Устройство для бесконтактного измерения шероховатостей

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля шероховатости поверхности изделия.

Используемое устройство содержит оптическую систему, преобразующее отраженное от поверхности изделия монохромное излучение осветителя в цифровой код, который впоследствии сравнивается с образцовыми кодами.

Технический эффект заключается в повышении точности измерения и упрощении конструкции приборов для измерения шероховатости, использующие бесконтактный, оптический способ измерения.

Предложенное устройство относится к измерительной технике, а именно к устройствам для оперативного контроля шероховатости изделий полученных при обработке на станках с ЧПУ.

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности изделий содержащее излучатель и приемник монохромного излучения, электронный блок (патент 2375677).

Недостатком данного устройства является сложность схемы, а в частности применения большого количества узлов.

Наиболее близким техническим решением (прототип) является устройство для контроля шероховатости поверхности изделий содержащее излучатель, ответвители падающего и отраженного излучения сигналы с которых поступают на фотопребразователи электронного блока, коммутатор, АЦП выход которого соединен с микроконтроллером, регистратор, энергонезависимое запоминающее устройство и контроллер интерфейса, (патент 2156955, Кл. G01В 11/30).

Недостатком данного устройства является применение двух фотоприемников для преобразования отраженного и излучаемого света, что в свою очередь приводит к появлению в схеме дополнительного устройства - коммутатора, что весьма удорожает и усложняет конструкцию.

Решением данной технической задачи является расширение функциональных возможностей и упрощение устройства для бесконтактного измерения шероховатости поверхности без применения физических эталонных мер.

Техническая задача достигается тем, что устройство для измерения шероховатости, включающее оптическую систему, состоящую из излучателя, ответвителя отраженного излучения, фотопреобразователя, электронного блока, оптическая система дополнительно содержит линзу фокусировки, установленную на подвижных катушках, перемещаемых вдоль сердечника, электронный блок состоит из последовательно соединенных усилителя сигнала и устройства вывода информации, при этом выход микроконтроллера подключен ко входу блока фокусировки, выход которого связан с подвижными катушками, а выход фотопреобразователя соединен со входом усилителя.

На чертеже представлена блок схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит оптическую и электронную систему. Оптическая система включает в себя лазер 1, линзу 2, линзу фокусировки, установленную на подвижных катушках 3, призма 4, фотоприемник 5. Электронная часть содержит усилитель сигнала фотоприемника 6, микроконтроллер со встроенным АЦП 7, блок фокусировки 8, устройство вывода информации 9.

Устройство работает следующим образом. Свет, излучаемый лазером 1, проходя через линзу 2 и призму 4, попадает на линзу 3, которая с помощью блока фокусировки 8 и заранее записанного эталонного кода в микроконтроллер 7 производит фокусировку луча на поверхности изделия (по коду) вне зависимости от шероховатости изделия в данной точке измерения. Далее при перемещении образца меняется фокусное расстояние линзы 3 в зависимости от неровности поверхности, что приводит к различным степеням фокусировки отраженного излучения линзы 3, что в свою очередь влияет на интенсивность отраженного излучения. Проходя через призму 4, луч, отражаясь от нее, попадает на фотопреобразователь 5. Преобразованный в напряжение оптический сигнал различной интенсивности усиливается усилителем 6 и попадает на АЦП микроконтроллера 7. Далее разложенный в цифровой код сигнал сравнивается контроллером с эталонными кодами записанными в память контроллера и в зависимости от результата отображается на устройстве вывода информации 6.

Таким образом предлагаемая полезная модель позволяет расширить функциональные возможности, в частности повышение точности процесса измерения и повышение его оперативности, что удалось достичь благодаря применению блока фокусировки 8 и линзы 3, а так же снижению количества узлов схемы.

Устройство бесконтактного измерения шероховатости, включающее оптическую систему, состоящую из излучателя, ответвителя отраженного излучения, фотопреобразователя, электронного блока, отличающееся тем, что оптическая система дополнительно содержит линзу фокусировки, установленную на подвижных катушках, перемещаемых вдоль сердечника, электронный блок состоит из последовательно соединенных усилителя сигнала, микроконтроллера со встроенным АЦП и устройства вывода информации, при этом выход микроконтроллера подключен ко входу блока фокусировки, выход которого связан с подвижными катушками, а выход фотопреобразователя соединен со входом усилителя.