ИНТЕРФЕРОМЕТР Советский патент 1973 года по МПК G01B9/02 G01B11/30 

-1

Изобретение относится к оптическим контрольно-измерительным приборам и може быть использовано в цехах и лабораториях оптической и приборостроительной промышленности для контроля качества полированных вогнутых сферических поверхностей.

Известен интерферометр для бесконтактного контроля вогнутой сферической поверхности детали, содержащий монохроматический источник света с конденсором, светоделительвую пластину, микрообъектив для формирования гомоцентрического пучка лучей, и наблюдательную систему. Выходящий из высокоапертурного объектива гомоцоптрический пучок поправляется приблизительно по нормалям к двум копцептрпческим поверхностям, одна пз которых является образцовой, а вторая - проверяемой. Отраженные от этих поверхностей пучки накладываются один на другой, образуя интерференционную картину, по форме полос которой судят о качестве проверяемой, поверхности.

Известный интерферометр вполне удовлетворяет требованиям практики, если углы охвата проверяемых поверхностей не нревыщают 140°. В этом случае приблизительно в 4-5 раз снижается производительность контроля. Объясняется это тем, что для получения сведений о качестве всей по1верхности проверку приходится вести по частям, в 2-3 приема.

Кроме того, много времени приходится тратить на увязку между собой полученных результатов. Во-вторых, проверка по частям в значительной мере снижает точность контроля. В-третьих, интерферометр необходимо укомплектовать сложным устройством, позволяющим на позиции контроля приводить все участки пр01веряемой поверхности.

Цель изобретения - обеспечить возможность контроля за один прием полусферических новерхностей, что в итоге увеличит производительность, повысит точность, удешевит и унростит конструкцию. Это достигается тем, что предлагаемый иптерферометр спабжен полусферической линзой, расположенной между микрообъективом и коптролпруемой поверхностью н имеющей показатель преломления, равный нлн меньшнй чпсловой апертуры микрообъектпва.

Иа чертеже изображена припципиальпая схема предлагаемого иптерферометра.

Иптерферометр содержит мопохроматический псточппк 1 света, копдепсор 2, диафрагму (входной зрачок интерферометра) 3,

плоское зер:кало 4, светоделительную пластипу 5, тубуспую линзу 6, микрообъектив 7, полусферическую лппзу 8, выключающийся объектив 9, окуляр 10. Позицией И обозначена контролируемая деталь, 12 - капля иммерсионной жидкости; а-

образцовая сферическая поверхность; б - контролируемая поверхность.

Работает предлагаемый интерферометр следующим образом.

Монохроматический источник света 1 с помощью конденсора 2 освещает отверстие диафрагмы 3, установленной в фокальной плоскости тубусной линзы 6. Прощедшие через диафрагму -пучки плоским зеркалом 4 направляются сначала на линзу 6, а затем в микрообъектив 7. В предметной плоскости микрообъектива они образуют сильно уменьшенное изображение зрачка, с серединой которого совмещены центры кривизны образцовой а н проверяемой б поверхностей.

При таком взаимном положении деталей 7, 8 и 11 выщедшие из микрообъектива пучки направляются по нормалям к а и б. После отражения от а и б они возвращаются в обратном направлении ,отклоняются светоделительной пластиной 5 к окуляру 10 и в его фокальной плоскости образуют два автоколлимационных изображения зрачка. Если зрачки наложены один на другой, то нри включении в ход лучей объектива 9 в фокальной плоскости окуляра наблюдается интерференционная картина. Форма полос -картины может регулироваться тонким перемещением детали 11.

Деталь 8 представляет собой полусферическую линзу. Центр кривизны образцовой сферической поверхности а линзы находится на плоской поверхности или в непосредственной близости от нее.

Можно показать, что если выполнено условие А., где Л-числовая апертура микрообъектива; п - показатель преломления детали 8, то угол раствора вошедщего в линзу гомоцентрнческого пучка будет не менее 180°. Это свойство используется в предлагаемом интерферометре с целью проверки за один прием поверхностей в пределах полусферы.

В качестве материала полусферической линзы может быть взято наиболее распространенное оптическое стекло К-8, показатель преломления которого 1,5163. Такой же величины (или больше) должна быть числовая апертура микрообъектива 7.

В изготовленном макетном образце интерферометра был применен микрообъектив с Л 1,6, а полусферическая линза изготовлена из К-8.

Как показали испытания, образец обеспечивает возможность проверки за один прием полусферических поверхностей. Точность контроля в основном зависит от точности изготовления образцовой поверхности.

Предмет изобретен .и я

Интерферометр для бесконтактного контроля вогнутой сферической поверхности детали,

содержащий монохроматический источник света с конденсором, светоделительную пла|стину, микрообъектив для формирования гомоцентрического пучка лучей, и наблюдательную систему, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля поверхности с углом охвата до 180°, он снабжен полусферической линзой, расположенной между микрообъективом и контролируемой поверхностью и имеющей показатель нреломле,1ия, равный или меньший числовой апертуры микрообъектива.