SU654853A1 - Бесконтактный фотометрический способ измерени высоты шероховатости поверхности непрозрачных образцов - Google Patents

Description

Этот способ  вл етс  относительным, т. е. требует наличи  эталона. Однако создание эталонной сверхгладкой поверхности , -измерение ее и хранение представл ют достаточно сложную задачу. Кроме того, применение в качестве эталона алюмини , напыленного на полированный кварц, вызывает дополнительные ошибки при измерении образцов других материалов (например , меди, дл  измерени  которой в основном предназначен рефлексометр). Несмотр  на то что 0S эталона известно, профиль эталонной поверхности может существенно отличатьс  от профил  поверхности образца (меди), что отразитс  на индикатрисе рассе ни . Все эти недостатки, в конечном итоге, снижают точность и усложн ют процесс измерени .

Предлагаемый способ отличаетс  от известного тем, что с целью повышени  точности и упрощени  процесса измерени  последовательно измер ют сигналы от полного и диффузного отражени  от поверхности издели  потоков и среднеквадратическую высоту шероховатости определ ют по формуле

h - - ск - - г i

ПОЛИ

где А длина волны облучающего пучка света;

/дифф. /долы - соответственно сигналы от диффузного и полного отраженных потоков;

,1416 - известна  посто нна .

На чертеже изображена принципиальна  схема установки дл  реализации и предлагаемого способа.

Установка содержит источник света 1 (лазер), зеркало 2, экран 3, ловушку света 4, фотометрический шар 5 с отверсти ми 6-9 и фотоприемник 10.

Осуществл етс  предлагаемый способ следующим образом. Световой пучок, имеющий малое угловое расхождение, от источника 1 с помощью зеркала 2 направл етс  через отверсти  8 и 9 шара на измер емую поверхность образца И под углом 5-10° к нормали поверхности. Отраженный измер емой поверхностью световой поток Фпол  попадает в фотометрический шар 5, где интегрируетс  и создает на приемной поверхности фотоприемника 6 через отверстие 9 освещенность, пропорциональную величине Фполы. Когда зеркальна  составл юща  отраженного светового потока Фзерк выпускаетс  через отверстие 6 шара, т. е. экран 3 не перекрывает это отверстие, то на приемной поверхности фотоприемника создаетс  освещенность пропорциональна  величине диффузно отраженного от измер емой поверхностью светового потока

ФдиффЕсли обозначить через Фо величину падающего на образец светового потока, то

Фполн Фзерк + Фдифф Фогде R - коэффициент отражени  образца. Учитыва , что

hi

Фзерк - Фоб

cos;.

можно выражение дл  отраженного диффузно светового потока Фдифф представить в виде

Фдифф Фполн Фзерк

1 фЛ1-е

cos I

где /ZCK - среднеквадратична  высота шероховатости;

Я - длина волны облучающего пучка света;

i - угол падени  пучка света на образец .

Последнее соотношение справедливо при К

1, т. е. когда коэффициент зеркального отражени  практически можно считать равным R. Разлагают экспоненциальный член этого выражени  в р д по степен м аргумента и ограничиваютс  первыми двум  членами, получа  соотношение

hi

cos i

тсЛ

(IJ

COS г,

POIH

откуда вытекает формула дл  определени  высоты

Vl

Г Фдифф S

полн

когда , т. е. .

Поскольку pei-истрируемые си -налы /дпфф и /поли, поступающие с фотоприемника, пропорциональны создаваемым на приемной поверхности освещенност м от поступающих в фотометрический шар световых потоков Фдифф и Флолн соответственно, то

h - Л/ диФФ

ск - у f

™ полн

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Бесконтактный фотометрический способ измерени  высоты шероховатости поверхности непрозрачных образцов, заключающийс  в том, что облучают измер емую поверхность образца монохроматическим пучком света под углом относительно нормали к ней, не превышающим 10°, и измер ют характеристики отраженного от этой поверхности излучени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  процесса измерени , последовательно измер ют сигналы от полного и диффузного отраженных от поверхности образца потоков и среднеквадратическую высоту шероховатости определ ют по формуле

   дифф

   У Т

   Лс

   где л - длина волны облучающего пучка света;

   /дифф, /ПОЛИ - соответственно сигналы от диффузного и полного отраженных потоков;

   л 3,1416 - известна  посто нна .