Способ контроля неровности поверхности Советский патент 1981 года по МПК G01B11/30 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЕРОВНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а более конкретно к бесконтактным, неразрушающим способам измерения параметров отступления поверхности от прямолинейности, и может быть использовано в океанографии, строительстве, инженерной геодезии, геофизике и картографии.

Известны бесконтактные неразрушающие способы измерения параметров профиля поверхности, основанные на облучении исследуемой поверхности пучком света, приеме отраженного пучка света и измерении его характеристик, в частности - интенсивности 1 .

Данные способы измерения параметров прямолиейности поверхности имеют ограниченные функциональные возможности, а именно: измеряют среднеквадратичную высоту микронеровностей на исследуемой поверхности порядка длины волны света и совершенно непригодны для измерения среднеквадратичных размеров макронеровностей, которые видны невооруженным глазом.

Наиболее близким к предлагаемому, является способ контроля неровности поверхности, заключающийся в том, что контролируемую поверхность облучают световым потоком, измеряют величину отраженного потока и определяют неровность поверхности 2.

Недостатком данного способа является неприменимость его в случае контроля поверхностей с макронеровностями.

Цель изобретения - расширение вида контролируемых поверхностей.

Поставленная цель достигается тем, что модулируют во времени облучающий поток, последовательно измеряют амплитуду переменной составляющей отраженного от контролируемой поверхности потока на двух отличных одна от другой частотах, облучают эталонную поверхность модулированным во времени излучением, измеряют величину потока излучения, отраженного на двух отличных одна от другой частотах, определяют среднеквадратичное отклонение контролируемой поверхности от эталонной и по нему судят о неровности поверхности.

На чертеже схематически изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит лазер I, электрооптйческлй модулятор 2, полупрозрачное зеркало 3, перестраиваемый СВЧ-генератор.4, фотоприемник 5, синхронный детектор 6 и индикатор 7, исследуемая поверхность 8, например морская. Эталонная по- j верхность на чертеже не показана.

Способ осуществляется следующим образом.

Световое, излучение, генерируемое лазером 1, гармонически модулируют по ам- ю плитуде электрооптическим модулятором 2, питающимся от перестраиваемого СВЧ-генератора 4, получая-тем самым световой поток. Проходя через полупрозрачное зеркало 3, световой поток облучает участок морской поверхности 8, среднеквадратичное отклонение которой от плоскости необходимо определить. Парциональные световые потоки,, .отраженные элементарными участками исследуемое поверхности 8 в обратном направлении в фиксированный телесный jo угол, направляются полупрозрачным зеркалом 3 на приемную площа.аку фотоприемника б, где они интерферируют по модулирующей. Величина телес.ного угла определяется геометрическими размерами зеркала 3 и возрастает с увеличением площади 25 последнего. При помощи фотоприемника 5 оптический сигнал преобразуется в электрический.

Синхронный детектор 6 преобразует амплитуду переменной составляющей электрического сигнала на частоте модуляции в аналоговый сигнал, величина которого 1 нднцируется индикатором 7. Таким образом осуществляют измерение амплитуды переменной составляющей отраженного исследуе- 35 мой поверхностью 8 светового потока на первой фиксированной частоте модуляции . Затем перестраивают СБЧ-генератор 4 на вторую фиксированную частоту и измеряют амплитуду переменной составляющей отраженного исследуемой поверхностью 8 свето- 40 вого потоку на второй фиксированной частоте модуляции.

Затем такие же измерения аналогичным образом проводят для эталонной поверхности, а именно: измеряют амплитуду переменной составляющей отраженного эталонной поверхностью светового потока на двух фиксированных частотах модуляции.

Среднеквадратичное отклонение поверХ ностй от плоскости определяют по формуле;

iji .

Aioi-4;t-f.

ль

f-j -среднеквадратичное отклонение исследуемой поверхности от плоскости;

D

Hg - среднеквадратичное отклонение эталонной поверхности от плоскости;

u3i - первая фиксированная частота модуляции для исследуемой поверхности;

tui - вторая фиксированная частота модуляции для исследуемой поверхности;

1иг9 - первая фиксированная частота модуляции для эталонной поверхности;

вторая фиксированная часто.-та модуляции для эталонной

поверхности;

У - амплитуда переменной составляющей на частоте модуляции на выходе индикатора 7 для исследуемой поверхности;

С/я -амплитуда переменной составляющей на частоте модуляции на выходе индикатора 7 для исследуемой поверхности/

-амплитуда переменной составляющей на частоте модуляции на выходе индикатора 7 для эталонной поверхности;

Х,- амплитуда переменной составляющей на частоте модуляции на выходе индикатора для эталолной поверхности.

По полученному значению величины сред неквадратичного отклонение контролируемой поверхности от эталонной судят о неровностях поверхности.

Способ позволяет измерять параметры случа.йных макронеровностей различных поверхностей, обеспечивая при этом достаточно высокие метрологические показатели, в результате обработки сигналов от контролируемой и эталонной повер: ностей.

Формула изобретения

Способ контроля неровности поверхности, заключающийся в том, что/контролируемую поверхность облучают световым потоком, измеряют величину отраженного потока и определяют неровность поверхности отличающийся тем, что, с целью расщирения вида контролируемых поверхностей, модулируют во времени облучающий поток, последовательно измеряют амплитуду переменной составляющей отраженного от контролируемой поверхности потока на двух отличнь х одна от другой частотах, облучают эталонную поверхность модулированным во времени излучением, измеряют величину потока излучения, отраженного от эталонной поверхности последовательно на двух отличных одна от другой частотах, определяют среднеквадратичное отклонение контролирусмой поверхности от эталонной и по нему СУДЯТ о неровности поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 508670, кл. G 01 В 11/30 1972 (прототип).