Рефлектометрический способ определения параметров шероховатости поверхности изделия

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей изделий. Целью изобретения является повышение точности, производительности и информативности определения параметров шероховатости путем получения и использования информации о виде спектральной плотности высот неровностей поверхности изделия за счет увеличения числа изменяемых параметров и возможности измерения параметров анизотропных поверхностей, за счет одновременного измерения зеркально отраженного от поверхности изделия светового потока и интенсивности излучения, рассеянного под углом, отличном от зеркального, причем угол является постоянным, что исключает пространственное сканирование. Способ заключается в том, что последовательно освещают контролируемую поверхность параллельным пучком монохроматического излучения при ряде значений длин волн в диапазоне от λ K до λ M, включающем λ 1 и λ 2, измеряют для каждого значения длины волны зеркально отраженный от поверхности изделия световой поток F 3(λ), измеряют интенсивность излучения I(λ,22O ф), рассеянного под углом Ω ф, отличном от угла зеркального отражения, измеряют для каждой длины волны в диапазоне от λ K до λ M отношения R(λ,22O ф)=I(λ,Θ ф)/F 3(λ) и по ним определяют среднее квадратическое отклонение высот неровностей, интервал корреляции, спектральную плотность высот неровностей и моменты спектральной плотности высот неровностей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 01 В li/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4488561/25-28 (22) 30,09,88

;46) 30.07 ° 90 ° Бюл. У 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы (72) А,Ю.Буянов-уздальский и К,A.ÎáðàäoBè÷ (53) 531..715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 868347, кл. G 01 В 11/30, 30,09,81, (54) РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 11АРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ

ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дпя определения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей изделий, Целью изобретения является повышение точности, производительности и информативности определения параметров шероховатости путем получения и использования информации о виде спектральной плотности высот неровностей поверхности изделия за счет увеличения числа измеряемых параметров и возможнссти измерения паИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей изделий, Цель изобретения - повьппение точности, производительности и информативности определения параметров шеpoxoaaIññòè путем получения и ис"

SU 15 2 4 А1

2 раметров анизотропных поверхностей, за счет одновременного измерения эер" кально отраженного от поверхности изделия светового потока и интенсивности излучения, рассеянного под углом, отличном ст зеркального, причем угол является постоянным, что исключает пространственное сканирование ° Способ заключается в том, что последовательно освещают контролируемую поверхность гараллельным пучком монохроматического излучения при ряде значений длин волн в диапазоне от g до, включающем » и, измеряют для каждого значения длины волны зеркально отраженный от поверхности изделия световой поток 1 (), измеряют интенсивность излучения Т(, 9+), рассеянного под углом бар, отличном от угла зеркального отражения, измеряют для каждой дчины волны в диапазоне ст jig, до g отношения R($,8у)

Т (g, вр) /F (Я) и по ним определяют среднее квадратическое отклонение высот неровностей, интервал корреляции, спектральную плотность высот неровностей и моменты спектральной плоч» ности высот неровностей. 1 ил.

I. пользования информации о виде спектральной плотности высот неровностей поверхности изделия за счет увеличения числа измеряемых параметров и возможности измерения параметров анизотропных поверхностей, за счет од- новременного измерения зеркально отраженного от поверхности изделия светового потока и интенсивности

1582004

15 симо сти н=н)

11 = С К(,6 ) il

n = 1 п = m излучения, рассеянного I() jl, углом, отличном от зеркального, причем угол является постоянным, что искгночает пространственное сканирование °

На чертеже представлена схема рефлектометра, реализующего спс соб.

Рефлектометр содержит электронный блок 1, источник 2 излучения с перестраиваемой длиной волны, фотоприемники 3 и 4 с установленными перед ,ними диафрагмами 5, Индексом 6 обо-значена контролируемая поверхность,,которая совмещается.с плоскостью из:мерения.

Рефлектометрический способ опреде. ления параметров шероховатости поверхности изделия осуществляется сле дующим образом, От источника 2 излучения, управ ляемого электронным блоком 1, парал, лельный пучок монохроматического из(:лучения направляют. под острым углом к нормали на контролируемую поверхность 6. Отраженный в зеркальном направлении поток 1 э(»1) при каждом значении длины »1 волны излучения измеряют фотоприемником 3, подключенным к электронному блоку 1, а часть

30 диффузного потока, рассеянного в плоскости падения в малом телесном угле 11бд под углом 6 р к нормали поверх. ности 6 изделия, измеряют при каждом значении 1 фотоприемником 4, подключенным к электронному блоку 1, Телесный угол 50) определяется расстоянием.от освещенного участка поверх-!, ности до диафрагмы э, установленной г

1 перед фотоприемником 4, и диаметром

40 диафрагмы 5 ° Значение рассеянного потока, деленное на телесный угол Ь», дает интенсивность излучения I(»»,6 ), рассеянного под углом бср. В электронном блоке 1 при каждом значении 1 измеряется (с учетом телесного угла

542 и чувствительности фотоприемников) отношение сигналов с фотопрчемR(j»l 8q>) = 2-(рр 6cp)/1 3 (II)

Сигнал, пропорциональныи отношению К(, Вср), преобразуется в цифровой код и вводится в цифровое вычислительное устройство электронного блока 1, которое рассчитывает значения спектральной плотности высот неровностей W(r) при каждом значении »1

55 соответствующем пространственной частоте r = 2T»(sin 6 — в1п»»))/). Для однородной изотропной поверхности алг()ритм вы»и rlåíès основан на зависимос ти

W(r) = К(9,8„Р) cos9

1674(1+ os(ОФ+4)jй

Для вычисления параметров шероховатости в цифровом вычислительном устройстве для всех значений »»1 производится суммирование измеренных

uòH0øåíHé R(jl,gy) с весовыми коэффициентами, зависящими от длины )1 волны и углов 6(р и Q Алгоритм вычисления моментов спектральной плотности высот неровностей основан на завигде 11(»l — шаr "-перенастройки длины волны излучения; соответствует минимальной длине волны; соответствует максимальной длине волны; момент спектральной плотности;

)(1 (з п(".(р sin 9g cps 9

pig

С» = 2»» (1 + соз(бр +Ч )) Моменты Мо могут использоваться как параме",ðû шероховатости либо через них могут быть найдены такие параметры, как среднеквадратическое отклонение высотнеровностей l5= " М средний квадратический наклон m =

) Ме)2, средний ывг (средняя длина волны) $м = 2I 8 Г2!Мс, Везрвзмврный параметр формы а = 3 о Mq/2Ин, среднее квадратическое значение кривизны С = (T8 28).

Формула изобретения

Рефлектометрический способ определения параметров шероховатости поверхности изделия, заключающийся в том, что освещают поверхность изделия под острым углом к нормали контролируемой поверхности монохроматическим излучением с длиной волны tl» измеряют зеркально отраженный от поверхности изделия световой поток

Р (»). для данной длины волны gq освещают поверхность изделия монохро. матическим излучением другой длины и по ним определяют среднеквадратическое отклонение высот неровностей, интервал корреляции, спектралb ную плотность высот неровностей и моменты спектральной плотности высот неровностей

Составитель Л,Лобзова

Техред М. Хода нич Корректор .1. Пожо

Редактор Н . Киш тули нец

Заказ 2080

Тираж 493

Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и огкрб,бтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, K-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

5 ) 58! 004 6 но пн,i, измеряют зеркально oтра- -- к.;. ьно отри::бенный от поверхности изженнь|и от контролируемой поверхнос- делия световой поток Р (4 ), измеряют ти изделия световой поток F з(б ) и интенсивность излучения E(), ), определяют среднеквадратическое от- рассеянного под углом 9<р отличном клс>нение высот неровностей и интер5 от угла зеркального отражения, измен;бл корреляции, о т л и ч а ю щ и й- ряют для каждой длины волны в диас я тем, что, с целью повышения пазоне от ) x до ) отношения точности, производительности и ин- Т(Я йр1 ф Ф формативности определения парамет- 1п "-(1 «%) — д б.ЛГ ров шероховатости, последовательно освещают контролируемую поверхность параллельным пучком монохроматического излучения при ряде значений длин волн в диапазоне от 3< до бн, включающем ) < r:. ), измеряют для каждого значения длины волны зер