Устройство для контроля неровностей поверхности Советский патент 1974 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля качества материалов и изделий.

Известно устройство для контроля неровностей поверхности, содержащее источник света, измерительную каретку, установленную на ней оптико-акустическую ячейку, волновод, ультразвуковой генератор, соединенный с ячейкой, позиционно-чувствительный фотопреобразователь, избирательный усилитель, фазовый детектор, соединенный с генератором и усилителем, и регистрирующий блок.

Недостатком известного устройства является наличие погрешностей, обусловленных локальными флуктуациями коэффициента преломления воздуха, изменяющими фазу сигнала фотопреобразователя и, соответственно, показания регистрирующего блока.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно снабжено последовательно соединенными фильтром низкой частоты, вход которого подключен к ячейке, усилителем и исполнительным механизмом, кинематически связанным с источником света, что позволяет повысить точность контроля.

На чертеже показано описываемое устройство.

Устройство содержит источник света 1, измерительную каретку 2, установленную на ней оптико-акустическую ячейку 3, содержащую

прозрачный акустический волновод, соединенный с ячейкой ультразвуковой генератор 4, позиционно-чувствительный фотопреобразователь 5, расположенный по ходу светового

луча за ячейкой, и соединенные с фотопреобразователем измерительную и компенсационную последовательные цепи.

Первая из цепей состоит из избирательного усилителя 6, фазового детектора 7, соединеннего одним из входов с генератором, и регистрирующего блока 8. Вторая цепь включает в себя фильтр 9 низкой частоты, усилитель 10 и исполнительный механизм И, кинематически связанный с источником света 1, например,

через микровинт 12.

Работа устройства заключается в следующем.

Источник света 1 (например, лазер) создает сколлимированный световой поток, направленный в сторону измерительной каретки 2 и проходящий через оптико-акустическую ячейку 3, содержащую акустический волновод. Ультразвуковой генератор 4 возбуждает в ячейке 3 бегущую ультразвуковую волну. Световой

поток, пройдя через оптико-акустическую ячейку, попадает на позиционно-чувствительный фотопреобразаватель 5. Позиционно-чувствительный фотопреобразователь 5 преобразует положение светового пятна на поверхности фотопреобразователя в напряжение.

В процессе контроля ловерхности каретка 2 прокатывается по исследуемому объекту и на неровностях смещается вверх--вниз вместе с оптико-акустической ячейкой 3, что изменяет фазу качания выходящего из нее луча. Эти колебания выделяются фотопреобразователем 5 и поступают в измерительную цепь, где усиливаются избирательным усилителем 6, и подаются на фазовый детектор 7, опорным напряжением которого является напряжение генератора 4. Выходное напряжение детектора 7, пропорциональное величине контролируемых неровностей, поступает в регистрирующий блок 8.

Компенсационная цепь, на вход которой также поступают колебания с фотопреобразователя 5, представляет собой следящую систему, состоящую из фильтра 9, усилителя 10, с которого напряжение подается на исполнительный механизм И, перемещающий световой поток по углу. Таким механизмом может быть, например, электродвигатель, кинематически связанный с микровинтом 12, который перемещает по углу световой поток. При этом фильтр 9 пропускает напряжение, характер:зующее только флуктуационные колебания луча. Напряжение на оыходе фильтра 9 является сигналом рассогласования следящей системы. Этот сигнал ycИvIивaeтcя усилителем 10, а затем подается на исполнительный механизм, перемещающий световой -поток по углу, тем самым перемещая световое пятно по позиционно-чувствительному фотопреобразователю 5 до сведения сигнала рассогласования следящей системы к нулю.

Предмет изобретения

Устройство для контроля неровностей поверхности, содержащее источник света, измерительную каретку, установленную на ней оптико-акустическую ячейку, ультразвуковой генератор, соединенный с ячейкой, позиционночувствительный фотопреобразователь, избирательный усилитель, фазовый детектор, соединенный с генератором и усилителем, и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными фильтром низкой частоты, вход которого подключен к ячейке, усилителем и исполнительным механизмом, кинематически связанным с источником света.