно на входы дифференциального усилителя 12 и су.мматора 14, а затем на регистрирующий блок 13, с помощью которого по совокупности сигналов, сни.маемых с выходов дифференцирующего усилителя 12 и сумматора 14, можно судить о величине и направленности .микронеровностей.

Формула изобретения

Устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее корпус и последовательно установленные в нем источник излучения, положительную линзу, световод и приемник излучения и регистрирующий блок,

отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и информативности контроля, оно снабжено зеркалом, установленным по ходу излучения за положительной линзой с возможностью вращения вокруг ее оптической оси, второй положительной линзой, установленной между зеркалом и световодо.м в плоскости, перпендикулярной оптической оси первой линзы, вторым приемником излучения, раз.мещенным в.месте с первы.м на одной оптической оси со световодом так, что

их светочувствительные площадки обращены в противоположные стороны, двумя плоскими зеркала.ми, установленными параллельно светочувствительным площадка.м прие.мни- ков излучения, дифференциальны.м усилите- ле.м, входы которого соединены с выходами

приемников излучения, а выход - с первым входо.м регистрирующего блока, и сумма- торо.м, -входы которого соединены с выходами приемников излучения, а выход - с вторым входом регистрирующего блока, световод установлен так, что его. входной торец размещен в выходном зрачке первой и второй линз, а выходной торец оптически связан через плоские зеркала с приемниками излучения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано Л.1Я контроля шеро.ховатости поверхности. Цель изобретения - повьииение точности и информативности контроля. Устройство содержит источник 2 излучения, первую положительную линзу 3, световод 7, приемники 10 и 11 излучени, регистрирующий блок 13. На одной оптической оси со световодом 7 размепхены последоЕ атель- по расположенные вторая положительная линза 6 и сканирующее зеркало 4, установленное с возможностью врап1енпя относительно оптической оси первой линзы 3. Вторая положительная линза 6 и скани- зеркало 4 оптически связаны с первой линзой 3, а оптические оси линз 3 и 6 взаимно перпендпкулярны. В вы.ходном зрачке, образуемом оптической системой, состоящей из линз 3 и 6, установ,1ен входной торец 15 световода 7, а его выходной торец 16 оптически связан через плоские зеркала 8 и 9 и исследуемую поверхность 17 с двумя приемника.ми 10 п И излучения, которые распо,1ожены на одной оси со световодом 7. Выходы приемников 10 и 11 из- ,1учепия пара,1,1е,1Ьно подсоединены ко входам дифференциального усилите.-|я 12 и сумматора 14, а выход последнихсоэт- встственно к первому и второму входам ре- | истрируюп1его блока 13. 1 и. к Ф СЛ СО сд го ьо о ьо /7