Устройство для контроля шероховатости поверхности Советский патент 1981 года по МПК G01B11/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

1. .. Изобретение относится к контрольно-иэмерительной технике, а конкретно к устройствам бесконтактного опти ческого контроля шероховатости поверхности и предназначено для исполь зования в оптических, механических цехах, отделах технического контроля как при отладке техпроцессов, так и при экспресс-контроле конечной продукции. Известно устройство для оптического контроля шероховатости поверхности, гистрирующее интенсивность диффузно и зеркально отраженного поверхностью излучения и содержащее источник излучения, проецирующую оптику, приемник отраженного излучения и измерительно-регистрирующую систему 1 . Недостатком устройства является чувствительность к ориентации относительно направлений неровностей кон тролируемой поверхности, а также сравнительно низкая чувствительност Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник света, коллимирукадую линзу, фотоприемник для регистрации зеркально отраженного излучения фотоприемник для регистрации диффузно отраженного излучения и блок обработки сигналов с фотоприемников 2. Фотоприемники отраженного излучения в известном устройстве расположены в плоскости излучения, что делает устройство чувствительным к направлению неровностей контролируемой поверхности относительно плоскости падения излучения и, следовательно, снижает точность контроля. Цель изобретения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено тремя цилиндрическими отражателями, ось первого из KOTOfftJx совпгщает с оптической осью коллимирующей линзы, два других отражателя и фотоприемник для регистрации зеркально отраженного излучения расположены коаксиально, их ось. пересекает оптическую ось коллимируювдей линзы, и полупрозрачной пластиной, установленной в точке пересечения упомянутых осей, а фотоприемник для регистрации диффузио отраженного излучения расположен по ходу светового излучения за

фотоприемником для регистрации эерКсшьно отраженного излучения.

На чертеже приведена оптическая схема устройства для контроля шероховатости поверхности.

Устройство содержит источник 1 света, коллимирующую линзу 2, первый цилиндрический отражатель 3, ось которого совпадает с оптической осью коллимирующей линзы 2, два других цили ндрических отражателя 4 и 5 и фотоприемник 6 для регистрации зеркально отраженного излучения, расположенные коаксиально, их ось пересекает ось коллимирующей линзы 2, фотоприемник 7 для регистрации диффузно отраженного излучения, расположенный на той же оси по ходу светового излучения за фотоприемником 6 для регистрации зеркально отраженного излучения, блок„обработки, сигналов с фотбприемников 6 и 7 (не показан) , приемник 8 сравнения, полупрозрачную пластину 9, установленную в точке А пересечения упомянутых осей под произвольным углом (например, 45 к оси коллимирующей линзы 2, рассеиватель 10 для обеспечения равномерного распределения потока на фотоприемнике 7.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света, посылаемый источником 1 света, падает на полупрозрачную пластину 9 и раздваивается. Отраженный пучок попадает на приемник 8 сравнения. Прошедший пучок коллимирующей линзой 2 проецируется на контролируемую поверхность 11. Источник

1света расположен в фокальной плоскости коллимирующей линзы 2, поэтому освещение контролируемой поверхности 11 происходит параллельным пучком по нормали к ней,

Отргикенный от поверхности пучок делится на две составляющие, зеркальную и диффузную. Зеркальная составляющая проходит коллимирующую линзу

2и после отражения от полупрозрачной пластины 9 собирается на фото- , приемнике б для регистрации зеркальн отраженного излучения, расположенном в фокальной плоскости коллимирующей линзы 2. Диффузная составляющая, многократно отразившись от поверхностей цилиндрических отражателей

3- 5 и полупрозрачной пластины 9, проходит рассеиватель 10 и попадает на фотоприемник 7 для регистрации диффузно отраженного излучения. Блок обработки сигналов с фотоприемников 6 и 7 обрабатывает полученные сигна;лы с фотоприемников и выдает результат на отсчетное устройство (не по- i .казано).

Устройство позволяет измерять в . зависимости от поставленной задачи значения диффузного и зеркального коэффиц;1ентов отражения и их отношения. Путем изменения геометрических размеров цилиндрического отражателя 3 устройство позволяет изменять также углы приема диффузной составляющей отраженного потока. Осевая симметрия схемы и наличие цилиндрических отражателей позволяет устранить требования строгой ориентации устройства относительно направлений неровностей

5 поверхностей различных типов, что снижает трудоемкость его применения, повышает производительность труда, чувствительность, а следовательно, и точность контроля, позволяет использовать устройство для слабоотражающих поверхностей, например для деталей, полученных электроискровой обработкой.

Формула изобретения

Устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник света, коллимирукицую линзу, фотоприемник для регистрации зеркально отраженного излучения, фотоприемник для регистрации диффузно отраженного излучения и-блок обработки сигналов с фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено тремя цилиндрическими отражателями, ось первого из которых совпадает с оптической коллими0 рующей линзы, два других отражателя и фотоприемник для регистрации зеркально отрамсенного излучения расположены коаксиёшьно, их ось пересекает оптическую ось коллимирующей линзы,

с и полупрозрачной пластиной, установленной в точке пересечения упомянутых осей, а фотоприемник для регистрации диффузно .отраженного излучения расположен по ходу светового излучения за фотоприемником для регистрации зеркально отраженного излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 наука и техника , 1971, с. 204-

;227.

2.Патент США № 3591291, кл. 356120, 1974 (протртип).