Способ обнаружения дефектов поверхности

СОЮЗ СОВЕТСКИХш.и лдюетижРЕСПУБЛИН 1 В 21/30 ТР .; 4БИЗИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ инСССР 971. ельство21/89, 1 ТОВ ПОонт- моГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм иЗОБРетений и ОтнРытий АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕВЕРХНОСТИ(57) Изобретение относится крольно-измерительной техникежет быть использовано для обния механических дефектов на 8013 25 А 1 с оптически грубой поверхностью. Пепью изобретения является повышениенадежности контроля путем снижениявлияния шероховатости поверхностиконтролируемого изделия. Для этогосветовой поток расщепляют на два лу-,ча и направляют на поверхность контролируемой детали. Зеркально отраженные от детали световые потоки регистрируют и преобразуют в электрические сигналы, которые усиливают соответственно в К, и К раз, а К,/К== К , где Кг - коэффициент корреляции между зйачениями коэ 4 йициента отражения света в точках поверхностидетали, расположенных на расстоянии,равном расстоянию между лучами наповерхности детали. 2 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике.Цель изобретения - повышение надежности контроля дефектов путемуменьшения влияния шероховатости контролируемой поверхности.На Фиг,1 изображена Функциональная схема устройства, реализующегоспособ; на Фиг,2 - нормированная , 10корреляционная Функция коэффициентаотражения,Устройство, реализующее способ,содержит излучатель 1, Формирующуюдвухщелевую диафрагму 2 первый, Фотоприемник 3, расположенный в ходезеркально отраженного от контролируемой детали 4 луча светового потока,сформированного первой по ходу движения детали 4 щелью формирующей диафрагмы 2, второй Фотоприемник 5,расположенный в ходе зеркально отраженного от детали 4 луча световогопотока, сформированного второй походу движения детали 4 щелью диафрагмы 2, первый усилитель 6, соединенный с выходом Фотоприемника З,второй усилитель 7, соединенный с выходом Фотоприемника 5, дифференциальный усилитель 8, входы которого 30соединены с выходами первого 6 ивторого 7 усилителей, и пороговыйэлемент 9, вход которого связан с выходом дифференциального усилителя 8.Способ осуществляют следующим образом.На поверхность контролируемой детали 4 направляют световой луч отизлучателя 1, расщепленный Формирующей диафрагмой 2, Зеркально отраженные лучи светового потока регистрируют и преобразуют в электрическиесигналы Фотоприемниками 3 и 5. Электрические сигналы с Фотоприемников 3и 5 усиливают усилителями 6 и 7 в К, 45и К раз соответственно, причем,К- = К где К - коэффициент кор 1 К г Греляции между значениями коэффициента отражения в точках поверхности детали, расположенных на расстоянии,равном расстоянию между лучами наповерхности детали, Сигналы х иу(Т) соответственно с выходов усилителей 6 и 7 вычитаются один из другого в дифференциальном усилителе 8.В раэностном сигнале у(1)-х(1) полностью скомпенсирована коррелированная часть помехи, определяемая шероховатостью поверхности контролируемойдетали. Полученный сигнал поступаетна пороговый элемент 9, в которомего амплитуда сравнивается с заранееустановленным уровнем. При наличии наповерхности детали механического дефекта, некоррелированного с микронеровностями поверхности, образуемымив процессе изготовления детали, навыходе порогового элемента 9 получают сигнал и по его наличию судят огодности или негодности контролируемой детали.Способ предназначен для обнаружения механических дефектов типа трещин, царапин, складок, плен, характеристические размеры которых сопоставимы с микронеровностями поверхности. Частота обработки поверхностиизделий составляет К = 0,63 мкм, минимальные характеристические размерыопределяемых дефектов составляют:раскрытие - 0,02 мм;глубина0,005 мм,Нормированную корреляционную Функцию коэффициента отражения определяют для группы бездефектных однотипныхизделий методом статистических испытаний. Для этого исследуемую случайную Функцию коэффициента отраженияпредставляют записью множества реализаций коэффициента отражения, полученных предварительно в независимыхопытах при одинаковых условиях.После вычисления нормированныхкорреляционных моментов коэффициентаотражения получают семейство точек,определяющих вид нормированной корреляционной Функции коэффициента отражения (кривая 1 на фиг.2), где приведены и сглаженная по методу наименьших квадратов корреляционнаяфункция (кривая 11 на фиг.2) и схемапроведения эксперимента.Коэффициент К корреляции определяют из корреляцйонной Функции коэффициента отражения света по координатам поверхности контролируемого изделия. Для исследуемого класса деталей значения коэффициента К корреРляции между значениями коэффициентаотражения в соседних точках поверхности, отстоящих друг от друга нарасстоянии 6 х, составляют:) и шума, опреде- оховатостью игналыяемые ш оверхности в точка топадения на неевого луча;временнойделяемый р сдвиг ассто опреием ежд световыми штрихами;коэффицивания, ркоэффициции коэ ент преобразо"авный К (Г)Р енту корреляффициента отражения,корреляции осум сигналов с вы 3 и 5 с различусиления. Электоприемников усинно в К, и КК ношение в . равноК,раз, а так как .их о Для компенсации коррелированной составляющей шума, определяемой шероховатостью поверхности, необходимо из величины шума в момент времени Е вычесть величину шума в момент времени (С -) с учетом коэффициента К (Г) корреляции между ними Г Я(С) = х(.)- Кх(С - с ), (1)) - погрешность (величина шума) на выходе дифференциального усилителя; 1Учет коэффициентаществляется усилениеходов фотоприемниковными коэффициентамирические .сигналы фотливаются соответстве коэффициенту К корреляции, то такимобразом учитывается стохастическаясвязь между уровнем шумов в различ 0,8 0,54 0,25 0,0 ных точках поверхности контролируемдетали и полностью компенсируетсякоррелируемая составляющая шумов, о 1 Оределяемых шероховатостью поверхности изделия, увеличивается величина отношения сигнал/шум и повышается надежность обнаружения дефектов на поверхности детали. Способ обнаружения дефектов поверхности, заключающийся в том, что формируют световой поток, разделяют его на первый и второй световые пучки, каждый из которых направляют на контролируемую поверхность, регист" Рируют зеркально отраженные контролируемой поверхностью световые потоки, соответствующие первому и второму световым пучкам, преобразуют их в первый и второй электрические сигналы, усиливают их, формируют электрический сигнал, равный разности полученных первого и второго электрических сигналов, по амплитуде которого судят о наличии механических дефектов на контролируемой поверхности, 35,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности контроля, первый электрический сигнал усиливают в К, раз, второй электрический сигнал усиливают в К раз, коэффициенты К и К усиления выбирают так, что их отношение равно К, где К - коэффициент корреляции между значениями коэффициента, отражения в точках падения на контролируемую поверхность первого и второго световых пучков..10 Редактор А.Ревин Заказ 1571/43Тираж 680 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5