Способ контроля линейных размеров объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров и формы глубоких отверстий малого диаметра, тонких нитей, шариков малого диаметра . Цель изобретения - повышение точности контроля и обеспечение возможности контроля формы поверхности объекта. Объект Б с контролируемой поверхностью освещают лазером 1, За счет этого формируют волновое поле от объекта 6, С помощью первой линзы 2 осуществляют прямое Фурье-преобразование пространственного волнового поля от объекта. Помещая в преобразованное волновое поле частотную маску 3, реализуют свертку Фурье-образа волнового поля от объекта 6 с частотной маской. Вторая линза 4 осуществляет обратное Фурье-преобразование пространственного волнового поля, прошедшего через частотную маску 3, В фокальной плоскости второй линзы 4 с помощью фотоприемника 5 регистрируют максимальное значение амплитуды полученного после обратного Фурьепреобразования волнового поля. Первая линза 2, частотная маска 3 и вторая линза 4 представляют собой пространственно-инвариантный фильтр, согласованный с данным сигналом S(x,y), Сигналу (х,у) соответствует волновое поле от эталонного объекта. Согласованность фильтра с S(x,y) достигается тем, что амплитудный коэффициент частотной маски 3 пропорционален сопряженному Фурье-образу волнового поля от эталонного объекта. Если на вход фильтра подается сигнал S(x,y), то поле, прошедшее через маску 3, (Л 00 4 00 О5 СО оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 С 01 В 11/02, 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4073783/24-28 (22) 02.06.86 (46) 30.10.87. Бюл. У 40 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.Б. Самсонов (53) 531,.715.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 813135, кл. С 01 В 11/24, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 324486, кл. G 01 В 11/10, 1970. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕР0В ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров и формы глубоких отверстий малого диаметра, тонких нитей, шариков малого диаметра. Цель изобретения — повышение точности контроля и обеспечение возможности контроля формы поверхности объекта. Объект Б с контролируемой поверхностью освещают лазером 1. За счет этого формируют волновое поле от объекта 6. С помощью первой линзы 2 осуществляют прямое Фурье-пре„„SU„„1348638 А 1 образование пространственного волнового поля от объекта. Помещая в преобразованное волновое поле частотную маску 3, реализуют свертку Фурье-образа волнового поля от объекта 6 с частотной маской. Вторая линза 4 осуществляет обратное Фурье-преобразование пространственного волнового поля, прошедшего через частотную маску 3.

В фокальной плоскости второй линзы 4 с помощью фотоприемника 5 регистрируют максимальное значение амплитуды полученного после обратного Фурьепреобразования волнового поля ° Первая линза 2, частотная маска 3 и вторая линза 4 представляют собой пространственно-инвариантна фильтр, согЮ ласованный с данным сигналом S(x,у) .

Сигналу S(x,у) соответствует волновое поле от эталонного объекта. Согласованность фильтра с S(x,у) достигается тем, что амплитудный коэффициент частотной маски 3 пропорционален сопряженному Фурье-образу волнового поля от эталонного объекта. Если на вход фильтра подается сигнал S(x,у), то поле, прошедшее через маску 3, 00

1348638 представляет собой плоскую волну, которая фокусируется в яркую точку в фокусе второй линзы 4. Если на вход фильтра поступает сигнал, отличный от S(x,у), то кривизна преобразованного по Фурье волнового фронта от объекта 6 не компенсируется маской 3 и прошедший через фильтр свет уже не будет собираться в яркую

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров и формы глубоких отверстий малого диаметра, тонких нитей, шариков малого диаметра и т.п. 5

Цель изобретения — повышение точности контроля и обеспечение возможности контроля формы поверхности объекта за счет учета амплитудно-фазовых соотношений волнового поля эа частотной масКой в каждой точке, а также путем применения частотной маски специального вида.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ контроля линейных размеров объекта, Устройство содержит лазер 1 и последовательно установленные по ходу светового луча первую линзу 2, частот- 20 ную маску 3, вторую линзу 4 и фотоприемник 5.

Устройство работает следующим образом.

Объект 6 с контролируемой поверх25 ностью освещают лазером 1. За счет этого формируют волновое поле от объекта 6. Например, интерферируют падающие и отраженные от объекта 6 лу чи, дифрагируют падающие лучи при ма лых размерах объекта 6.

С помощью первой линзы 2 осуществляют прямое Фурье-преобразование пространственного волнового поля от объекта 6. Помещая в преобразованное 35 волновое поле частотную маску 3, реализуют свертку Фурье-образа волнового поля от объекта 6 с частотной маской 3. Вторая линза 4 осуществляет обратное Фурье-преобразование прост- 40 ранственного волнового поля, прошедточку в фокусе линзы 4. Таким образом, степень соответствия волнового поля от объекта эталонному можно проверять по максимальной амплитуде волнового поля в фокусе второй линзы 4. Степень соответствия волнового поля от объекта эталонному однозначно определяет отклонение формы поверх" ности контролируемого объекта. 1 ил. шего через частотную маску 3. В фокальной плоскости второй линзы 4 с помощью фотоприемника 5 регистрируют максимальное значение амплитуды полученного после обратного Фурье-преобразования волнового поля.

Первая линза 2, частотная маска 3 и вторая линза 4 представляют собой пространственно-инвариантный фильтр, согласованный с данным сигналом

S(х,у). Сигналу S(x у) соответствует волновое поле от эталонного объекта. Согласованность фильтра с S(x,ó) достигается тем, что амплитудный коэффициент частотной маски 3 пропорционален сопряженному Фурье-образу волнового поля от эталонного объекта.

Если на вход фильтра подается сигнал S(x,у), то поле, прошедшее через маску 3, представляет собой плоскую волну, которая фокусируется в яркую точку в фокусе второй линзы 4.

Если на вход фильтра поступает сигнал, отличный от S(x,у), то кривизна преобразованного по Фурье волнового фронта от объекта 6 не компенсируется маской 3, и прошедший через фильтр свет уже не собирается в яркую точку в фокусе линзы 4.

Таким образом, степень соответствия волнового поля от объекта 6 зталонному можно проверять по максимальной амплитуде волнового поля в фокусе второй линзы 4. В свою очередь, степень соответствия волнового поля от объекта 6 эталонному однозначно определяет отклонение формы поверхности контролируемого объекта 6.

1348638

Составитель Л. Лобэова

Редактор И. Касарда Техред М. Ходанич Корректор Н. Король

Заказ 5178/39 Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ контроля линейных размеров объекта, заключающийся в том, что формируют пространственное волновое

5 поле от объекта, осуществляют прямое

Фурье-преобразование пространственного волнового поля в частотную область, помещают в преобразованное волновое поле частотную маску, соответствующую эталонному объекту, и судят о линейном размере объекта, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля и обеспечения возможности KQHTpoJIH формы поверхности объекта, амплитудный коэффициент частотной маски выбирают пропорциональным сопряженному Фурье-образу пространственного волнового поля от эталонного объекта, осуществляют обратное Фурье-преобразование иэ частотной области пространственного волнового поля, прошедшего через частотную маску, и регистрируют максимальное значение амплитуды полученного после обратного Фурье-преобразования пространственного волнового поля, по которому судят о форме поверхности объекта.