Способ измерения шероховатостисверхгладких поверхностей

ОПИСАНИЕИЗОЦР фРЕНИЯ (111 5492 Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл. С 01 В 11/30 Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытнй(53 УДК 531. 715. ,27(088.8) Дата опубликования описания 250381 К. А. Обрадович и Ф. М. Солодухо(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ СВЕРХГЛАДКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения, параметров шероховатости поверхностей выше 14 класса, таких как зер 5 кала и поверхности прецизионных изделий.Известен бесконтактный рефлекто-. метрический способ определения шероховатости поверхности, заключающийся в том, что измеряют отношение интенсивностей излучения, отраженного в зеркальном направлении, и полного отраженного излучения от поверхностей иэделий, служащих образца ми:сравнейия, и от поверхностей изме рямых иэделий 1.Недостатком способа является необходимость градуировки по предварительно аттестованным по параметру ше роховатости образцам сравнения. Изза отсутствия средств аттестации шероховатости сверхгладких поверхностей этот способ не может быть применен для измерения шероховатости.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ измерения шероховатости сверх- гладких поверхностей, аключающийся в том, что освещают поверхность ЗО изделия под острым углом 6 лараллельным пучком монохроматического излучения, определяют интенсивностьизлучения, отраженного от поверхности изделия в.зеркальном направлении, определяют интенсивность излучения, отраженного от поверхности изделия в направлении, отличном от зеркального, и по отношению интенсивностей судят о среднем квадратическом отклонении высот неровностей, являющемся параметром шероховатости 2 1.Однако этот способ требует нали- чия предварительно аттестованного по параметру шероховатости образца сравнения. Аттестация его весьма затруднительна и может быть проведена косвенными методами с большой погрешностью, что существенно снижает точность измерения параметра шероховатости изделия, Кроме того, способ дает возможность определить только один параметр шероховатости - среднее квадратическое отклонение высот неровностей.Цель изобретения - повышение точности измерения и определение второго параМетра шероховатости - интервала корреляции высот неровностей,815492 60 СОЬ З ф 1и г и (с,л ф 19 еРО -э 1 ио,гб =Хгс.оэ 6,дл волны иэлу сн 1 Поставленная цель достигается тем, что освещают поверхность изделия по нормали к ней,измеряют интен сивности и 1 излучения, отраженного в гвух направлениях, отличных от звркального, под угла 1 и Зг и 9 определяют отношения В =1 /1,и Кг= =1 /1 г, по которым судят соответственно о среднеквадратическом отклонении и об интервале корреляции высот неровностей. Кроме того, выбирают угол л = а от 0 до 10 , ао о значение угла О должно удовлетворять следующему неравенству6 Огс 51 и Ч+51 и 636 Ч 1 где- длина волны излучения.На чертеже изображена схема, реализующая описываемый способ.Схема включает узел, Формирующий осветительный поток и состоящий иэ источника 1 излучения - лазера, объектива 2, зеркал 3 и 4, поворотного зеркала 5 и ослабителя 6 интенсивности, изделие 7 и узел приемного устройства, состоящий из объектива 8, диаграмы 9, фотодиодов 10 и 11, 25 усилителя 12, устройства 13 для полу- чения отношения сигналов и вычислительного устройства 14.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. 30С помощью монохроматического источ. ника 1 изЛучения, объектива 2, зеркала 3, поворотного зеркала 5, установленного в положение А, и ослабителя б интенсивности освещают поверх ность изделия 7 под углом падения Ол и регистрируют фотодиодом 10 интенсивность излучения, отраженного в малом телесном угле Ь(Ю фотодиода в направлении Вг= Вл зеркального от" ражения, которое фокусируется на поверхности фотодиода 10 объективом 8 после прохождения диафрагмы 9.Поворачивают поворотное зеркало 5 в положение Б и освещают поверхность изделия 7 по нормали к ней.45 Регистрируют Фотодиодами 10 и 11 интенсивности излученияг и 1,от-, раженные под углами Вг и ЮЭ . Слгналы с выхода Фотодиодов подаются на вход усилителя 12, Усиленные сигна лыпоступают в устройство 13, выдающее два отношения, равные К =1 /1 л и.К= 1/1 г, которые затем подают на вход вычислительного устройства 14 для вычисления двух параметров шеро ховатости. Для нормального распределения высот неровностей параметры шероховатости могут быть вычислены по формулам: где Г - интервал корреляции высотнеровностей,6 - среднее квадратическое отклонение высот неровностей,- длина волны излучения,ЬЮ - телесный угол фотодиода.Изделие 7 может передвигаться для измерения параметров шероховатости по всей площади.Использование предлагаемого способа измерения шероховатости сверхгладких поверхностей позволяет,по сравнению с известными, повысить точность измерения шероховатости сверхгладких поверхностей, благодаря отсутствию образца сравнения, обеспечить определение второго параметра шероховатости - интервала корреляции при этом способ обладает простотой и требует всего трех измерений для определения двух параметров шероховатости. Формула изобретения 1. Способ измерения шероховатости сверхгладких поверхностей, заключающийся в том, что освещают поверхность изделия под острым углом ВЛ параллельным пучком монохроматического излучения, определяют интенсивность 11 излучения, отраженного от поверхности изделия в зеркальном направлении,определяют интенсивность излучения, отраженного от поверхности изделия в направлении, отличном от зеркального,и по отношению интенсивностей судят о среднем квадратическом отклонении высот неровностей, являющемся параметром шероховатости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и определения второго параметра шероховатости - интервала корреляции высот неровностей, освещают поверхность иэделия по нормали к ней, измеряют интенсивности 1 г и 1 Э излучения, отраженного в двух найравлениях, отличных от зеркального, под углами Ог и В, определяют отношения К= 1/1 л и Вг -- 1/г, по которым судят соответственно о среднеквадратическом отклонении и об интервале корреляции высот неровностей2. Способ по п. 1, о т л и ч а- и щ и й с я тем, что выбирают угол Юл9 от 0 до 10 , а значение угла Вэ должно удовлетворять следующему неравенству815492 Составитель Л. ЛобзоваТех е А Бабине КорректорН. Баб Ре актор О, Ма ноеСССР Тираж 642 Подпи НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 130еЗаказ 1011 66 35 Москва Ж 35 Ра ская наб. д, 4 5ал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СЫА Р 4017188,кл. 356-120, 1976, 2, 1 ое 1 гцаеп аког аеаьцгп 9 Ие Воц 9 йпезь оГ вцрегвг 1 оойЬ ецгГасеь.- Арред Орйсз" ,1974, Н 13, М 1, р. 177-180,