Устройство для контроля дефектов плоских поверхностей

Устройство для контроля дефектов плоских поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может найти применение при неразрушающем бесконтактном контроле дефектов поверхности прецезионных деталей приборов. Цель изобретения - повышение точности измерений. Луч от источника излучения 1 расширяется коллиматором 2, фокусируется линзами 3 и 4 в световое пятно прямоугольного сечения, которое четырехгранной пирамидой 5 направляется и фокусируется по периметру прямоугольного отверстия детали 11, причем каждая боковая сторона пирамиды 5 отражает на соответствующую грань контролируемого отверстия излучение с длиной волны, отличающейся от других. Это достигается с помощью частотно-селективных слоев 7, нанесенных на боковые поверхности пирамиды 5. Рассеянное на дефектах световое излучение воспринимается соответствующими секциями блока световодов 8, причем часть излучения в световоды попадает после отражения от боковых поверхностей дополнительной пирамиды 7. Так как входные торцы световодов 8 выполнены в виде оптических разделительных фильтров 9, то в каждый световод проходит излучение только одной длины волны. Приемники излучения преобразуют излучение в фототок, который поступает в блок обработки информации. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

15п 4 G 01 N 21/88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1180764 (21) 4186574/31-25 (22) 26. 01. 87 (46) 30.04.89. Бюл. № 16 (71) Ижевский механический институт (72) В. Н. Шйляев, С. А. Тюрин и В. В. Шмаков (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1180764, кл. G 01 N 21/88, 1984. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение может найти применение при неразрушающем бесконтактном контроле дефектов поверхности прецизионных деталей приборов. Цель изобретения — повышение точности измерений. Луч от источника излучения расширяется коллиматором 2 фокусируется линзами 3 и 4 в световое пятно прямоугольного сечения, которое четыÄÄSUÄÄ 1476358 А 2 рехгранной пирамидой 5 направляется и фокусируется по периметру прямоугольного отверстия детали 11, причем каждая боковая сторона пирамиды 5 отражает на соответствующую грань контролируемого отверстия излучение с длиной волны, отличающейся от других. Это достигается с помощью частотноселективных слоев 7, нанесенных на боковые поверхности пирамиды 5. Рассеянное на дефектах световое излучение воспринимается соответствующими секциями блока световодов 8, причем часть излучения в световоды попадает после отражения от боковых поверхностей дополнительной пирамиды

6. Так как входные торцы световодов 8 выполнены в виде оптических разделительных фильтров 9, то в каждый световод проходит излучение только одной длины вол ны. Приемники излучения преобразуют излучение в фототок, который поступает в блок обработки информации. 1 ил.

1476358

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при неразрушаюшем бесконтактном контроле дефектов поверхности прецизиони ы х деталей при боров.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет уменьшения влияния пространственного расположения микронеровностей и фоновых помех на показания приемников излучения.

На чертеже представлено устройство, обший вид.

Устройство содержит источник 1 светового излучения, по ходу излучения которого установлены коллиматор 2, цилиндрические линзы 3 и 4, составная четырехгранная пирамида, состоящая из пирамиды 5 и усеченной пирамиды 6. Боковые поверхности пирамиды 5 выполнены светопоглощающими с параболическим профилем в сечении и на них нанесены частотно-селективные слои 7, причем все они имеют разные диапазоны длин волн пропускания, например, на одну боковую поверхность нанесен слой, отражаю щий излучение с длиной волны 3.>, а излучение с другими длинами волны (Л,ЯЗ,Л» ) поглощается светопоглощающим покрытием основной пирамиды, на другую боковую поверхность нанесен частотно-селективный слой, отражающий излучение с длиной волны Я,, на третью с Лз, на четвертую— с Я». Боковые поверхности усеченной пирамиды 6 выполнены отражающими, с профилем в сечении в виде параболы, фокусное рас стояние которой оптически согласовано с входными торцами световодов 8, выполненных в виде прямоугольных секций. Дополнительная пирамида 6 установлена так, что каждая ее боковая грань размещена напротив одного из входных торцов световодов 8, которые выполнены в виде оптических разделительных фильтров 9, согласованных Ilo диапазонам длин волн пропускания с частотНо-селективными слоями 7, расположенными на противолежащих боковых поверхностях пирамиды 5. Выходные торцы световодов 8 оптически связаны с приемниками 10 излучения, которые электрически соединены с блоком обработки фотоэлектрической информации (не показан). Устройство размегцено в контролируемой детали 11.

Устройство работает следующим образом.

Луч от источника 1 излучения расширяется коллиматором 2, фокусируется в полосу цилиндрической линзой 3, формируется цилиндрической линзой 4 в световое пятно прямоугольного сечения, которое направляется и фокусируется по периметру контролируемого прямоугольного отверстия детали 11 с помощью четырехгранной пирамиды 5, причем каждая боковая поверхность пира10

40 миды 5 отражает на соответствующую грань контролируемого отверстия излучение с длиной волны, зависяшей от характеристики частотно-селективного слоя, нанесенного на нее.

Так, на одну грань контролируемого отверстия направляется излучение с длиной волны

2q, на другую — сЛ, и т.д. Рассеянный на дефектах световой поток частично воспринимается соответствуюшими секциями блока световодов 8, частично отражается в направлении других граней контролируемого отверстия, создавая фоновый световой поток, и частично собирается на отражающих боковых поверхностях дополнительной пирамиды 6, которыми направляется в соответствующие световоды 8. Вследствие того, что входные торцы световодов 8 выполнены в виде оптических разделительных фильтров 9, т.е. пропускают в световод излучение только с определенной длиной волны, то в каждый из световодов проходит излучение, отраженное только от одной грани контролируемого отверстия. Например, в световод, размешенный напротив боковой поверхности пирамиды 5 с частотно-селективным слоем 7, отражающим излучение с длиной волны Jlg, проходит излучение только с такой же длиной волны, а с длинами волн Яр, Ag, » отражается. Это дает возможность исключить попадание в данный световод светового излучения, отраженного от других граней контролируемого отверстия, т.е. фоновой засветки, которая снижается чувствительность и точность устройства. Наличие дополнительной пирамиды 6, боковые поверхности которой собирают часть светового рассеянного излучения и направляют его в световоды 8, дает возможность уменьшить влияние на точность измерений профиля микронеровностей, т.е. снизить вероятность ошибки при преимущественном направлении отражающих поверхностей микронеровностей.

Поступающее по световодам 8 световое излучение преобразуется в фототок приемниками 10 излучения и обрабатывается в бло ке обработки информации.

Работоспособность устройства проверялась на макетном образце с двумя частотноселективными слоями, нанесенными на противоположные поверхности пирамиды, которые были выполнены в виде зеркал с волновой селекцией из-за напыленного металлического слоя. Одно из них отражало свет с длиной волны 800 нм, другое — 880 нм.

В качестве разделительных фильтров перед входными торцами световодов были установлены светофильтры, пропускающие соответственно 800 и 880 нм. Можно выполнить разделительные фильтры и в виде комбинации диэлектрических пленок, наклеенных на входные торцы световодов.

1476358

Составитель Ю. Гринева

Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 2118/44 Тираж 790 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI

Формула изобретения

Устройство для контроля дефектов плоских поверхностей по авт. св. № 1180764, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, четырехгранная пирамида выполнена составной, причем боковые поверхности усеченной части пирамиды, расположенные напротив входных торцов световодов, выполнены с профилем в сечении в, виде параболы, фокусное расстоя: ние которой оптически согласовано с входным торцом соответствующего световода, на боковые поверхности верхней части пирамиды нанесены частотно-селективные слои с различными диапазонами длин волн пропускания, а входные торцы световодов выполнены в виде оптических разделительных фильтров, согласованных по диапазонам длин волн пропускания с соответствующими частотноселективными слоями.