Способ оптического контроля плоскостности
Патент 191828
Классы МПК
Способ оптического контроля плоскостности
Иллюстрации
Реферат
l93828
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Кл. 42Ь, 12/05
Заявлено 27.Х1.1965 (№ 1040212 25-28) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26.1.1967. Бюллетень № 4
МПК G 01Ь
УДК 53.082,5 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Дата опубликования описания 5.IV.19á7
Авторы изобретения
В, С. Летохов, В. И. Креопалов и В. В. Вапура
Красногорский механический завод
Заявитель
СПОСОБ ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПЛОСКОСТНОСТИ
ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
Известны способы оптического контроля плоскостности поверхносгей деталей, например оптических поверхностей, с применением источника света, заключающиеся в том, что на контролируемую поверхность посылают световой луч от источника света и сравнивают его с лучом, отраженным от контролируемой поверхности.
Предлагаемый способ отличается от известных тем, что па контролируемую поверхность посылают луч света от когерентного источника света — оптического квантового генератора — и осуществляют относительное перемещение,луча и контролируемой поверхности в направлении, перпендикулярном направлению распространения светового луча, что вызывает изменение частоты отраженного от поверхности луча относительно частоты посылаемого луча на величину, пропорциональную величине неровности поверхности, по которой судят о плоскостности поверхности, Это отличие позволяет автоматизировать контроль.
На фиг. 1 показан принцип измерения плоскостности, поясняющий предлагаемый способ; на фиг. 2 — блок-схема для реализации способа.
Сущность предлагаемого способа контроля плоскостности заключается в следующем.
Когерептный световой луч ограниченного сечения отражается при перпендикулярном падении на контролируемую поверхность 1, а сама поверхность перемещается относительно луча с постоянной скоростью v в направлении
ОХ, перпендикулярном направлению падения
5 луча. Причем величина сечения светового луча меньше минимального поперечного размера неровностей поверхности. Падающий когерентный световой луч — мопохроматическое световое колебание частоты f,. Отраженный
10 световой луч — также монохроматическое световое колебание, но частота его f смещена относительно частоты f, падающего луча за счет эффекта Допплера на движущейся поверхности. В данном случае допплеровское
15 смещение возникает пз-за того, что локальные искривления поверхности нарушают перпендикулярность падения луча, в результате участок отражающей поверхности имеет компонент скорости движения вдоль направления паде20 ния луча. Beëè÷èíÿ допплеровского сдвига частоты Af(t) определяется выражением:
t f(t) =fo ": fo
25 где vier — величина компонента скорости движения отражающего участка поверхности в направлении падения луча, которая равна произведению скорости v на локальный угол сИ (x) наклона поверхности, т. е. - ---, где h(x)—
30 Ch функция, определяющая профиль поверхности, 191828
dh Нг (х1t) = const+—
d_#_ 77 Г Р ) Ф4 2. »
Сос" BBIITc II, Д PolloBR
Типография, пр. Сапунова, 2
Фиг, Я с — скорость света, f, — частота светового колебания.
dh
Для идеально плоской поверхности О., Юх если поверхность строго перпендикулярна лучу, или const, если плоская поверхность
dh г»х наклонена к лучу. Для неплоской поверхности:
Данная формула связана толь с искривлением отражающей поверхности и является переменной величиной при движении поверхности. Таким образом, допплеровский сдвиг частоты отраженного светового луча состоит из двух частей: ь f (t) = const + 2fII
v (И(х1О
Переменная часть допплеровского смещения связана лишь с искривлением контролируемой поверхности l. Этот факт лежит в основе предлагаемого способа точного контроля плоскостности.
Когерентный световой луч от оптического квантового генератора 2 зеркалом 8 направляется перпендикулярно контролируемой поверхности 1, которая движется перпендикулярно лучу со скоростью v. Отраженный световой луч частоты f(t) полупрозрачным зеркалом 4 направляется на вход фотосмесителя о. На вход фотосмесителя с помощью полупрозрачного зеркала 4 и зеркала 6 поступает также часть светового луча частоты f, непосредственно из квантового генератора 2. Фотосмеситель 5 смешивает два световых колебания с частотами f, и f и вырабатывает на выходе электрический сигнал разностпой частоты f — fo = Лf, возникающий за счет допплеровского смещения частоты при отражении от поверхности. Спектроапализатор 7 измеряет изменение допплеровского сдвига частоты
10 Л/® при движении поверхности, которое определяется неплоскостностью контролируемой поверхности.
Предмет изобретения
Способ оптического контроля плоскостности поверхностей деталей, например оптических поверхностей, с применением источника света, заключающийся в том, что на контролируе20 мую поверхность посылают световой луч от источника света и сравнивают его с лучом, отраженным от контролируемой поверхности, отличп»ои(ий 5L тем, что, с целью автоматизации контроля, на контролируемую поверх25 ность посылают луч света от когерептного источника света — оптического кьантового генератора — и осуществляют относительное перемещение луча и контролируемой поверхности в направлении, перпендикулярном па30 правлению распространения светового луча, что вызывает изменение частоты отраженного от поверхности луча относительно частоты посылаемого луча на величину, пропорциональную величине неровности поверхности, по ко35 торой судят о плоскостности поверхности.
Редактор Б, С. панкина
Текрсд A. А. Камышникова
Корректоры: В. В. Крылова п С. М. Белугина
Заказ 732»13 Тпрагк 535 Подписное
ЦНИИПИ Комитета IIG делам изобрстсннп открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Ссрова, д. 4