Автоматический измеритель неоднородностей поверхности объекта

О П И С А Н И Е 3I9840

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свюа Севетскиа

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 25.VI.1970 (№ 1452664/25-28) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 02.Х1.1971. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 22.ХИ.1971

МПК G Olb 11/30

Комитет по делам иаобретвниб и открытий при Совете Министров, СССР

УДК 531.715(088,8) Авторы изобретения

Заявитель

Г. А. Гильман и В. П. Рябоконь

Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики

АВТОМАТИЧЕСКИ Й ИЗМЕРИТЕЛЬ Н ЕОДНОРОДНОСТЕЙ

ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, в производстве часовых деталей для выявления брака поверхности, в производстве микроминиатюрных радиосхем для контроля качества поверхности кристаллов и т.д.

Известен автоматический измеритель неоднородностей поверхности объекта, содержащий осветитель, направляющий световой поток на измеряемую поверхность объекта, анализирующее устройство, объектив, проектирующий изображение поверхности объекта на анализирующее устройство, и стекловолоконные световоды, торцы которых расположены по окружности вращающегося цилиндра, При наличии дефекта на контролируемой поверхности объекта его изображение в результате вращения цилиндра поочередно затемняет одно или несколько волокон, а изменение светового потока приводит к появлению на светочувствительном элементе анализирующего устройства сложного сигнала, имеющего низкочастотную и высокочастотную составляющие, Амплитуда и длительность низкочастотного импульса характеризует геометрические размеры дефекта, а амплитуда высокочастотной составляющей является функцией контрастности дефектных участков контролируемой поверхности, Известный измеритель не выделяет сигнал от неоднородностей на фоне сигнала от контура поверхности, благодаря чему невозможно выявить брак поверхности малых размеров.

Предлагаемый автоматический измеритель отличается от известного тем, что он снабжен

5 вибратором, на котором закрепляют измеряемый объект, и установленной между объектом и анализирующим устройством диафр":ãìîé с отверстием. Это повышает точность измерения неоднородностей поверхности объекта ма10 лого размера. Кроме того, форма отверстия диафрагмы мояет быть подобна форме объекта.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 — осциллограм15 ма сигнала на выходе фотоэлектрического умножителя от нескольких пятен одинаковой ширины.

Измеритель содеряит осветитель, состоящий из источника 1 света, в качестве которого ис

20 пользуется лампа накаливания, питаемая от источника 2, стабильного по амплитуде генератора синусоидальных колебаний и конденсатора 8, расположенного на одной оптической скамье с источником света. Измеритель имеет

25 также вибратор 4 с подключенным к нему генератором б прямоугольного или синусоидального напряжения, представляющим поляризованное реле, на якоре которого находится крепление для объектов, короткофокусный

30 объектив б, диафрагму 7 с отверстием, форма

319840 которого подобна форме исследуемого объекта с диаметром, меньшим диаметра увеличенного изображения поверхности на величину, равную амплитуде его колебаний и анализирующее устройство. Анализирующее устройство содержит конденсаторы 8 и 9, периодическую структуру 10, представляющую совокупность двух дифракционных решеток, расположенных под некоторым углом и вращающихся за счет специального механического блока 11, фотоэлектрический умножитель ФЭУ 12, который питается от стабилизированного источника 18 высоковольтного напряжения. Вибратор, объектив, диафрагма, конденсаторы 8 и 9, периодическая структура и ФЭУ крепятся на одной оптической скамье. Выход ФЭУ соединен с устройством 14, предназначенным для оценки размеров неоднородностей. Оно может быть реализовано в виде отдельного счетно-решающего устройства или в виде малогабаритной цифровой электронно-вычислительной машины со специальной программой.

Объект 15 освещается через конденсатор 8 источником 1. Отражаясь от поверхности объекта, свет попадает в объектив, создающий увеличенное изображение поверхности в плоскости диафрагмы. Это увеличенное изображение складывается, из светлых частей от гладкой поверхности и темных пятен от неоднородностей. При прохождении изображения через периодическую структуру происходит оптическое умножение его на синусоидальную структуру. Конденсатор 8 при этом способствует сохранению четкости изображения, а конденсатор 9 интегрирует полученный сигнал, фокусируя его на катоде ФЭУ. Блок позволяет менять период у синусоидальной структуры от 0 до

200 линий см. Изменение периода, а следовательно, и пространственной частоты структуры

5 позволяет получить на выходе ФЭУ одномерный пространственный спектр изображения.

Применение диафрагмы при вибрации поверхности позволяет выделить на выходе ФЭУ переменную составляющую сигнала, огибающая

10 которой является спектром неоднородностей.

Амплитуда максимумов такого сигнала пропорциональна общей площади пятен, а расстояние между минимумами — горизонтальному размеру неоднородностей. Этот сигнал по15 дается на устройство, которое на выходе дает значение размеров неоднородностей.

Предмет изобретения

20 1. Автоматический измеритель неоднородностей поверхности объекта, содержащий осветитель, направляющий световой поток на измеряемую поверхность объекта, анализирующее устройство и объектив, проектирующий изоб25 ражение поверхности объекта на анализирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения неоднородностей поверхности объекта малого размера, он снабжен вибратором, на котором за30 крепляют измеряемый объект, и установленной между объектом и анализирующим устройством диафрагмой с отверстием.

2. Автоматический измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, форма отверстия подобна

35 форме объекта.

319840 фиг 1,Редактор Т. Шагова

Заказ 3636/13 Изд. № 1556 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Лобзова

Техред 3, Н. Тараненко

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева