Бесконтактный оптический способ определения среднеквадратичной высоты шероховатости поверхности Советский патент 1991 года по МПК G01B11/30 

1

(21)4491737/28 (22)10.10.88 (46)07.05.91. Бюл. № 17

(71)Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ленина

(72)А.А.Бузников и Г.А.Лахтанов (53)531.715.27(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N: 1330463. кл. G01 В 11/30, 1986.

(54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ ВЫСОТЫ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения высоты шероховатости поверхности. Цель изобретения - повышение точности определения высот шероховатости порядка 3-4 мкм и упрощение способа при контроле поверхностей диэлектриков за счет того, что тарировочная зависимость имеет вид прямой линии и для построения

этой прямой линии нужно иметь только две точки, а также за счет необходимости измерения только одной параллельно поляризованной компоненты излучения. Освещают контролируемую поверхность потоком монохроматического излучения под зенитным углом 55° падения, измеряют в отраженном излучении параллельно поляризованную компоненту при различных углах отражения в диапазоне от 55 до 90 , находят величину и положение сверхзеркального максимума этой компоненты. Среднеквадратичную высоту (Т шероховатости определяют по тарировочной заисимо- сти высоты о шероховатости от отношения двухпарэметрических отражателей способностей параллельно поляризованного излучения, определенных в направлении сверхзеркального максимума и в зеркальном направлении. 1 ил.

V

fe

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения высоты шероховатости поверхности.

Цель изобретения - повышение точности определения высот шероховатости порядка 3-4 мкм и упрощение способа при контроле поверхностей диэлектриков за счет того, что тарировочная зависимость имеет вид прямой линии, образующей с осью абсцисс большой угол, что для построения этой прямой линии нужно иметь только две точки, а также за счет необходимости измерения только одной параллельно поляризованной компоненты излучения.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, реализующего описываемый способ.

Устройство содержит источник 1 монохроматического света, поляризационный анализатор 2 и фоторегистратор 3. Плоскость пропускания анализатора 2 совпадает с плоскостью, включающей линию визирования и перпендикуляр к контролируемой поверхности 4.

На чертеже указан диапазон углов отражения 0, равный 55-90°, в котором производится измерение интенсивности параллельно поляризованной компоненты

ON

N XI Ю Јь Ю

отраженного излучения. Направление отражения, соответствующее 0, 55°, называется направлением зеркального отражения (угол обозначен 0t). Направление отражения, соответствующее углу отражения Э 01 , когда наблюдается пик интенсип- ности параллельно поляризованной компоненты отраженного излучения, называется направлением сверхзеркальчо- го максимума (угол обозначен ©2 ).

Способ осуществляется следующим образом.

Контролируемую поверхность 4 освещают монохроматическим излучением под зенитным углом ©о 55° падения и регистрируют интенсивность отраженной под углами 0 55 -90° параллельно поляризованной компоненты излучения. В зарегистрированном излучении выделяют интенсивность 1i излучения, отраженного под зеркальным углом 01 55°, интенсивность 12 и угловое положение сверхзеркального максимума компоненты - угол ©2 . Находят отношение R двухпараметрических отражательных способностей параллельно поляризованного излучения, определенных в направлении сверхзеркального максимума и в зеркальном направлении, по формуле R l2 cos ©2 /И cos«0t, и по тарировочной зависимости определяют среднеквадратичную высоту о шероховатости.

Формула изобретения Бесконтактный оптический способ определения среднеквадратичной высоты шероховатости поверхности, заключающийся

в том, что направляют пучок излучения на контролируемую поверхность, регистрируют отраженное от поверхности излучение и определяют среднеквадратичную высоту шероховатости, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности определения высот шероховатости порядка 3-4 мкм и упрощения способа при контроле поверхностей диэлектриков, направляют пучок монохроматического излучения на

контролируемую поверхность под углом 55° падения, регистрируют в отраженном излучении интенсивность параллельно поляризованной компоненты при различных углах отражения в диапазоне от 55 до 90°, измеряют величину интенсивности этой компоненты, отраженной в зеркальном направлении, величину инетнсивности и угловое положение сверхзеркального максимума компоненты, по которым находят

отношение R двухпараметрических отражательных способностей параллельно поляри- зованного излучения, определенных в направлении сверхзеркального максимума и в зеркальном направлении, а среднеквадратичную высоту а шероховатости определяют по тарировочной зависимости высоты а шероховатости от отношения R.