ПРИБОР ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ НА ДВИЖУЩЕЙСЯ ПОВЕРХНОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01B11/30 G01B7/34 

1

Изобретение относится к бесконтактному контролю поверхности изделий и может быть использовано для контроля шероховатости и других параметров структуры поверхности, информацию о которых содержит поток отраженного света.

По основному авт. св. № 188685 известен прибор для автоматичсекого выявления дефектов на движущейся поверхности.

Прибор содержит два фотоэлектронных канала со световодами для регистрации баланса потоков света, отраженного от контролируемых поверхностей.

Цель изобретения - повышение точности контроля. Для этого прибор снабжен светофильтром переменной плотности, установленным перед одним из световодов.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема коммутатора каналов, обтюраторы и ячейки сравнения.

Световой поток источника / света разделяется на два расположенных соосно канала - измерительный и опорный. В измерительном канале через фокусирующую линзу 2 и диафрагму 5 параллельный пучок света нормально падает на контролируемую поверхность 4. На пути этого пучка света расположен обтюратор 5, приводимый во вращение электродвигателем 6. Отраженный от кона-роли руемой поверхности 4 свет падает на шлифованный, имеющий форму шарового слоя торец светопровода 7 и по светопроводу направляется к фотоприемнику 8.

В опорном канале световой поток источника / через фокусир}Ю1дую линзу 9, перемещающиеся светофильтры переменной плотности 10 к и и волокна светопровода 12 попадает на тот же фотоприемник 8. На пути этого пучка света расположен обтюратор 5, приводимый во вращение электродвигателем 6.

Для равномерного распределения световых потоков измерительного и опорного каналов по активной площади фотоприемника 8 светопроводы 7 и 12 объединяются в один пучок, в котором волокна светопроводов равномерно перемешаны.

Обтюраторы 5 слул%:ат для разделения во

времени работы обоих каналов и для исключения влияния постороннего света.

Обтюраторы укреплены на одной оси с коммутатором каналов 13 и приводятся во вращение электродвигателем 6 с постоянно скоростью. Вырезы на обтюраторах сдвинуты относительно друг друга на 180°, благодаря

чему на фотоприемник 8 по измерительному и опорному каналам поступают поочередно световые импульсы, сдвинутые на 180° друг относительно друга. Эти световые импульсы фотоприемников 8 преобразуются в электрические и усиливаются усилителем 14, после

чего поступают на коммутатор каналов 13. Коммутатор состоит из одного общего (центрального) неразрезного контактного кольца 15 и двух контактных полуколец 16 и 17, жестко скрепленных с общим валом двигателя 6. С помощью неподвижных щеток 18 коммутатор соединяется с усилителем 14 и ячейкой 1У сравнения, состоящим из двух одинаковых резисторов 20 и 21.

Полукольца 16 и 17 и вырезы обтюраторов расположены таким образом, что при открытом опорном световом канале усиленный электрический импульс этого канала поступает на один из резисторов (например резистор 20) ячейки сравнения, а при открытом измерительном световом канале соответствующий импульс поступает на другой резистор (например резистор 21). Падения напряжении Hia резисторах 20 и 21 направлены навстречу друг другу и их суммарная величина измеряется магнитоэлектрическим вольтметром 22, имеющим нуль в середине щкалы. При равенстве падений напряжения на резисторах 20 и 21, а, следовательно, нри равенстве импульсов напряжения, снимаемых с усилителя 14, результирующее напряжение, измеряемое вольтметром 22, будет равно нулю.

В этой системе в значительной степени снижается влияние изменений параметров источника света, фотоприемника 8, усилителя 14 и колебаний напряжения источника 23 питания, так как эти изменения в одинаковой степени отражаются на величине импульсов измерительного и эталонного каналов. Равномерное распределение выходных кондов волокон светопроводов 7 к 12 в их общем торце перед фотоприемником 8 также уменьшает вредное влияние неравномерной чувствительности активной области фотоприемника (например, неравномерность чувствительности катода фотоумножителя).

Светофильтр переменной плотности 10 служит для регулирования начального значения светового потока в опорном канале (светопровод 12) и для ведения поправок при контроле степени шероховатости поверхности металлов различных марок. С этой целью светофильтр 10 выполнен перемещающимся перпендикулярно оптической оси системы и относительно неподвижной щкалы поправок.

Светофильтр переменной плотности 11 является рабочим и служит для регулирования светового потока опорного капала (в светопроводе 12) до величины светового потока в рабочем канале (в светопроводе 7) в процессе измерения. Для этого он также выполнен перемещающимся перпендикулярно оптической оси системы и относительно неподвижной рабочей шкалы. Перемещение светофильтров 10 и 11 может быть любым, как ручным, так и

автоматическим.

Измерение степени шероховатости поверхности производится следующим образом.

Контролируемая поверхность 4 устанавливается под приемным концом устройства так,

как это показано на фиг. 1. Вводится поправка на марку металла контролируемой поверхности путем смещения светофильтра 10 до соответствующей отметки шкалы. Затем перемещением рабочего светофильтра // добиваются компенсации схемы, т. е. положения, при котором опорный и измерительный световые потоки становятся равными. При этом одинаковыми становятся импульсы напряжения, поступающие на вход устройства сравнения, и

стрелка вольтметра 22 устанавливается в нулевом положение. По положению светофильтра // относительно щкалы определяется величина щероховатости контролируемой поверхности.

Таким образом, предлагаемый прибор позволяет последовательно получить световые импульсы в опорном и измерительном каналах, сдвинутые во времени на половину периода, преобразовать эти световые импульсы

в электрические однополярные импульсы, усилить и разделить эти импульсы на последовательность электрических импульсов, синхронных с соответствующими световыми импульсами измерительного и опорного каналов, алгебраически суммировать их и довести их разность до нуля, перемещением светофильтра 11, после чего произвести отсчет результатов измерения по шкале.

Предмет изобретения

Прибор для автоматического выявления дефектов на движущейся поверхности по авт. св. № 188685, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен светофильтром переменной плотности, установленным перед одним из световодов.