RU1772620C

RU1772620C - Method of testing surfaces for irregularities

Info

Publication number: RU1772620C
Application number: SU904878874A
Authority: RU
Inventors: Хамит Жумажанович Шайсултанов; Бекболат Рахишевич Нусупбеков; Яхонт Яхутович Билялов; Александр Николаевич Терсков
Original assignee: Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика"
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1992-10-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к бесконтактным способам контрол неровности поверхности, и может быть использовано в металлургии, например, дл контрол поверхности холодных сл бов, толстокатанного холодного проката, а также при производстве материалов дл покрыти стен, полов, в частности линолеума. Цель изобретени - упрощение процесса контрол и обеспечение возможИзобретение относитс к контрольно- измерительной технике, а именно к бесконтактным способам контрол неровности поверхности, и может быть использовано в металлургии, например, дл контрол поверхности холодных сл бов, толстокатанного холодного проката, а также при производстве материалов дл покрыти стен, полов. Известны оптические способы контрол неровности поверхности, основанные на облучении исследуемой поверхности пучком света, приеме зеркальной и диффузной компонент отраженного света и измерении 2 ности контрол движущейс поверхности за счет повышени быстродействи . Способ заключаетс в том, что на контролируемую поверхность направл ют световой поток, отраженный свет проецируют оптической системой на фотоприемник и определ ют неровность поверхности. Световой поток сканируют по контролируемой поверхности в плоскости, перпендикул рной контролируемой поверхности и направлению ее движени . В качестве фотоприемника используют фотодиодную линейку, которую располагают вдоль направление движени контролируемой поверхности и под углом а к ней, который определ ют по зависимости а arcctg 2 и гДе d ожидаема наибольша глубина неровности; D - продольный размер этой неровности, а о неровности поверхности суд т по положению светового п тна на фотодиодной линейке. 1 ил их интенсивности. По отношению интенсив- ностей этих компонент суд т о величине неровности поверхности. Недостатками этих способов вл ютс низкое быстродействие и, вследствие этого, невозможность контрол неровности движущейс поверхности, усложненный процесс контрол и необходимость точного измерени интенсивностей отраженного света, соотношение которых дает информацию о величине неровностей. Кроме того, размеры неровностей, которые могут быть проконтролированы данными способами, 4 х| К) О Ю О ««дThe invention relates to measuring equipment, namely, non-contact methods for controlling surface roughness, and can be used in metallurgy, for example, for controlling the surface of cold slabs, cold rolled cold rolled products, as well as in the production of materials for coating walls, floors, in particular linoleum. The purpose of the invention is to simplify the control process and ensure the possibility. The invention relates to a control and measuring technique, namely, non-contact methods of controlling surface roughness, and can be used in metallurgy, for example, to control the surface of cold slabs, thick-rolled cold rolled products, as well as in the production of materials for covering walls, floors. Optical methods for controlling surface roughness are known, based on irradiating the test surface with a light beam, receiving the specular and diffuse components of the reflected light, and measuring the distance of the control of a moving surface by increasing speed. The method consists in directing the luminous flux onto a controlled surface, reflected light is projected by the optical system onto the photodetector, and determining the surface roughness. The luminous flux is scanned over a controlled surface in a plane perpendicular to the controlled surface and the direction of its movement. As a photodetector, a photodiode array is used, which is placed along the direction of movement of the surface to be monitored and at an angle a to it, which is determined by the dependence of a arcctg 2 and where d is expected to have the greatest depth of unevenness; D is the longitudinal size of this unevenness, and the surface roughness is judged by the position of the light spot on the photodiode array. 1 silt of their intensity. The ratio of the intensities of these components determines the size of the surface roughness. The disadvantages of these methods are the low speed and, therefore, the inability to control the roughness of the moving surface, the complicated control process and the need to accurately measure the intensities of the reflected light, the ratio of which gives information about the magnitude of the roughness. In addition, the size of the bumps that can be controlled by these methods, 4 x | K) O Yu O "" d

Description

не могут превышать величин пор дка длины волны.cannot exceed values of the order of the wavelength.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ контрол неровности поверхности , заключающийс в том, что контролируемую поверхность облучают модулированным DO времени световым лото- ком, последовательно измер ют амплитуду переменной составл ющей отраженного от контролируемой поверхности потока на двух отличных одна от другой частотах, облучают эталонную поверхность модулированным во времени излучением, измер ют величину потока излучени , от раженного на двух отличных одна от другой частотах, определ ют среднеквадратичное отклонение контролируемой поверхности от эталонной и по нему суд т о неровности поверхности.Closest to the proposed one is a method for controlling surface roughness, which consists in irradiating the controlled surface with a modulated DO time by a light tray, sequentially measuring the amplitude of the variable component of the stream reflected from the controlled surface at two frequencies that are different from each other, and irradiating the reference surface time-modulated radiation, measure the magnitude of the radiation flux reflected at two different frequencies from one another, determine the rms deviation Onion of the surface to be monitored from the reference surface and judging by it indicates the surface roughness.

Недостатками данного способа вл ютс низкое быстродействие и, вследствие этого, невозможность контрол движущейс поверхности, усложненный процесс контрол , необходимость точного измерени интенсивности отраженного света.The disadvantages of this method are the low speed and, consequently, the inability to control a moving surface, the complicated control process, the need for accurate measurement of the intensity of reflected light.

Цель изобретени -упрощение процесса контрол и обеспечение возможности контрол движущейс поверхности.The purpose of the invention is to simplify the control process and to enable control of a moving surface.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе контрол неровности поверхности , заключающемс в том, что направл ют на контролируемую поверхность световой лоток, проецируют отраженный от нее световой поток на фотоприемник и определ ют неровность поверхности, световой поток сканируют по контролируемой поверхности в плоскости, перпендикул рной контролируемой поверхности и направлению ее движени , В качестве фотоприемника используют фотодиодную линейку, которую располагают вдоль направлени движени контролируемой поверхности и под углом а к ней, который определ ют по зависимостиThis goal is achieved by the fact that in the method of controlling surface roughness, which consists in directing the light tray onto the surface to be monitored, projecting the light flux reflected from it onto the photodetector and determining the surface irregularity, the light flux is scanned over the surface under control in a plane perpendicular of the controlled surface and the direction of its movement. As a photodetector, a photodiode array is used, which is placed along the direction of movement of the controlled surface and at an angle a to it, which is determined by the dependence

D a arcctg ,D a arcctg,

где d - ожидаема наибольша глубина неровности;where d is the expected maximum roughness depth;

D - продольный размер этой неровности (размер неровности вдоль направлени движени ),D is the longitudinal size of this unevenness (the size of the unevenness along the direction of movement),

а о неровности поверхности суд т по положению светового п тна на фогодиодной линейке .and the surface roughness is judged by the position of the light spot on the photodiode array.

На чертеже схематически изображено устройство дл реализации предлагаемого способа.The drawing schematically shows a device for implementing the proposed method.

Устройство содержит лазер 1, оптическую систему 2, сканирующее устройство 3, оптическую систему 4, фотодиодную линейку 5, контролируемую поверхность б, например , холодный сл б и блок обработки 7.The device comprises a laser 1, an optical system 2, a scanning device 3, an optical system 4, a photodiode array 5, a controlled surface b, for example, a cold slb and a processing unit 7.

Выбор угла а проводитс перед началом контрол , а за величины D и d принимаютс наибольшие ожидаемые величины продольного размера и глубины неровности контролируемой поверхности, т.е. как бы прогнозируемые, Прогноз может основыватьс , например, на опыте технолога. ЕслиThe choice of the angle a is carried out before the start of the control, and the largest expected values of the longitudinal size and depth of unevenness of the controlled surface, i.e. as predictable, the Forecast can be based, for example, on the experience of the technologist. If

0 фотодиодную линейку располагать без учета максимально возможных размеров неровности , то может оказатьс , что световое п тно будет закрыто от проецирующей оптической системы краем неровности.If the photodiode array is positioned without taking into account the maximum possible roughness dimensions, it may turn out that the light spot will be closed from the projecting optical system by the roughness edge.

5 Способ осуществл етс следующим образом .5 The method is carried out as follows.

Излучение лазера 1, сфокусированное на поверхности 6 оптической системой 2 сканируетс нормально к контролируемойLaser radiation 1 focused on the surface 6 of the optical system 2 is scanned normally to the controlled

0 поверхности устройством 3 в направлении, перпендикул рном движению поверхности 6. Изображение светового п тна на контролируемой поверхности проецируетс оптической системой 4 на фотодиодную линейку0 of the surface of the device 3 in the direction perpendicular to the movement of the surface 6. The image of the light spot on the surface to be monitored is projected by the optical system 4 onto the photodiode array

5 5, электрический сигнал с которой поступает на блок обработки 7, При движении поверхности , в случае, если она содержит неровности, т.е. выпуклости, впадины, мки и т.д., изображение светового п тна пер е0 мещаетс вдоль фотодиодной линейки вверх или вниз, о зависимости от характера неровности, и при этом засвечивает фотодиоды . Количество засвеченных фотодиодов определ етс размерами спроецированно5 го светового п тна. Сигнал с фотодиодной линейки, несущий информацию о положении светового п тна на линейке, обрабатываетс блоком обработки 7, который выдает значение неровности контролируемой по0 верхности.5 5, the electrical signal from which is fed to the processing unit 7, When the surface moves, in case it contains irregularities, i.e. convexities, depressions, pits, etc., the image of the light spot is shifted up or down along the photodiode array, up to down, depending on the nature of the unevenness, and at the same time it illuminates the photodiodes. The number of illuminated photodiodes is determined by the size of the projected 5th light spot. The signal from the photodiode array, which carries information about the position of the light spot on the array, is processed by the processing unit 7, which provides the value of the unevenness of the controlled surface.

Способ позвол ет измер ть отклонение неровности от номинальной поверхности, продольные размеры неровности.The method allows to measure the deviation of the roughness from the nominal surface, the longitudinal dimensions of the roughness.

Преимуществами предлагаемого спосо5 бэ перед прототипом вл ютс упрощение процесса контрол и повышение быстродействи , что достигаете благодар тому, что операци сравнени интенсивностей отраженного потока соета от эталонной и кон0 тролируемой поверхностей заменена на более простую. Эти преимущества дают возможность контролировать движущуюс поверхность.The advantages of the proposed method over the prototype are simplification of the control process and increased speed, which is achieved due to the fact that the operation of comparing the intensities of the reflected flow of the soy from the reference and controlled surfaces has been replaced by a simpler one. These advantages make it possible to control a moving surface.

Claims

The claims

5 A method for controlling a surface roughness, which consists in directing a light flux onto a surface to be monitored, projecting the light flux reflected from it onto a photodetector, and determining a surface roughness, characterized in that, in order to simplify the control process and enable the control of a moving surface, the luminous flux is scanned along a controlled surface in a plane perpendicular to the controlled surface and the direction of its movement, using a photodiode array as a photodetector located along the direction of movement of the controlled surface and at an angle

and to her, which is determined by dependence

a arcctgD / 2rj,

where d is the expected maximum unevenness:

D is the longitudinal dimension of this unevenness,

and the surface roughness is judged by the position of the light spot on the photodiode array.