Способ измерения шероховатости поверхности изделия Советский патент 1991 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к к эмеритальной технике и может быть использовано в прецизионном приборостроении для измерения шероховатости поверхности изделия.

Цель изобретения - расширение области использования способа путем обеспечения возможности определения профиля поверхности и упрощение процесса измерения за счет условий формирования рассеянной световой волны и метода обработки сигнала нт выходе измерительной системы.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.

Устройство содержит лазер 1, светоде- лительный кубик 2, микрообьеюивы 3 и 4, поляризатор 5, диафрагму 6 с малым отверстием и фотоприемник 7 с усилителем (не показан),

Способ осуществляют следующим образом.

Луч лазера 1 фокусируют с помощью микрообъектива 3 на движущуюся поверхность контролируемого изделия 8, которая находится в точке фокуса, в пятно малого диаметра d Луч лазера 1 направляют по нормали к исследуемой поверхности изделия 8. Вектора поляризации света и скорости движений поверхности изделия 8 ортогональны. Рассеянное излучение, проходящее через микрообъектив 3, с помощью светоделительного кубика 2 направляют на микрообъектиз 4 и снова локализуют в точке микрообъектива 4, идентично микрообъективу 3. Расстояние от точки фокуса микрообъектива 4 до диафрагмы б, т.е. плоскости

l:ac. L

4S

мального падения луча лазера 2 на поверхность мзделия 8. С помощью поляризатора 5 в рассеянном излучении выделяют единственную .компоненту поля, соответствующую исходной поляризации лазерного излучения, С помощью диафрагмы 6 с малым отверстием, находящейся непосредственно за поляризатором 5, выделяют в дифракционной картине в области зеркальной компоненты (наиболее крупный центральный спекл в сформировавшейся спекл-структуре) единичный элемент.

Исследуют изменение светового потока во времени, определяют профиль поверхности из соотношения

I

U2o

1л2

С ьщ.)2.

V А I

(R/Af VI 4 где - дважды проинтегрированная переменная во времени часть интенсивности света;

h(x}-функция координат, описывающая поверхность;

U0 - амплитуда поля падающей световом волны;

R - расстояние от точки фокуса микрообъектива до плоскости наблюдения;

d - размер луча лазера из исследуемой поверхности;

А- длина волны света

Формула изобретения

Способ измерения шероховатости поверхности изделия, заключающийся в том что направляют луч лазера на исследуемую поверхность, i зблюдают дифракционную картину в плоскости, перпендикулярной лучу, отраженному от исследуемой поверхности, выделяют на дифракционной картине единичный элемент, перемещают с постоянной скоростью изделие, фиксируют изменение интенсивности света в единичном элементе на дифракционной картине и определяют шероховатость поверхности изделия, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования способа путей обеспечения возможности определения профиля поверхности и упрощения процесса измерения, используют луч лазера, диаметр перетяжки которого соизмерим с длиной волны света, направление луча лазера на исследуемую поверхность производят по нормали к ней, фокусируют луч на исследуемую поверхность, направляют рассеянный луч после светоделения через микрообъектив на плоскость наблюдения, выделение единичного элемента производят на дифракционной картине в зеркальной компоненте отраженной волны, исследование изменения интенсивности света в единичном элементе на дифракционной картине производят во времени, а профиль поверхности определяют из соотношения

, f ul /а /к, ч i

w ouorW

где I - дважды проинтегрированная переменная составляющая интенсивности света;

h(x)-функция координат, описывающая поверхность;

Uo - амплитуда поля падающей световой волны;

R -- расстояние от точки фокуса микрообъектива до плоскости наблюдения;

d - размер луча лазера на исследуемой поверхности;

А- длина волны света,

2

Изобретение относится к измерительной технике и может быь использовано в прецизионном приборостроении для измерения шероховатости поверхности изделий. Цель изобретания - расширение области использования способа путем обеспечения возможности определения профиля поверхности и упрощение процесса измерения за счет условий формирования рассеянной световой волны и метода обработки сигнала на выходе измерительной системы. Направляют тонкий световой пучок от лазера по нормали к исследуемой поверхности, выделяют в дифракционной картине в зеркальной компоненте отраженной волны единичный элемент и, исследуя изменение светового потока во времени, определяют профиль поверхности мз соотношения 1 я4/16 4U02/(RA)2(6/A)6(h(x)/A)2, где I -дважды проинтегрированная переменная составляющая интенсивности света; h(x) - функция координат, описывающая поверхность; U0 - амплитуда поля падающей световой волны; R - расстояние от точки фокуса микрообъектива до плоскости наблюдения, d - размер луча лазера на исследуемой поверхности; А- длина волны света. 1 ил