Способ определения шероховатости поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение информативности и производительности определения шероховатости за счет получения большего объема измерительной информации, а также за счет обеспечения возможности определения шероховатости непосредственно на рабочих местах в условиях производства любого типа и вида. Расширяют осветительный пучок до размера диаметра его поперечного сечения, соотнесенного с размерами /не меньше/ стандартизированных базовых длин, а нормированную интенсивность рассеянного излучения измеряют в полном телесном угле диаграммы рассеяния осветительного пучка /в сферических координатах/ в зависимости от долготы и полярного расстояния при поочередном их фиксировании. По результату сравнения указанных зависимостей, полученных на исследуемой шероховатой поверхности и образцовых, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям, судят о шероховатости исследуемой поверхности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G О1 В 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ П4НТ СССР

1 (21) 4241835/25-28 (гг) 08.05.87 (46) 23.01.90. Бюл. М 3 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) В.А. Валетов, В.С. Листовец, А.И. Москвин и Н.В. Слякоткин (53) 531.71 5.2(088,8) (56) Патент франции Н 2491615 кл. G 01 В 11/30, I982o (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШЕРОХОВАТО-.

СТИ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измери-. тельной технике. Цель изобретения повышение информативности и произво" дительности определения шероховатости эа счет. получения большего обьема измерительной информации, а также эа счет обеспечения возможности

Изобрет ение относится к и змерительной технике и может быть использовано, в частности для определения шероховатости поверхности.

Цель изобретения - повышение информативностии и производительности определения шероховатости поверхности за счет комплексного, более.пол" ного измерения характера рассеяния когерентного излучения, а также за счет обеспечения возможности определения шероховатости непосредственно на рабочих местах в условиях производства любого типа и вида.

На Фиг. 1 изображена одна из возможных принципиальных схем устройства, реализующего предлагаемый спо„„SU, 53 045 А1

2 определения шероховатости непосредственно на рабочих местах в условиях прои зводст ва любого типа и вида .

Расширяют осветительный пучок до размера диаметра его поперечного сечения, соотнесенного с размерами (не меньше) ста ндарти зи рова нных ба зовых длин, а нормированную интенсивность рассеяного излучения измеряют в полном телесном угле диаграммы рассеяния осветительного пучка (в сферических координатах) в зависимости от долготы и полярного расстояния при поочередном их фиксировании. По результату сравнения указанных зависимостей, полученных на исследуемой шероховатой поверхности .и образцовых, удовл ет воряющих э ксплуа та ци онным требованиям, судят о шероховатости исследуемой поверхности. 2 ил. соб, на Фиг. 2 - схема, поясняющая способ.

Устройство содержит источник 1 излучения, оптическую систему 2, светоделитель 3, шаровой сегмент 4, сферическую поверхность 5, компенсатор 6, Фотоприемник 7 и зеркало 8.

На фиг. 2 показаны направление освещающего шероховатую поверхность пучка излучения .от источника - ось этого пучка идет вдоль оси Z, которая также является нормалью к шеро" ховатой поверхности, параметры сферической системы координат (относительно прямоугольной - Х, У, Z) — r — радиус-вектор (до точек сферы, где рас1538045 положены фотоприемники), cj - долгота, 8- полярное расстояние.

Способ осуществляют следующим образом.

Пучок излучения от когерентного источника 1 излучения (например, от лазера) поступает в оптическую систему 2, Формирующую расширенный параллельный пучок (например, коллиматор), диаметр которого делают не меньше наибольшего (по стандарту) ба" вовой длины шероховатых поверхностей и освещают через светоделитель 3 (например, полупрозрачное зеркало) исследуемую поверхность 9 по нормали к ней.

Свет, рассеянный по всем направлениям в пределах полного телесного угла диаграммы рассеяния, попадает на часть сферической поверхности 5 и, после вторичного отражения от светоделителя 3, на поверхность шарового сегмента 4, где измеряется его интенсивность (например, с помощью матрицы 25 фотодиодов или оптических волокон и т.д.) в зависимости от долготы при нескольких фиксированных значения>< полярного расстояния 6.

Перед началом измерений, вводя вместо поверхности 9 зеркало 8, r: ðo, изводят калибровку сигналов измери" тельного тракта, соответствующего рассея нию нормали, по велич и не опорного сигнала, за который принимают сигнал, получаемый при измерении интенсивности света, первично отраженного от светоделителя 3, Фотоприемни" ком 7. При этом добиваются равенства величин этих сигналов (например вво4О дя компенсатор 6 перед фотоприемником

7) °

Полученные при рассеянии от исследуемой шероховатой поверхности 9 сигналы измерительной инфсрмации (нормированные по величине сигнала, сост45 ветствующего рассеянию по нормали) в виде зависимостей интенсивности рассеянного света Х () от долготы ц (например, табличных или графических) при разных 8 исследуют наличие экстремумов (например, вручную или на специализированном микропроцессоре или на ЭВМ), При наличии экстремумов для соответствующих им долгот Lt получают сиг- 5 налы и змерител ьной информации в виде зависимостей интенсивности рассеянного света 1 р(8) от полярного расстояния 9 (включая 9 =0), которые в со" вокупности с вышеупомянутыми зависимостями I () сравнивают (укаэанны-, ми средствами обработки информации) с аналогичной совокупностью зависимо-. стей, полученных на образцовых поверхностях, .обеспечивающих заданные эксплуатационные свойства детали.

По результатам сравнения (в пределах установленной погрешности) определяют шероховатость исследуемой поверхности °

Сравнивают в аналогично полученных на образцовой и исследуемой шероховатых поверхностях зависимостях сле" дующие данные.

В общем случае шероховатости, как со случайным, так и с регулярным распределением параметров:

1) число экстремумов в зависимостях интенсивности рассеяния от дол" готы, т.е. I(q) для ряда фиксированных значений полярного расстояния (угла 6)1

2) величины интенсивности рассеяния соответствующих по долготе экс- тремумов в указанных в п.1) зависимостях

3) число экстремумов в зависимоcTRx интенсивности рассеяния от полярного расстояния, т.е. I(8) (в индикатрисах рассеяния) при соответ" ствующих фиксированных значениях долготы (угла q);

4) величины интенсивности рассеяния (соответствующих по полярному расстоянию (углу 8) экстремумов в указанных в и. 3) зависимостях.

В частных случаях шероховатости со статистически случайным распредепением параметров:

1) величины интенсивности в зависимостях интенсивности рассеяния от долготы, т.е. 1() при соответственных фиксированных значениях полярного расстояния (угла 8);

2) величины максимумов интенсивности в зависимостях интенсивности рассеяния от полярного расстояния, т.е. I(g) для одного (любого) значения долготы (угла 4) . формула и 3 обр ет ения

Способ определения шероховатости поверхности, заключающийся в том, что освещают параллельным пучком когерентного излучения исследуемую по5 1538 верхность по нормали к ней, измеряют интенсивность рассеянного поверхностью излучения и определяют шероховатость поверхности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения информативности и производитель", ности определения шероховатости, пре" образуют освещающий пучок до диамет" ра его поперечного сечения не менее базовой длины исследуемой шерохова"

I. той поверхности, измеряют распределение интенсивности рассеянного излучения в полном телесном угле рассеяния, опирающемся на полусферу фиксированного радиуса с его началом в центре освещенного участка ше045 6 роховатой поверхности, в различных горизонтальных сечениях этого угла в пределах всего сечения, находят в этих зависимостях экстремумы, измеряют распределение интенсивности рас- . сеянного излучения в различных вертикальных сечениях телесного угла че" рез нормаль и экстремум соответству" ющей зависимости для упомянутых горизонтальных сечений в пределах всего телесного угла, а определение шероховатости исследуемой поверхности производят по результатам сравнения указанных зависимостей с аналогичными зависимостями для образцовых шерохо-. ватых поверхностей.

1538045

Редактор В. Бугренкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101

Заказ 163

ВНИИПИ Государственного

113035, Составитель Jl. Лобэова

Техред М.Дидык Корректор О. Кравцова

v,===

Тираж 484 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5