Способ определения распределения крутизны микронеровностей шероховатой поверхности

(21) 47 (22) 17 (46) 30 (71) Че ситет (72) А.Г ленко (53) 53 (56) Ку прибо верхно ственный униве.715.27(088.8)ин А.А Обрады для измеренисти. Л.: Машин ович К.А. Оптические я шероховатости поостроение, 1981, с.1- льство СССР 11/30, 1988. Авторское свиде1582005, кл, 6 01 Ф (л Изобоптике иределениностей,напряженностей, а в приборостроеконтактном контоверхности и зделия, а также в ехники. етени может распропр ия при акже и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУУшенко, М,Т.Стринадко и С.Б.Ермо(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КРУТИЗНЫ МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к физической оптике и может быть использовано для определения распределения крутизны микро- неровностей, определяющих величину напряжения при контакте трущихся поверхностей, а также прочностные характеристики деталей, что актуально в приборостроении, бесконтактном контроле состояния поверхностей и др. отраслях науки и техники. Целью изобретения является повышение точности определения распределения крутизны микронеровностей для относится к физической быть использовано для опеделения крутизны нероведеляющих величину контакте трущихся поверхрочностные характеристи,1744457 А 2шероховатых поверхностей, обладающих оптической анизотропией, а также расширение области использования способа за счет измерения градиента показателя преломления вещества шероховатого обьекта. Способ заключается в том, что изготавливают реплику шероховатой поверхности, формируют ОпорныЙ плоский ВОлнОВОЙ фронт с заданными поляризационными характеристиками, освещают реплику поверхности, проецируют ее когерентное изображение в плоскость фотослоя сквозь анализатор, ось пропускания которого ориентирована под углом 450, Регистрируют распределение интенсивностей в когерентном изображении реплики шероховатой поверхности, измеряют уровни интенсивностей излучения, пропущенного фотографическим транспарантом реплики при поворотах анализатора от 45 до 135 относительно плоскости падения рассчитывают распределение крутизны микронеровностей реплики . шероховатой поверхности последовател ьно для каждого значения угла поворота анализатора, Вычитают уровни интенсивностеЙ света, прошедшего через фотографические транспаранты шлифованной поверхности и ее реплики, и по разности уровней судят о градиенте преломления вещества шероховатой поверхности, 1 ил. ки деталеи, что актуальн нии, машиностроении, бе роле состояния и однородности материала других отраслях науки и т5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вы 8, 19, фотографический транспарант 10 реплики шероховатой поверхности, анализаторы 11, 12, фотоэлектронные умножители 13,14, конденсаторы 15, 16, блок 17 сравнения сигналов, вырабатываемых фотоумножителями 13, 14, фотографический транспарант 18 шероховатой поверхности, шероховатую поверхность 19,Устройство работает следующим образом. На вход устройства поступает излучение одномодового лазера ЛГН(источник излучения 1), Четвертьволновая планка 2 преобразует линейную поляризацию лазерных колебаний в циркулярную, Поляризатор 3 формирует плоскость поляризации лазерных колебаний под углом 45 относительно плоскости падения. Коллиматор 4 преобразует исходную лазерную волну в пучок с плоским волновым фронтом, который делится светоделителем 5 на два; опорный и объективный,ь опорном канале освещающий лазерный пучок с помощью поворотного зеркала 6 направляется на реплику шероховатой поверхности 7, Сформированное таким образом когерентное изображение реплики проецируется объективом 8 в плоскость регистрации, в которой расположен фоторегистрирующий транспарант 10, а перед ним находится анализатор 11, ось пропускания световых колебаний которого ориентирована под углом 45 относительно плоскости падения. Фотослой регистрирует распределение интенсивностей в когерентном изображении реплики шероховатой поверхности.Далее с помощью вращающегося анализатора в угловых пределах 45 - 135 относительно плоскости падения формируют различные проекции плоскости световых колебаний в зонах корреляции когерентного изображения реплики шероховатой поверхности и пропускают их чеоез транспарант- маску. Конденсатор 15 концентрирует пропущенный световой поток на вход ФЭУ 13, который измеряет уровень изменения интенсивности,В объектном канале реализуются аналогичные операции, Когерентное изображение исследуемого шероховатого объекта 19 с помощью проекционного объектива 18 проецируют сквозь анализатор 12, ось пропускания осевых колебаний которого ориентирована под углом 45 относительно плоскости падения, в плоскость фотослоя, который регистрирует распределение интенсивностей в когерентном изображении исследуемого шероховатого объекта. С помощью вращающегося анализатора 12 в угловых пределах 45 - 135 относительно1744457 Составитель С.ЕрмолеТехред М.Моргентал актор Л.Народна Коррект ал Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 2186 ВНИИПИ Гос роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 плоскости падения формируют различные проекции плоскости световых колебаний в зонах корреляции когерентного изображения шероховатого объекта и пропускают их через транспарант-маску. Конденсатор 16 концентрирует пропущенный световой поток на вход ФЭУ 14, который измеряет уровень интенсивности. Блок сравнения 17 сигналов, выработанных ФЭУ 13 и 14, осуществляет вычитание сигналов синхронно для каждого значения угла поворота анализаторов 11 и 12.На основании полученных данных рассчитываются распределение крутизны микронеровностей и градиент показателя п реломления шероховатой поверхности.Предлагаемый способ повышает точность определения крутизны при наличии эффектов двулучепреломления на один порядок. При этом расширяются функциональные возможности способа, состоящие в одновременном получении информации о крутизне микронеровностей и о величине показателя двулучепреломления вещества объекта,Формула изобретения Способ определения распределения крутизны микронеровностей шероховатой поверхности объекта, заключающийся в том, что облучают исследуемый объект плоскополяризованным лазерным пучком с азимутом поляризации 45 относительно плоскости падения, проецируют когерентное изображение поверхности объекта в плоскость фоточувствительного слоя сквозь анализатор, ось пропускания которого ориентирована под углом 45 О, регистрируют 5 распределение интенсивностей в когерентном изображении шероховатого объекта, измеряютуровни интенсивностей излучения, прошедшего через фотографический транспарант при поворотах оси анализато ра от 45 до 135 и определяют распределение крутизны микронеровностей поверхности шероховатого объекта, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения этого параметра для 15 шероховатых поверхностей, обладающихоптической анизотропией, а также расширения информативности способа за счет измерения градиента показателя преломления вещества шероховатого объ екта, освещают реплику шероховатой поверхности, регистрируют распределение интенсивностей в ее когерентном изображении, осуществляютего поляризационную фильтрацию, определяют распределение 25 крутизны микронеровностей реплики шероховатой поверхности, а о градиенте показателя преломления вещества шероховатогообъекта судят по разности уровней интенсивностей света после поляризационной 30 фильтрации шероховатого объекта и его реплики.