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

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования и контроля шероховатости движущихся поверхностей.

Известно устройство для контроля ше- роховатости поверхности, содержащее точечный источник излучения (светодиод), установленный в отверстии фотоприемника, подключенного к регистратору. На чувствительную площадку фотоприемника нанесено интерференционное покрытие переменной толщины, определяемой из условия максимального отражения зеркальной составляющей лучистого потока. В этом устройстве выделение рассеянного излучения осуществляется на основе интерференционных явлений в тонких пленках.

Недостатком такого устройства явля-- ется низкая чувствительность, так как в связи с резным угловым распределением зеркальной и рассеянной составляющей из- за конечного размера источника излучения часть зеркальной -составляющей попадает на чувствительную площадку фотоприемника.

Известно также устройство для контроля линейных перемещений, способное контролировать шероховатость поверхности, содержащее источник излучения, размещенный перед входным торцом на оптиче- ской оси цилиндрического осветительного световода, приемный световод, фотоприемник, регистрирующее устройство. Приемный световод, располагаемый между фотоприемником и контролируемым объек- том, выполнен в виде жгута волокон, опе- ченных на торце, обращенном к фотоприемнику, и образующих кольцевую зону вокруг осветительного световода на другом тор- це.Принцип действия устройства основан на изменении лучистого потока, попадающего 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 данного устройства является малая чувствительность вследствие большихх потерь излучения на входном торце приемного световода, поскольку освеща- ющий пучок лучей не формируется в кольцевую зону и преимущественно отражается обратно.,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для контролй шероховатости поверхности, содержащее источник излучения, световод, перед скошенным торцом которого помещен источник, фотоприемник с кольцевыми концент- рично расположенными чувствительными зонами, разделенными нечувствительной зоной, в отверстии которого помещен световод так, что его ось перпендикулярна чувствительной площадке фотоприемника, а также помещенные в корпус и залитые компаундом выводы регистратора.

Недостатком такого устройства является низкая чувствительность, поскольку используется только небольшая часть рассеянной компоненты отраженного потока и вследствие неконцентричного распределения облученности смешиваются зеркальная и рассеянная компоненты.

Цель изобретения - повышение чувствительности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля шероховатости поверхности, содержащем регистратор и последовательно установленные источник излучения, световод, выполненный со скошенным входным торцом, и фотоприемник, чувствительная площадка которо го выполнена в виде двух кольцевых концентрично расположенных зон, разделенных зоной нечувствительности, имеющий отверстие, в котором расположен световод так, что его ось перпендикулярна чувствительной площадке фотоприемника, поверхность скошенного входного торца выполнена сферической формы, из-за чего излучение от источника света проходит в каждом волокне световода под одним и тем же углом к его оптической оси, и поле облученности является осесимметричным и имеет кольцевую форму, соответствующую чувствительным площадкам фотоприемника. При этом максимально используется рассеянная составляющая отраженного потока, что повышает чувствительность контроля.

В известном устройстве границы поля облученности, создаваемого световодом со скошенным входным торцом, не являются осесимметричными и использование фотоприемника с чувствительной площадкой, выполненной в виде двух кольцевых концентрично расположенных зон, приводит к перераспределению диффузной и зеркальной составляющих рассеянного потока по различным площадкам, в результате чего разделение составляющих потока ухудшается и чувствительность снижается.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с известным является также то, что изготовление сферического торца световода в нем более экономично, так как криволинейная сферическая поверхность достигается естественным путем при

использовании традиционного оборудования для шлифовки и полировки с нежестким креплением основания инструмента (например, войлочные круги).

На фиг. 1 показаны устройство и ход лучей в системе; на фиг. 2 - светочувствительные площадки фотоприемника.

Источник 1 излучения через световод 2 освещает микроплощадку на поверхности 8. При этом поле облученности на поверхности 8 имеет кольцевую форму. При идеально ровной поверхности 8 излучение после отражения от нее попадает на зону б нечувст- вительности фотоприемника 3, электрический сигнал на выходе регистратора отсутствует. При наличии микронёров- ностей на поверхности 8 часть излучения, отклоняясь, попадает после отражения на чувствительные зоны 4 и 5 фотоприемника 3, на выходе регистратора 7 появляется электрический сигнал, амплитуда которого зависит от шероховатости тюверхности 8,

При движении поверхности 8 форма сигнала на выходе регистратора 7 соответствует микропрофилю поверхности 8 по линии, которую сканирует поле облученности, устройства.

Формула изобретения Устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее регистратор и последовательно установленные источник

излучения, световод, выполненный со скошенным входным торцом, и фотоприемник, чувствительная площадка которого выполнена в виде двух кольцевых концентрично расположенных зон, разделенных зоной нечувствительности, имеющий отверстие, в котором расположен световод так, что его ось перпендикулярна чувствительной площадке фотоприемника, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, поверхность скошенного входного торца выполнена сферической формы.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования и контроля шероховатости движущихся поверхностей. Цель изобретения - повышение чувствительности контроля за счет максимального использования рассеянной составляющей отраженного потока. Устройство содержит источник 1 излучения, помещенный Перед световодом 2, поверхность скошенного входного торца которого имеет сферическую форму, фотоприемник 3 с концентрическими чувствительными зонами 4 и 5, разделенными нечувствительной зоной 6 той же формы, в отверстии которого помещен световод 2 Поверхность скошенного входного торца световода 2 имеет сферическую форму, излучение от источника 1 излучения проходит в каждом волокне световода 2 под одним и тем же углом к его оптической оси. и поле облученности является осесимметричным и имеет кольцевую формуч Так как чувствительные площадки фотоприемника 3 выполнены в виде концентрических зон 4 и 5, разделенных зоной 6 нечувствительности той же формы, то разделение составляющих потока улучшается и чувствительность увеличивается за счет максимального использования постоянной составляющей отраженного потока 2 ил. (Л 2 00 00 XI фиг