Оптическое устройство для измерения шероховатости поверхности

 

Изобретение относится к измерительной текнике и предназначено для контроля качества обработки поверхности изделий. Цель изобретения - повышение производительности измерения за счет обеспечения возможности непосредственной визуализации степени разрушения интерференционной картины и, следовательно, соотношения между характерным размером неоднородностей контролируемой поверхности и периодом интерференционной картины на контролируемой поверхности. Устройство содержит лазер 1, схему формирования когерентных световых пучков, включающую линзу 2, светоделитель в виде клина 3 и объектив 4, установленньй с возможностью перемещения вдоль оптической оси схемы, систему 5 оптического отображения и узел регистрации, включающий щелевую диафрагму 6 и фотоприемник 7. Система 5 оптического отображения контролируемой поверхности на плоскость визуализации жестко связана с контролируемой поверхностью 8, а угол Q между оптическими осями схемы формирования световых пучков и системы 5 отображения меняется в пределах 0° Ј. 9 90°, что позволяет получить значительное увеличение при отображении интерференционной картины в плоскость визуализации. При этом измерение контраста интерференционной картины в широком динамическом диапазоне среднеквадратичного отклонения неровностей контролируемой поверхности 8 производится подбором соответствующих положений объектива 4 и угла О так, чтобы обеспечить неизменность периода интерференционной картины в плоскости визуализации и оптимальную наглядность характера искажений, вносимых шероховатостями в интерференционную картину на поверхности. 1 ил. / 8 (Л аъ гс to 00 р

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Р1) G 01 В 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4656771/28 (22) 28.02.89 (46) 15.01.91. Бюл. ¹ 2 (72) В. В. Якименко (53) 531.715.1(088.8) (56) Сборник "Экспресс-информация

ВИНИТИ". Контрольно-измерительная техника, 1977, N- 7, с. 1-12. (54) ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной текнике и предназначено для контроля качества .обработки поверхности изделий. Цель изобретения — повышение производительности измерения за счет обеспечения возможности непосредственной визуализации степени разрушения интерференционной картины и, следовательно, соотношения между характерным размером неоднородностей контролируемой поверхности и периодом интерференционной картины на контролируемой поверхности. Устройство содержит лазер 1, схему формирования . когерентных световых пучков, включающую линзу 2, светоделитель в виде .клина 3 и объектив 4, установленный

ÄÄSUÄÄ 1620832 А 1

2 с возможностью перемещения вдоль оптической оси схемы, систему 5 оптического отображения и узел регистрации, включающий щелевую диафрагму 6 и фотоприемник 7. Система 5 оптического отображения контролируемой поверхности на плоскость визуализации жестко связана с контролируемой поверхностью

8, а угол g между оптическими осями схемы формирования световых пучков и системы 5 отображения меняется в пределах 0 < 8 (90, что позволяет получить значительное увеличение при отображении интерференционной картины в плоскость визуализации. При этом измерение контраста интерференционной картины в широком динамическом диапазоне среднеквадратичного отклонения неровностей контролируемой поверхности 8 производится подбором соответствующих положений объектива 4 и угла

Q так, чтобы обеспечить неизменность периода интерференционной картины в плоскости визуализации и оптимальную наглядность характера искажений, вносимых шероховатостями в интерференционную картину на поверхности. 1 ил. 1620832

Изобретение относится к и"-,ìåðèтельной технике и предназначено для контроля качества обработки поверхности изделий.

Цель изобретения — повышение производительности измерения за счет обеспечения возможности непосредственной визуализации степени разрушения интерференционной картины и, сле- 10 довательно, соотношения между характерным размером неоднородностей контролируемой поверхности и периодом .интерференционной картины на контролируемой поверхности. 15

На чертеже изображена принципиальная схема оптического устройства для измерения шероховатости поверхности.

Устройство содержит лазер 1, схему формирования когерентных световых 20 пучков, включающую рассеивающую линзу

2, светоделитель в виде, клина 3 и объектив 4, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси схемы, систему 5 оптического ото- 25 бражения и узел регистрации, включающий щелевую диафрагму 6 и фотоприемник 7.

Устройство работает следующим образом, 30

Излучение Не-Ne лазера 1 с длиной волны ф = 0,63 мкм попадает на клин

3, который разводит его на два пучка, угол между которыми $ 8 определяется формой клина 3. Рассеивающая линза 2 разводит лазерный луч так, чтобы пучки перекрывались. В области пересечения пучков наблюдается интерференционная картина, представляющая собой систему полос равного наклона. Объектив 4 с фокусным расстоянием- дает изображение этой картины в плоскости контролируемой поверхности 8, помещенной на расстоянии 1 от фокуса ббъектива 4. Система 5 оптического 45 отображения формирует изображение контролируемой поверхности 8 на щелевую диафрагму 6. Прошедшее через диафрагму 6 излучение попадает на фотоприем7, прН 3TQM период Я6 интерференционной картины в плоскости фотоприемника 7 определяется выражением

gg)

55 где g — угол между оптическими осями схемы формирования световых пучков и системы 6 оптического отображения.

Контраст V полос интерференционной картины в плоскости фотоприемника 7 определяется следующим выражением:

2л

V = ехр — —" ° sin94 х

9 х ice где Q - среднеквадратичное отклонение неровностей контролируемой поверхности 8.

Измерение контраста проводится перемещением в плоскости визуализации щелевой диафрагмы 6. Крепление объектива 4 позволяет совершать линейные перемещения вдоль оптической оси схемы, а угол 9 изменяется в пределах

0 (9 (90 . При этом измерение контраста интерференционной картины в широком динамическом диапазоне 6 произ водится подбором соответствующих 1 и

0 так, чтобы обеспечить неизменность величины Ж, что существенно упрощает систему регистрации и позволяет проводить оперативные измерения.

Формула изобретения

Оптическое устройство для измерения шероховатости поверхности, содержащее лазер, схему формирования коге рентных световых пучков, систему оптического отображения и узел регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности измерения, схема формирования когерентных световых пучков выполнена в виде последовательно расположенных рассеивающей линзы, светоделителя и объектива, установленного с возможностью перемещения вдоль оптической оси схемы, система оптического отображения предназначена для жесткой связи с контролируемой поверхностью, а схема формирования когерентных световых пучков и система оптического отображения установлены так, что их оптические оси составляют между собой угол 9, где pо < 8 + 90