Способ определения шероховатости диффузно-отражающей поверхности объекта Советский патент 1982 года по МПК G01B11/30 

(54) СПОСОБ (ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ДИФФУЗНООТРАЖАЮШЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, Б частности для определения степени шероховатости диффузно-отражаю щей поверхности. Известен бесконтактзиый фотометричес кий способ 1 измерения высоты шероховатостей поверхности непрозрачных образцов, заключающийся в том, что облучают измеряемую поверхность образца монохромическим пучком света с длиной волны под углом относительно нормали, не превышающим 10 , последовательно измеряют сигналы полного I поли и диффузно отраженного 1д(} от поверхности образца потоков излучения. Высоту шероховатости определяют по формуле D Д R- iFtT 1 -1- поли Наиболее близким по технической сущности к Изобретению является способ определения шероховатости диффузно-отражаютей поверхности объекта, заключаю .щийся Б том, ЧТО направляют на поверхность объекта широкополосное излучение определенной длины волны X , принимают отраженное от поверхности объекта широкополосное излучение и формируют изображение поверхности объекта U2l . Недостаток этого способа заключается в низкой точности измерения, так как из-за широкой полосы частотного спектра сигнала происходит усреднение пятенной картины, кроме того, при хорошем угловом разрешении наблюдаемой поверхности пятна начинают перекрываться между собой. Оба эти фактора приводят к уменьшению контрастности пятен в изображении и ухудшают тЬчность определения степени шероховатости. Цель изобретения - повышение точности определения. Эта цель достигается тем, что перед формированием изображения поверхности объекта спектрально фильтруют принимаемое отраженное широкополосное излучение и выделяют две монохроматические 8 составляющие излучения равной интенсив ности, длины волн которых (г СЪЯЗйны между собой соотношением Х„ 0,01-0,1 X, по каждой выделенной составляющей излучения форк«1руют изображение поверхности объекта, регистрируют распределение интенсивности огто го из сформированных изображений, Усиливают распределение интенсивности второго изображения пропорционально зарегистрированной интенсивности первого изобра кения, суммируют интенсивности в изобра кениях и по величине этой суммы судят о степени шероховатости по- . верхности. На чертеже изображена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит приемную оптическую систему 1, полупрозрачное зеркало 2, интерференциоз-П1ые светофильтры 3 и 4, формирующие объекты 5 и 6, регистрирующие узлы 7 и 8, коррелятор 9 и анализатор 10. Способ осуществляется следующим образом. Рассеянное наблюдаемой поверхностью 11 широкополосное излучение принимается оптической системой 1 и с помощью полупрозрачного зеркала 2 разделяется на два пучка равной интенсивности, кото рые проходят через светофильтры 3 и 4, настроенные на длины волн Х и Х/.нохроматическое излучение этих волн попадает в объективы 5 и 6, формирующие когерентные изображения наблюдаемой поверхности 11. Сформированные изображения фиксируются регистрирующими узлами 7 и 8, выполненными на основе телевизионных или матричных фотоприемНИКОВ с блоками управления сканированием. Электрические сигналы с выходов регистрирую.щих узлов 7 и 8 поступают на вход коррелятора 9, формирующего электрический сигнал, пропорционалыш1Й степени корреляции зарегистрированных изображений. Этот сигнал поступает на вход анализатора 10 вместе со значениями интенсивности отфильтрованных монохроматических излучений. В анализаторе 10 осуществляется анализ степени шероховатости поверхности в соответствии с формулой iXi „1/2 / А, 1/2 / Ар ,еи. (,Y-iJ 47С(йХ) 24 где О - степень шероховатости наблюдаемой поверхности} X. JL - длины волн первой и второй монохроматических составляю.щих излучения равной интенсивности; Др - результат интенсивности; I - интенсивность излучения каждой отфильтрованной монохроматической составляющей излучения. Предлагаемый способ позволяет осуществлять измерение степени шероховатости в интервале ,2-5 мкм/с точностью 0,01-0,1 мкм при наблюдении поверхности в естественном свете. Формула изобретения Способ определения шероховатости диффузно-отрансаюшей поверхности объекта, заключающийся в том, что направляют на поверхность объекта широкополосное излучение определенной длины волны и принимают отраженное от поверхности объекта широкополосное излучение и формируют изображение поверхности объекта, отлич ающийся тем, что, с целью повышеьшя точности определения, перед формированием изображения поверхности объекта спектрально фильтруют принимаемое отраженное широкополосное излучение и выделяют две монохроматические составляющие излучения равной интенсивности, длины волн которых Я- и Л.2. связаны между собой соотношением Х Я ,,01-0,1 Х-, по каждой выделенной составляющей излуче1шя формируют изображение поверхности объекта, регистрируют распределение интенсивности одного из сформированных изображений, усиливают распределение интенсивности второго изобршкения пропорционально зарегистрированной интенсивности первого изображения, суммируют интенсивности в изображениях и по величине этой суммы судят о степени шероховатости поверхности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 654853, кл. G01 В 11/30, 1978. 2.Патент США № 3804521, кл. 356-109, 1976 (прототип).