Устройство для контроля геометрических характеристик объекта

Устройство для контроля геометрических характеристик объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 590596

Вове Советских

Сбциалистических

Республик ..

/

1

4 I

01В 11/02 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.10.76 (21) 2413330/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (51) М. Кл. б

Госуларственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.715.27 (088.8) оо аелам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

А. В. Быков и С. В. Попов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для контроля геометрических характеристик объекта.

Известно визуальное устройство для контроля геометрически.; характеристик объекта, основанное на инерционности человеческого зрения, т. е. способности сетчатки задерживать образы на непродолжительное время, и содержащее источник света, светоделительную систему и регистрирующий узел — глаз (1).

Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является устройство для контроля геометрических характеристик объекта, содержащее последовательно установленные источник когерентного поляризованного света, обтюратор, светоделительную систему, делящую световой поток на два пучка, на пути одного из которых располагается объект (фото- илн рентген снимок объекта), а на пути другого — эталон (эталонный снимок), регистрирующий узел (фотоумножители, видиконы) и компаратор. На пути каждого пучка установлена линза, фокусирующая свет в области пространственного фильтра. На регистрирующий узел поступает свет, прошедший через всю оптическую схему устройства. В компараторе обнаруживаются любые различия в выходных сигналах, например, с фотоприемников (2).

Недостатком известного устройства является невозможность выделения в оптической форме только разности геометрических характеристик объекта и эталона (т. е. самого дефекта) без выделения остальных геометрических характеристик (контуров, структуры и т. д.). Это вызывает трудности при машинном

10 описании и выявлении дефектов в автоматизированных системах контроля. Так, например, для выделения дефекта из имеющихся в наличии образов объекта и эталона необходимо составить математические описания гео15 метрических характеристик объекта и эталона и найти их разность. Причем математическое описание самого дефекта гораздо меньше по объему и занимает меньше времени, чем описание объекта и эталона, Данный недоста20 ток не позволяет зафиксировать, например, с помощью фотоаппаратуры дефект без фиксации геометрии образца и эталона, что снижает производительность контроля дефекта поверхности объекта.

25 Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что, с целью повышения производительности контроля дефектов поверхности объекта, оно снабжено поляроидом, расположенным на пути одного из пучков лучей н по30 ворачивающим плоскость поляризации на 90, 590596 и последовательно установленными оптической системой совмещения световых пучков преобразователем эллиптически поляризованного света в плоско-поляризованный и анализатором поляризованного света.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 когерентного плоско-поляризованного света (лазер), светоделительную систему, состоящую из призмы 2 или полупрозрачного зеркала и зеркала 3 и делящую световой поток на два пучка, на пути одного из которых располагается исследуемый объект 4, а на пути другого— эталонный объект 5, поляриод б, поворачивающий плоскость поляризации на 90, установленный на пути одного из пучка лучей, оптическую систему совмещения световых пучков, состоящую из призмы 7 (или полупрозрачного зеркала) и зеркала 8, преобразователь 9 эллиптически поляризованного света в плоско-поляризованный (например, компенсатор

Солейля), анализатор 10 и регистрирующий узел — экран 11 или фотоаппаратура 12.

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника 1 когерентного плоскополяризованного света (лазер) расщепляется на два пучка лучей призмой (или полупрозрачным зеркалом) 2 и зеркалом 3, и одним пучком освещается исследуемый объект 4, а другим — эталонный объект 5. На пути одного из пучков лучей имеется поляроид б, поворачивающий плоскость поляризации на 90 .

Далее свет поступает на оптическую систему совмещения световых пучков, состоящую также из призмы (или полупрозрачного зеркала)

7 и зеркала 8. Система, состоящaя из зеркал

3 и 8 призм 2 и 7 и поляроида 6, составляет двухлучевой интерферометр, в один из лучей, которого помещается объект 4, в другой эталон 5. Интерферированный свет эллиптически поляризован и преобразуется в плоскополяризованный свет посредством преобразователя 9 (например, компенсатора Солейля).

Анализ света производится с помощью анализатора 10. Световой образ фиксируется на экране 11 либо с помощью фотоаппаратуры

12.

При полной идентичности геометрических характеристик объекта 4 и эталона 5 свет на выходе интерферометра полностью интерферирует и полностью эллиптически поляризован. Преобразователем 9 свет полностью преобразуется в плоско-поляризованный и при скрещении плоскости поляризации света и оптической оси анализатора 10 экран 11 остается темным.

При малейшем расхождении (дефекте) геометрических характеристик объекта 4 и эталона 5 свет на выходе интерферометра эллиптически поляризован не полностью. В месте

25 а описание дефекта, не выявляя математиче30

60 г

15

50 расхождения (дефекте) геометрических характеристик присутствует плоско-поляризованная составляющая света, плоскость поляризации которой, после прохождения преобразователя 9 не совпадает с плоскостью поляризации света в местах идентичности геометрических хар актер истик. Это р а схождение ан ализируется анализатором 10 и на экране 11 в месте расхождения появляется светлое пятно, полностью соответствующее геометрическому образу дефекта. Это расхождение фиксируется фотоаппаратурой.

Анализироваться может неподви>кный объект, однако можно сделать несколько фотоснимков (рентген — и т. п. снимков) какоголибо объекта или нескольких объектов на производственном конвейере, причем эти снимки делаются на движущуюся и последовательно обрабатываемую пленку., которая пропускается через описываемое устройство для анализа.

Выделение разности геометрических характеристик (самого дефекта) в оптической форме позволяет производить математическое ских описаний объекта и эталона, которые во много раз превосходят по объему математическое описание дефекта.

Математическое описание дефекта позволяет с помощью ЭЦВМ опознать его (выявить конкретный дефект). Это способствует повышению достоверности распознавания дефекта

Формула изобретения

Устройство для контроля геометрических характеристик объекта, содержащее последо вательно установленные источник когерентного поляризованного света, светоделительную систему, делящую световой поток на два пучка, на пути одного из которых располагается объект, а на пути другого — эталон и регистрирующий узел, отл ич а ю щееся тем, что, с целью повышения производительности контроля дефектов поверхности объекта, оно снабжено поляроидом, расположенным на пути одного из пучков лучей и поворачивающим плоскость поляризации на 90, и последовательно установленными оптической системой совмещения световых пучков преобразователем эллиптически поляризованного света в плоско-поляризованный и анализатором поляризованного света.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 1307371, кл, G 01В 11/00, 1973.

2. Патент Великобритании Мо 1293348, кл, G 01В 15/00, 1972.

590596

Составитель Л. Лобзова

Техред И. Карандашова

Корректор Л, Денискина

Редактор О. Юркова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3182/15 Изд. ¹ 159 Тираж 907 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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