SU1747886A1 - Устройство дл измерени шероховатости поверхности издели - Google Patents

Устройство дл измерени шероховатости поверхности издели Download PDF

Info

Publication number
SU1747886A1
SU1747886A1 SU904876956A SU4876956A SU1747886A1 SU 1747886 A1 SU1747886 A1 SU 1747886A1 SU 904876956 A SU904876956 A SU 904876956A SU 4876956 A SU4876956 A SU 4876956A SU 1747886 A1 SU1747886 A1 SU 1747886A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
photodetector
center
optical fibers
specular
diffuse
Prior art date
Application number
SU904876956A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Константинович Белов
Абдулазиз Каналудинович Басиров
Вячеслав Георгиевич Бочкарев
Николай Михайлович Запускалов
Original Assignee
Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова filed Critical Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова
Priority to SU904876956A priority Critical patent/SU1747886A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1747886A1 publication Critical patent/SU1747886A1/ru

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  шероховатости поверхности издели . Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширение области использовани  за счет исключени  погрешностей , обусловленных нетождествен но- стью оптических каналов дл  приема зеркальной и диффузной составл ющих отраженного потока и за счет возможности измерени  в труднодоступных местах. В основании измерительного блока расположены три световода 1, 2, 3 дл  освещени  поверхности, дл  регистрации диффузной и зеркальной составл ющих отраженного светового потока соответственно. Торцы этих световодов расположены так, что перпендикул ры , проведенные из центра этих торцов, лежат в одной плоскости и сход тс  в одной точке на нижней стороне центра отверсти  основани  под углами 20-30°, 90°, 160-170° к поверхности основани . В регистрирующем блоке устройства расположен осветитель 5, соединенный соосно со световодом 1, фотоприемник 6, расположенный напротив торцов световодов 2, 3 Между торцами световодов 2, 3 и фотоприемником 6 расположен диск модул тора 7 с четырьм  эллиптическими отверсти ми. На противоположной части модул тора от фотоприемника 6 расположен дополнительный источник 8 и фотодиод 9, служащие ключевым узлом дл  регистрации диффузной и зеркальной составл ющих отражен- ногсГсв тбШго пбтока. В блоке обработки сигнала, сигналы фотоприемника 6 усиливаютс  усилителем 10, раздел ютс  ключевым узлом 11, дел тс  делителем 12, логарифмируютс  усилителем 13. Напр жение на показывающем приборе зависит от значени  параметра шероховатости Ra 2 ил. (Л С VJ N 00 00 о

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а конкретно к устройствам бесконтактного оптического контрол  шероховатости поверхности, и предназначено дл  использовани  в машиностроительной , электронной, электрохимической , металлургической, оптической промышленности, самолетостроении, в частности дл  измерени  шероховатости в труднодоступных местах.
Известно устройство дл  определени  качества поверхности, содержащее источник излучени , световоды, модул тор, фотоприемник , блок обработки сигналов.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  шероховатости поверхности , содержащее основание с отверстием, осветительную и оптическую приемную систему с фотоприемником, модул тором и фотодиодом, блок обработки электрического сигнала. В этом устройстве используетс  один фотоприемник дл  регистрации последовательно с помощью цилиндрического модул тора зеркальной и диффузной составл ющих отраженного светового потока от измер емой поверхности. Сигналы от фотоприемника поступают в блок обработки сигналов, который св зан с ключевым блоком .
i,
Недостатком этого устройства  вл етс  нетождественность двух оптических каналов дл  приема зеркальной и диффузной составл ющих отраженного светового потока , привод ща  к погрешности измерени  за счет либо запыленности параболического зеркала, либо за счет изменени  его по- ложени . Это снижает точность и стабильность измерений
Цель изобретени  - повышение точности и стабильности измерений, расширение функциональных возможностей.
Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве, содержащем измерительный блок, включающий основание, в котором выполнено отверстие, регистрирующий блок, включающий осветительную и оптическую приемную систему, модул тор, фотоприемник, соединенный с ним блок обработки электрического сигнала, фотодиод и ключевой узел, измерительный блок выполнен в виде трех световодов, один из которых предназначен дл  освещени  поверхности и два - дл  передачи зеркальной и диффузной составл ющих отраженного светового потока, соответственно, установленных так, что перпендикул ры проведенные из центра торцов световодов к плоскости торцов, лежат в одной плоскости и сход тс  в центре отверсти  основани , осветитель соединен с выходом первого световода, выходы двух других световодов соединены с фотоприемником так, что перпендикул ры, проведенные из центра торцов этих световодов к плоскост м торцов, сход тс  в центре поверхности фотоприемника , модул тор расположен между этими торцами и фотоприемником и в нем выполнены четыре эллиптических отверсти , расположенные по два на двух окружност х и предназначенные дл  пропускани  зеркальной и диффузной составл ющих отраженного светового потока, а блок обработки электрического сигнала состоит из последовательно соединенных усилител , ключевого узла, соединенного с фотодиодом, делител  напр жений, логарифмического усилител  и показывающего прибора.
На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - схема расположений отверстий на диске модул тора.
Устройство дл  измерени  шероховатости поверхности включает измерительный блок I, который выполнен в виде цилиндра с трем  световодами 1, 2, 3. Основание цилиндра 4 имеет форму намер емой поверхности с отверстием дл  освещени 
0 поверхности и приема отраженного излучени . Световод 1 служит дл  освещени  поверхности , световод 2 - дл  передачи части диффузной составл ющей отраженного потока на фотоприемник 6, световод 3 - дл 
5 передачи зеркальной составл ющей светового потока на фотоприемник 6. Торцы этих световодов расположены так, что перпендикул ры , проведенные из центра этих торцов совпадают соответственно с направлением
0 излучаемых и принимаемых световых потоков , лежат в одной плоскости и сход тс  в одной точке на нижней стороне центра отверсти  основани  под углами 20-30°, 90°, 160-170° к поверхности основани .
5 В регистрирующем блоке устройства II осветитель 5 соединен соосно с торцом световода 1, фотоприемник 6. расположенный напротив торцов световодов 2, 3 таким образом , что перпендикул ры, проведенные
0 из центра этих торцов,сход тс  в центре noBepxrfocfH фотоприемника 6 Между торцами световодов 2, 3 и фотоприемником 6 расположен диск модул тора 7 с 4 эллиптическими отверсти ми, расположенными по
5 два на двух окружност х (фиг. 2). На противоположной части диска модул тора от фотоприемника6расположен дополнительный источник 8 и фотодиод 9 на уровне отверстий, сканирующих зеркаль0 ную составл ющую отраженного потока.
Блок обработки сигналов III состоит из последовательно соединенных усилител  10, ключевого устройства 11. соединенного также с фотодиодом 9, делител  напр же5 ний 12, логарифмического усилител  13 и показывающего прибора 14.
Устройство работает следующим образом . Осветитель 5 через световод 1 освещает исследуемую поверхность через
0 отверстие в основании 4 измерительного блока 1. Световоды 2 и 3 передают отраженные световые потоки в фотоприемник 6. Модул тор 7 позвол ет последовательно освещать фотоприемник 6 диффузно и зер5 кально отраженными потоками и моделировать сигналы засветки дополнительного фотодиода 9 от осветител  8 Сигналы с фотоприемника 6 усиливаютс  усилителем 10. раздел ютс  ключевым блоком 11. св занным с фотодиодом 9, дел тс  в блоке делени  сигналов 12 и логарифмируютс  лога- рифматором 13.
Так как коэффициент отражени  зеркальной составл ющей отраженного потока определ етс  по формуле
/03 - Аехр (tK2Ra2 COS 2 © ), (1) где А - коэффициент, завис щий от действительной и мнимой частей коэффициента преломлени  идеально гладкой поверхности ,
К 5 /2 А , где А- длина волны падающего светового потока;
в - угол падени  излучени  на поверхность;
Ra - среднее арифметическое отклонение ординат микропрофил  от базовой линии ,
а коэффициент отражени  диффузной составл ющей светового потока Определ етс  по формуле
ро В Ri cos2 в,(2)
где В - коэффициент, завис щий от коэффициента отражени  идеально гладкой поверхности , от параметров входного и выходного зрачка оптической системы-, от К, от размера освещаемой площадки, то световые потоки, проход щие по световодам 1 и 3 будут пропорциональны (1) и (2) соответственно . Тогда электрический сигнал на выходе 13 определ етс  как
U- In Ооо/рз) 1п () 4-
f 2 Ra cos2 в + К2 R§ cos2 в(3)
или U a+ bRs+cRa2, где а.Ь.с - коэффициенты, завис щие от параметров установки, длины волны падаю- щего излучени , остаютс  неизменными в процессе измерени .
Таким образом, показани  прибора 14 св заны соотношением (3) с параметром шероховатости ,
Применение данного устройства позвол ет во-первых, резко уменьшить габариты измерительного блока устройства 1, что расшир ет функциональные возможности устройства , например, использование устройства дл  измерени  шероховатости в
5
0
5
0
5
5
0
5
труднодоступных местах; во-вторых, сделать идентичными оптические каналы дл  измерени  диффузной и зеркальной составл ющих отраженного потока, создать одинаковыеуслови освещени  фотоприемника при регистрации этих потоков , увеличить телесные углы приема зеркальной и диффузной составл ющих отраженного потока, что позвол ет увеличить точность и стабильность измерени .

Claims (1)

  1. Формула изобретени  - Устройство дл  измерени  шероховатости поверхности издели , содержащее измерительный блок, включающий основание, в котором выполнено отв ерстие, регистрирующий блок, включающий осветительную и оптическую приемную систему, модул тор , фотоприемник, соединенный с ним блок обработки электрического сигнала, фотодиод и ключевой узел, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  области использовани  устройства, измерительный блок выполнен в виде трех световодов, один из которых предназначен дл  освещени  поверхности и два дл  передачи зеркальной и диффузной составл ющих отраженного светового потока , соответственно, установленных так, что перпендикул ры, проведенные из центра торцов световодов к плоскости торцов, лежат в одной плоскости и сход тс  в центре отверсти  основани , осветитель соединен с выходом первого световода, выходы двух других световодов соединены с фотоприемником , что перпендикул ры, проведенные из центра торцов этих световодов к плоскост м торцов, сход тс  в центре поверхности фотоприемника, модул тор расположен между этими торцами и фотоприемником и в нем выполнены четыре эллиптических отверсти , расположенные по два на двух окружност х и предназначенные дл  пропускани  зеркальной и диффузной составл ющих отраженного светового потока, а блок обработки электрического сигнала состоит из последовательно соединенных усилител , ключевого узла, соединенного с фотодиодом, делител  напр жений, логарифмического усилител  и показывающего прибора.
    фиг. 2
SU904876956A 1990-07-20 1990-07-20 Устройство дл измерени шероховатости поверхности издели SU1747886A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904876956A SU1747886A1 (ru) 1990-07-20 1990-07-20 Устройство дл измерени шероховатости поверхности издели

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904876956A SU1747886A1 (ru) 1990-07-20 1990-07-20 Устройство дл измерени шероховатости поверхности издели

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1747886A1 true SU1747886A1 (ru) 1992-07-15

Family

ID=21542076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904876956A SU1747886A1 (ru) 1990-07-20 1990-07-20 Устройство дл измерени шероховатости поверхности издели

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1747886A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US Nfe 3999864, кл. G 01 N 21/48, 1976. Авторское свидетельство СССР №1427180, кл. G 01 В 11/30, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7215418B2 (en) Inspection of transparent substrates for defects
US4991971A (en) Fiber optic scatterometer for measuring optical surface roughness
US4699511A (en) Refraction sensor
GB2189623A (en) Remote reading spectrophotometer
ATE27489T1 (de) Faseroptische messeinrichtung.
JPH06511082A (ja) 二波長型光度計及びファイバオプチック検知器プローブ
US4711578A (en) Optical displacement sensors
FI78355B (fi) Metod foer maetning av glans och apparatur foer tillaempning av metoden.
US6816248B2 (en) Hand-held automatic refractometer
US4936684A (en) Spectrometer with photodetector array detecting uniform bandwidth intervals
Cockshott et al. Compensation of an optical fibre reflective sensor
SU1747886A1 (ru) Устройство дл измерени шероховатости поверхности издели
RU78947U1 (ru) Устройство измерения линейных перемещений объектов с плоской зеркально-отражающей поверхностью
JPS6010132A (ja) 光学測定器
US4487503A (en) Refractometer using the limiting angle method
RU1774233C (ru) Способ определени линейных перемещений объектов с плоской зеркально-отражающей поверхностью
JPH01277740A (ja) 水中濁度計装置
RU78946U1 (ru) Устройство измерения линейных перемещений объектов с плоской зеркально-отражающей поверхностью
SU953457A1 (ru) Оптико-электронное измерительное устройство
SU1603196A1 (ru) Способ фотометрической градуировки нефелометров и устройство дл его осуществлени
SU723390A1 (ru) Фотометрический шар дл абсолютных измерений
SU1700510A1 (ru) Способ определени прозрачности среды
EP0079945A1 (en) Fiber optic interferometer
RU1779918C (ru) Устройство дл измерени рассто ний до объекта
SU1543308A1 (ru) Устройство дл измерени абсолютных коэффициентов зеркального отражени