Устройство для контроля шероховатости поверхности Советский патент 1992 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к приборам, предназначенным для исследования и контроля шероховатости поверхности.

Известно устройство для1 контроля линейных перемещений, способное контролировать шероховатость поверхности, содержащее источник излучения, размещенный перед входным торцом на оптической оси цилиндрического осветительного световода, приемный световод, фотоприемник, регистрирующее устройство. Принцип действия устройства основан на изменении лучистого потока, попапающего на фотоприемник после отражения от поверхности объекта при изменении расстояния между входным торцом приемного световода и освещенной микроплощадкой поверхности объекта вследствие шероховатости поверхности при движении последней. Недостатком его являются большие габариты и низкая информативность контроля вследствие потерь излучения на входном торце приемного световода.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник излучения, световод, перед скошенным торцом которого размещен источник, фотоприемник с концентрическими зонами чувствительности, разделенными зоной нечувствительности той же формы, в отверстии фотоприемника имеется световод, помещенные в корпус и залитые компаундом выводы регистратора. Недостатком такого устройства являются большие поперечные габариты и низкая информативность контроля, поскольку поле облученности в таком устройстве имеет кольцевую форму с темным пятном в центре. Таким образом часть поверхности, находящаяся в этом пятне, не контролируется.

Цель изобретения - уменьшение поперечных габаритов и повышение информативности контроля.

Для этого в устройстве для контроля шероховатости поверхности, содержащем последовательно расположенные источник излучения, световод со скошенным входным торцом, фотоприемник с чувствительными зонами, разделенными зоной нечувствительности, установленный соосно со световодом на его выходном торце, и регистратор, фотоприемник имеет форму полого цилиндра, а зоны чувствительности фотоприемника нанесены на его внутреннюю цилиндрическую поверхность, между зонами чувствительности расположена зона нечувствительности, выполненная зеркальной.

Среди конструкций волоконных устройств для контроля шероховатости поверхности неизвестны такие, в которых зоны чувствительности расположены на внутренней цилиндрической поверхности фотоприемника и разделены нечувствительной зоной, выполненной зеркальной.

В известных устройствах для контроля шероховатости поверхности, содержащих источник излучения, световод со скошенным входным торцом и фотоприемник с отверстием, в котором расположен световод, зоны чувствительности фотоприемника имеют кольцевую форму и расположены параллельно контролируемой поверхности. При этом поле облученности на исследуемой поверхности имеет также кольцевую

форму с темным пятном в центре, таким образом часть поверхности в этом пятне контролируется. В предлагаемом устройстве между чувствительными зонами фотоприемника цилиндрической формы располагается зеркальная зона той же формы, которая формирует на части исследуемой поверхности поле облученности в виде сплошного пятна и контролируемый участок

0 поверхности освещается под разными углами. При использовании такого фотоприемника значительно уменьшаются поперечные габариты устройства и повышается информативность контроля.

5На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, световод 2 со скошенным входным торцом; фотоприемник 3 в виде полого ци0 линдра с чувствительными зонами 4 и 5, разделенными зеркальной зоной 6 нечувствительности и нанесенными на внутреннюю цилиндрическую поверхность фотоприемника, соосного со световодом 2, корпус 7 с

5 помещенными в него выводами регистратора 8, залитыми компаундом 9. В качестве источника излучения могут быть использованы светодиоды типа АЛ-107 А, АЛ-197 Б, АЛ-115 А. Фотоприемник выполняется пу0 тем напыления на кремниевую подложку чувствительных и зеркальных слоев.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 излучения через световод 2

5 освещает участок на исследуемой поверхности 10. Вследствие эффекта симметризации пучка на выходе световода получается конусообразный пучок, который попадает на зеркальную зону на внутренней цилиндри0 ческой поверхности фотоприемника, а после отражения - на контролируемую поверхность. При идеально гладкой поверхности в отраженном потоке присутствует только зеркальная составляющая, которая

5 вновь попадает на зеркальную зону 6 нечувствительности и возвращается на световод, не попадая на зоны чувствительности фотоприемника, и сигнал на выходе регистратора отсутствует. При наличии микро0 неровностей в отраженном потоке присутствует рассеянная составляющая потока, попадающая на чувствительные зоны 4 и 5 фотоприемника 3, и на выходе регистратора появляется электрический

5 сигнал, амплитуда которого зависит от шероховатости поверхности.

Формула изобретения Устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее последовательно расположенные источник излучения,

световод со скошенным входным торцом, фотоприемник в виде полого цилиндра, со- осно установленного со световодом и имеющего зоны чувствительности, раздеуменьшения поперечных габаритов устройства и повышения информативности контроля, зоны чувствительности расположены на внутренней цилиндрической поверхно

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля шероховатости поверхности. Цель изобрете - ния - уменьшение поперечных габаритов устройства и повышение информативности контроля. Устройство содержит источник 1 излучения, световод 2 со скошенным входным торцом, фотоприемник 3 цилиндрической формы с диаметром, равным диаметру световода 2, расположенный на выходном торце световода 2 с чувствительными зонами 4 и 5, разделенными зеркальной зоной 6 и нанесенными на внутреннюю цилиндрическую поверхность фотоприемника 3 соос- но со световодом 2, корпус 7 с помещенными в него выводами регистратора 9, залитыми компаундом 8. Источник 1 излучения через световод 2 освещает участок на исследуемой поверхности 10. Вследствие эффекта симметризации пучка на выходе световода 2 получается конусообразный пучок, который попадает на зеркальную зону 6 на внутренней цилиндрической поверхности, а после отражения - на исследуемую поверхность 10. При идеально гладкой поверхности в отраженном потоке присутствует только зеркальная составляющая, которая вновь попадает на зеркальную зону 6 и возвращается на световод 2, не попадая на чувствительные зоны 4 и 5 фотоприемника 3, и сигнал на выходе регистратора 9 отсутствует. При наличии микронеровностей в отраженном потоке присутствует рассеянная составляющая потока, попадающая на чувствительные зоны 4 и 5 фотоприемника 3, и на выходе регистратора 9 появляется электрический сигнал , амплитуда которого зависит от шероховатости поверхности. 1 ил. 1 СО со ю ю СП

ленные зоной нечувствительности, и регист- 5 сти фотоприемника, а зона нечувствитель- ратор, отличающееся тем, что, с целью ности выполнена зеркальной.