CS233892B1 - Způsob měřeni odraznosti lesklých kovových povrchů a zařízení (51) Int Cl? C 01 K 21/00 k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Podle vynálezu se měří prostorové rozložení světelné energie v laserovém paprsku, který se odráží od povrchu měřené součásti a toto rozložení se porovnává s rozložením energie v dopadajícím laserovém paprsku. Zařízení jo tvořeno laserem, za jehož výstupem je umístěn rotační přerušovač, planparalolní deska a měřený vzorek. Držák vzorku je možno posunovat ve všech třech osách. Odraz laserového paprsku od planparalolní desky je veden na íotoelektrický snímač a odraz od měřeného vzorku na hlavní íotoelektrický snímač. Napětí z íotoelektrických snímačů je přes zesilovače zavedeno do analogové děličky, propojené s voltmetrem a zapisovačem. Vynález je obzvláště použitelný při elektrochemickém leštěni nerezových ocelí.

Description

Vynález ee týká způsobu měření edraznoeti lesklých kevevých povrchů a zařízení k převádění způsobu.

Měření edraznosti lesklých kevevých povrchů se používá k objektivnímu posuzováni lesku kevevých povrchů. Doposud se k měření edraznoeti používají způsoby a přístroje označované jaké jedneclenkevý reflektemetr nebe dvouclenkový reflektemetr a geniefetemetr. Dosavadní způseby měření spočívají v tem, že svazek světelných paprsků, Soustředěný optickým systémem dopadá na povrch měřeného vzorku, odráží se ed něho a je indikován čidlem, před kterým je umístěna jedna nebe víee členek. VSechny tyto způaeby a přístroje mají řadu společných nedostatků spočívajících zejména ve složitá optice, nemožnosti zjištění směrových efektů nerovnoměrně drsného, lesklého povrchu na odražené světle a konečně nutnosti používání standardů pre edrazneet.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob měření odraznesti lesklých kevevých povrchů, jehož podstata spočívá v tem, že ee měří prostorové rozležení světelné energie v laserovém paprsku, který se odráží ed povrchu měřené součásti a teto rozležení ee porovnává s rozležením světelné eneřgie v dopadajícím laserovém paprsku·'

Zařízení podle vynálezu je tvořeno laserem, za jehož výstupem je umletém rotační přerušovač, planparalelní deska a ve třech osách posuvný držák pre měřený vzorek a k planparalelní desce je přiřazen feteelektrieký snímač pre snímání odraženého laserového paprsku ed plamparaleiní desky a k posuvnému držáku je přiřazen hlavní feteelektrický snímač pre snímání ©draženého laserového paprsku ed měřeného vzorku, přičemž výstupy feteelektrickýeh snímačů jsou napo- 2 233 892 jeny na zesilovač·, jejichž výstupy jseu zavedeny do analogové děli čky, propojené s voltmetrem a zapisovačem.

Podle dalšího význaku vynálezu je další fetoelektrický snímač upevněn v pravoúhlé souřadnicové soustavě, opatřené mikremetrickými šrouby pro posun ve svislé a vodorovné ose, na jejichž koncích jsou upevněny otéčkevé petenciemetry, napojené na stabilizovaný zdroj napětí.

Základní výhodu způsobu a zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje nahradit poměrně složitou optickou teehniku použitím laserového zdroje, výhodně laditelnéhe a v možnosti zjištevání směrových efektů nerovnoměrně drsného lesklého povrchu na odražené světle. Namístě složitého optického zařízení se tedy použije laserový paprsek o vhodném průměru 0,5 až 10 mm, jož so nochá dopadat na vyleštěný povrch. Laserový paprsek po odražení od kovového povrchu so proměřuje ve dvou na sobe kolmých směrech, což umožňuje získat směrové charakteristiky odraženého laserového paprsku. Jako vnitřní standard slouží vlastní laserový paprsek, jehož rozložení intenzity světla se před měřením světelné edraznosti zaznamená.

Výhoda zařízení spočívá v možnosti jeho miniaturizace a v použití k proměřování lesku na částech strojů bez vyjmuti proměřované součásti z vlastního stroje.

Vzhledem k úzkému vztahu mezi drsnosti a edraznosti, je možno podle vynálezu měřit nepřímo i drsnost na místech nepřístupných pro běžný měřič drsnosti, například ve štěrbinách.

Způsob a zařízení podle vynálezu j$eu dále blíže popsány na příkladu zapojení přístroje a jeho funkce, znázorněném na připojeném výkresu.

Zdrojem světelného paprsku zařízení znázorněném na obrázku jo laser 11, vydávající monochromatická koherentní záření o vlnové < délce 652,8 nm. Výkon světelného paprsku je 10 ml až maximálně 16 mt,

- 3 233 892 průměr výstupního svazku 0,8 mm. paprsek laseru ll jo těsně za výstupem modulevón rotačním přerušovačem 12. tvořeným rotují čím kotoučem a výřezy· Frekvence modulovaného laserového paprsku činí 370 - 3 Hz. Z rotačního přerušovače 12 směřuje laserový paprsek na skleněnou, šikmo umístěnou planparalolní desku 13. které odráží Část záření de referentního foteelektrickéhe snímače 10. Po průchodu touto planparalolní deskou 13 laserový paprsek směřuje bud na hlavní f©toelektrický snímač 2, umístěný pra proměřování vstupního paprsku přímo zo planparalolní doakou 13 nebo na měřený vzorek 1 a teprve pe odrazu od měřeného vzorku 1 do hlavního fotoelektriekého snímače 2· Měřený vzorek 1 jo uchycen v posuvném držáku 14. který umožňuje posun ve všech třech osách·

Napětí, vzniklé na feteelektrickýeh snímačích 10 a £, ja vedeno do dvou nezávislých kanálů fázově citlivých zesilovačů 2, « 2.', řízených synchronizačním kmitočtem, odvozeným z obvodů rotačního přerušovače 12. Selektivní filtry v obou fázově citlivých zesilovačích 5 a 2*» které jacu naladěny na synchronizační kmitočet 370 i 3 Ha pak mají velmi dobrý poměr zesílení signálu k zesílení šumu. Šum na úravni 40 db voda ke změně hodnoty o 2 %· Výstupy z ©bou fázově citlivých zesilovačů 2 a 2' jsou zavedeny do analogové děličky £, jež udává hodnoty intenzit korigované na případná kolísání výkonu laseru 11. Výkon laseru 11 v průběhu několikahodinového měření se mění až o 30 %. K záznamu úrovně dopadají čího laserového paprsku jo použit digitální voltmetr £ a paralelně k němu zapojený zapisovač *>. Hlavní fetoelektrieký snímač 2 J· upevněn v pravoúhlé souřadnicové soustavě 2 a přesností nastavení polohy v obou oaách i 10 um. Pohyb souřadnicové soustavy 2 ve svialé a vodorovné oas jo zajišťován přesnými mikrometrickými šrouby s kuličkovými maticemi. Aby mohl být elektricky snímán pohyb v osách souřadnic, jsou na koncích mikromotriekýeh šroubů upevněny 20-ti etáčkové potencio’metry 2 ^a 2*» které jsou napájeny ze stabilizovaného zdroje 8 napětí. Napětí z potenciometru 2 ja přiváděno do zapisovače 2. ^a indikováno jako posun v oso X. Signál z hlavního foteelektrickéhe snímače 2 P° zpracování ve fázově citlivém zesilovačů £' a v analogové děličeo £ je indikován jako změna posunu v oso T. Vlastní měření odraženého laserového paprsku od měřeného vzorku 1 jo prováděno .- 4 233 892 hlavním fotoelektrickým snímačem £, umístěným ve vzdálenosti 50 cm ed měřeného vzorku 1 se zdvihem ve svislé ess 3 cm, cež představuje úhel » 5»43° od kolmice vedené od měřeného vzorku 1. Vodorovný i svislý posun souřadnicové soustavy 2 činí maximálně * 4 cm, cež představuje celkový úhel rozptylu 9,15*· Průměr fotoelektrickéhe snímače £ činí 0,1 mm, cež odpovídá ploše 7,85 · 10’^ mm?. Rozměr 0,1 mm je dostatečně malý vzhledem k průměru svazku laserového světla a umožňuje proměřování prostorového rozložení intenzity světla. Před měřením každého měřeného vzorku 1 je snímán prsfil dopadajícího laserového paprsku, při snímání profilu odraženého paprsku jsou snímány profily ve směrech os X a V, které es prolínají vždy v místě nejvyššíhe maxima rozložení intenzity laserového paprsku.

Při měření edrazneeti na vzorku z nerezové oceli dle ČSN ·' , i

241.4 hýla měřena světelná odraznest, charakterizující lesklost vybroušeného a elektrochemicky zpracovaného povrchu vzorku e výsledkem srovnatelným e,měřením edrazneeti známým přístrojem Ortholux fy Leits. Zařízení podle vynálezu umožňuje navíc stanovení stupně lesklosti dle objektivního záznamu rozložení intenzity světla, která je podstatně přesnější než porovnávání kovového povrchu dle ČSN 078 510 nebe pomocí goniefetometru.

Vlastní experimentální zařízení je konstruováno tak, aby umožnilo měření při umělém osvětlení místnosti běžnými prostředky, jaké stropními svítidly.

Na výše uvedeném principu lze postavit přístroje využívající laditelných laserů pracujících v různých vlnových rozsazích, případně přístroj automatizovat použitím servopohonů v držáku 14 měřeného vzorku 1 a pohybu fotoelektrických snímačů £, 10 v souřadnicové soustavě 2 « s využitím mikropočítače k záznamu a vyhodnocení všech dat.

Claims (3)

1. Způsob měření odraznosti lesklých kovových povrchů^yznačující se tím, že es měří prostorové rozložení světelné energie vlpee revém paprsku, který se odráží od povrchu měřené seučástx^tete rozležení se porovnává s rozležením světelné energie v dopadajícím laserovém paprsku.

2· Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačené tím, že je tvořeno laserem /11/, za jehož výstupem je umístěn rotační přerušovač /12/, planparalelní deska /13/ a ve třech osách posuvný držák /14/ pre měřený vzorek /1/ a k planparalelní desce A3/ je přiřazen fetoelektrický snímač AO/ pre snímání odraženého laserového paprsku od planparalelní desky A3/ & k posuvnému držáku A4/ přiřazen hlavní fetoelektrický snímač /9/ pre snímání odraženého laserového paprsku ed měřeného vzorku A/» přičemž výstupy feteelektrických snímačů /9, 10/jsou napojeny na zesilovače /3, 3*/» jejichž výstupy jasu zavedeny do analege vé děličky /4/, propojená a voltmetrem /6/ a zapieevačem /5/·

3« Zařízení podle bodu vyznačené tím, že hlavní fetoelektrický snímač /9/ je upevněn v pravoúhlé souřadnicové soustavě /2/, opatřené mikremetrickými šrouby pre pohon ve svislé a vodorovné ose, na jejichž koncích jeou upevněny etáčkevé peteneiemetry /?, 7*/ napojené na stabilizovaný airej /8/ napětí*