Устройство бесконтактного определения шероховатости

Устройство бесконтактного определения шероховатости относится к области машиностроения, в частности к устройствам для контроля шероховатости поверхности изделия. Устройство бесконтактного определения шероховатости состоит из: осветителя 6, объектива 5, корпуса 1, оптической системы 2, включающей в себя фотопреобразователь 4 и электронный блок 3. Новым в устройстве является то, что оно снабжено размещенным в корпусе объективом 5 и установленной за ним матрицей с положительно-зарядовой связью (фотопреобразователь) 4, при этом электронный блок 3 состоит из видеоусилителя 6 и АЦП 8, связанного с модулем обработки информации 10 через контроллер последовательного действия 9. Достигаемый при этом технический результат - возможность точной идентификации микрорельефа поверхности при повышении надежности всей системы в целом. Илл.

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам для контроля шероховатости поверхности изделия.

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности изделия, содержащее электромеханический преобразователь и электронный блок. Электромеханический преобразователь состоит из иглы, закрепленной на специальной упругой подвеске, и связанного с ней датчика, преобразующего механические колебания в электрический сигнал, который затем передается на электронный блок. Электронный блок производит пересчет значения электрического сигнала в величину шероховатости [1].

Недостатками устройства являются необходимость постоянного механического контакта с поверхностью изделия, ненадежность механической системы и неточность пересчета величины электрического сигнала в значения шероховатости.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Устройство для контроля шероховатости поверхности изделия» [2]. Устройство содержит оптическую систему, включающую в себя осветители падающего и отраженного излучения и электронный блок. Электронный блок состоит из фотопреобразователей части падающего и отраженного излучения, коммутатора, регистратора, источника питания, аналогово-цифрового преобразователя, блока обработки информации, контроллера интерфейса и энергонезависимого запоминающего устройства.

Измерения проводятся в реальном масштабе времени по калибровочным кривым, хранящимся в энергонезависимом запоминающем устройстве, путем вычисления коэффициента отражения вне зависимости от нестабильности излучения осветителя.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус с расположенной в нем оптической системой, включающей электронный блок и осветитель, и связанный с ней модуль обработки информации.

Недостатками прототипа являются невозможность идентифицировать микрорельеф поверхности изделия и невысокая надежность устройства ввиду значительного числа элементов.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство бесконтактного определения шероховатости содержит корпус с размещенными в нем осветителем и оптической системой, включающей в себя электронный блок и фотопреобразователь и связанной с модулем обработки информации. Представленное устройство отличается от прототипа тем, что снабжено объективом, а электронный блок представляет собой видеоусилитель и электрически связанный с ним аналогово-цифровой преобразователь с контроллером последовательной передачи данных, при этом фотопреобразователь выполнен в виде матрицы с положительной зарядной связью и расположен в корпусе между объективом и электронным блоком.

Целью полезной модели является создание надежного устройства, которое позволит более точно определить величину шероховатости за счет идентифицирования рельефа микронеровностей поверхности изделия.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено размещенным в корпусе объективом и установленной за ним матрицей с положительно-зарядовой связью (ПЗС), при этом электронный блок состоит из видеоусилителя и контроллера последовательного интерфейса.

Объектив с ПЗС-матрицей создает электрический сигнал, отображающий микрорельеф поверхности, который обрабатывается электронным блоком. Таким образом, сокращается количество элементов, участвующих в получении и обработке информации о микрорельефе, что повышает его надежность, а точность обеспечивается за счет разрешающей способности фотопреобразователя.

Сущность полезной модели поясняется графическим изображением, где представлена схема устройства бесконтактного измерения шероховатости.

Устройство бесконтактного определения шероховатости содержит корпус 1 с расположенной в нем оптической системой 2. Оптическая система 2 включает в себя электронный блок 3, электрически связанный с матрицей 4 с положительно-зарядовой связью (ПЗС). В корпусе 1 на его торце установлен объектив 5, а на боковой поверхности - осветитель 6 - светодиод. Электронный блок 3 состоит из видеоусилителя 7 и связанного с ним аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) 8 с контроллером последовательного действия 9. Оптическая система 2 соединена с модулем обработки информации 10.

Устройство бесконтактного определения шероховатости работает следующим образом.

Световой поток от осветителя 6, размещенного на боковой поверхности корпуса 1, падает на контролируемую поверхность, отражается и через объектив 5 формирует на поверхности фотопреобразователя 4, входящего в оптическую систему 2, изображение микрорельефа поверхности изделия. Фотопреобразователь 4 преобразует изображение микрорельефа в электрический сигнал, который обрабатывается электронным блоком 3, содержащим видеоусилитель 7, предназначенный для усиления аналогового сигнала и АЦП 8, преобразующего аналоговый сигнал в цифровой с контроллером последовательного действия 9. Контроллер последовательного действия 9 передает через модуль обработки информации 10 данные об изображении микрорельефа поверхности в компьютер, который с помощью специального программного обеспечения по фрактальным зависимостям идентифицирует микрорельеф и определяет величину микронеровностей на поверхности изделия, и отображает на экране ее числовое значение.

1. Свидетельство на полезную модель 2073193. МПК G01B 11/30. Автоматизированный профилограф-профилометр / Замятин А.Ю., Демкин Н.Б., Замятин Ю.П., - Опубл. 1997.02.10.

2. Свидетельство на полезную модель 2156955 МПК G01B 5/28. Устройство для контроля шероховатости поверхности изделия. / Поярков И.П., Журавлев С.Д. Опубл. 2000.09.27.

Устройство бесконтактного определения шероховатости, содержащее корпус с размещенными в нем осветителем и оптической системой, включающей электронный блок и фотопреобразователь, связанной с модулем обработки информации, отличающееся тем, что устройство снабжено объективом, электронный блок представляет собой видеоусилитель и электрически связанный с ним анологово-цифровой преобразователь с контроллером последовательной передачи данных, при этом фотопреобразователь выполнен в виде матрицы с положительно-зарядовой связью и расположен в корпусе между объективом и электронным блоком.