Способ контроля параметров объектов

е а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ЩМИФЕгА И юл, У 5ртень (БГ),8)Тай-Цзунь,Рассе электромагни англ./Под ред 1962, с,7 тных ША У 4477187, 9/05, 1984. КОНТРОЛЯ ПАРАМЕ РОВ ОБЪ стигается путем Изобретение относится к ительной технике и может быть е п но в иром елью изоб е функцио ет обесп ппленно ретения является нальных возможно расши стейтного ре за ч ечения бесконта роля и иэмерени ящих сферических кспре ов не ко иаметъод ектов.Для измерения параметров" об сферической формы используется ческая зависимость эффективной ектов физи- площа и расс ния шаровои поверхности от,ия радиуса шара и длины вол-.лучении полем плоской элеотношепри о тромагн тной волцы изолировано шара,г одиночно(57) Изобретенительной техникерасширение функностей, которое е относится к измери Цель изобретения -циональных возмож 51)5 С 01 В 7/12 7/3 измерения диаметров непроводящих сферических объектов. Эталонный и контролируемый объекты облучают электромагнитным излучением с длиной волны .Ъвыбираемой из условия с 14 Г/(0,2 п + 0,1)д 4 Г /(0,2 п- -0,1), где й- диаметр эталонного1объекта, Я - относительная диэлектрическая проницаемость материала, и - целое действительное число. Определяют значение отношения измеренных уровней энергии или коэффициентов отражения по мощности излучения, отраженного от эталонного и контролируемого объектов, которое является мерой контролируемого параметра, 1 з.п.ф-лы. Любые две точки дифракционной кривой соответствуют определенным значениям длины волныи диаметра сферы Й. Для постоянного значения диаметра сферы две разнесенные точки на дифракционной кривой соответствуют двум разным значениям длины вол ны и, наоборот, для постоянного значения длины волны Л - двум разным диаметрам Й, и д . При неизменном значении длины волны % .и изменении диаметра от с 1 до д изменяется значение отражающей площади 8, Для первого, третьего и т.д. (т.е. нечетных) участков дифракционной,кривой с увеличением диаметра сферы 6 площадь Я увеличивается, а с умешением Й Я уменьшается. На четных участках дифракционноР кривой изменение площади при изменении диаметра Й противоположно. А изменение площади Я, обусловленное изменением длины волны Ъ при постоянном Й, противоположно изменению Я, обусловленному изменением диаметра сферы Й при постоянном 9 1 О. Возможно выбрать такие знаЧ 4 ния длины волныи интервалы изменением диаметра от Йдо Й, чтобы значения аргумента функции Й /3 располагались на линейном участке дифракционной кривой, Для двух разнесенных точек линейного участка диф-ракционноР кривой приращение аргу,мента Ь(Й/Ъ) определенной величины и определенного знака, при смещении 20влево или вправо рабочих точек по дифракционной кривоР, вызывает изменение эффективной отражающей площади Я в каждой точке на величину 68. При этом разность площадей 8-8 ос тается постоянной величиноР, определяемой разностью значений аргумента функции, а отношение щ = 8/8 (щ ) 1 при Я ) 8) или щ = Я/Я, (щС 1 при 88) изменяется, так 30 как изменяются значения числителя изнаменателя.Следовательно, величина и знак изменения отношения отражающих пло щадей Дщ для двух точек линейного участка дифракционной кривой однозначно определяют величину и знак изменения аргумента(Й/%). При постоянном значении длины волны % приращение Ащ однозначно опреде ляет приращениеЙ = Й- д,т.е. Ь щ пропорционально Д Й. Кроме того, сама величина отношения ш также однозначно определяет значения Й, и Й при постоянном известном %. А отношение, :45 площадей отражающих поверхностей является отношением отраженных уровней энергии или же отношением коэффициентов отражения по мощности от сферического объекта. 50Если в качестве значения диаметра Й, или Й выбрать значение диаметра эталонного объекта Й, то отно.шение площадей отражающих поверхностей Я эталонного объекта и 8исследуемого объекта однозначно определяет величину отклонения диаметра исследуемого объекта Йот Йэ. При Й = Йэ величина отношения щ = 1 .;По мере увеличения отклонения значения Йот Й увеличивается изменение отношения щ от значения щ = 1 либо в сторону возрастания (щ1), либо в сторону уменьшения (щ С 1).,Направление изменения отношения щ (увеличение или уменьшение при определенном направлении изменения диаметра Й, например увеличении),а также значение величины щ (щ1 или щ1) зависят от следующихфакторов: номера участка дифракционной кривой (значения числа п), направления изменения диаметра исследуемого объекта (дсЙ или Й СЙэ) и выбора величины отношения щ = Я /Я или щ = 8/Яэ. Так, например, если для первого участка дифракционноР кривой (и = 1) для определенного диаметра эталона д проводящей сферы выбрать так значение рабочей длины волны 91, чтобы значение аргумента Й/ф соответствовало середине линеРного участка дифракционной кривои, т,е. порядка 0,24, то при увеличении диаметра исследуемой сферы (д х) д. ) значение ЯЯ, а при уменьшении (Й( Й ) значение Я к 8 . При этом" для отношения щ = 8/Я на участке а, С Йотношение щ с 1 и с ростом значения возрастает, приближаясь к единице, а на участке ЙЙэ отношение щ.)1 и с ростом значения Йвозрастает.Если выбрать отношением = 8/Я, то на участке ЙС Й отношение щ1 и уменьшается по мере приближения щ к единице, а на участке Йкд. щ С 1 и уменьшается с увеличением разности Йк - Й.9, Если для этого первого участка дифракционной кривой (и = 1) выбрать значения Й и 9, так, чтобы точка находилась в начале участка (минимальное значение аргумента Й/Ъ), то возможно измерение только для случая ЙхЙ и отношение щ= Я/Я, по мере увеличения Й возрастает от единицы (щ 1), а отношение щ = 8/8 уменьшается от единицы (щС 1), Для максимального значения аргумента Й/линейной части этого первого участка возможно измерение диаметров сферы только Й 1 к Й , а отношение щ =-Я/8 уменьшается от единицы (ш С 1) и отношение щ = 8 /Яувеличивается от единицы (ш ) 1). Для второго участка дифракционноР кривой (и = 2) указан ные изменения отношения противопо2427 6 40 45 50 55 5 154 ложны; При этом выбор величины отношения.ш(ш ) 1 или ш (1) не влияет существенно на погрешность измерения, так как для одних и тех же значений 8 и чх функции ш)1 и ш(1 дают одни и те же результаты.Таким образом, отношение отраженных сигналов электромагнитного излучения от эталонного к исследуемого проводящих сферических объектов однозначно определяет диаметр сферы. Поэтому это отношение позволяет производить измерение площади сечения сферы, проведенной через центр сферы перпендикулярно направлению распространения .электромагнит- ного излучения, Кроме того, для двух сферических объектов равного диаметра, эталонного и исследуемого, возможно осуществление измерения округлости и формы поверхности исследуемого объекта по отношению к эталонному. Если исследуемый объект имеет на своей сферической поверхности округлости (напримервпадину), то при вращении объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях изменяется отношение отраженных уров ней энергии или коэффициентов отражения следующим образом, При попадании впадины в область тени измененияВ отношения не происходят. Максимальное изменение отношения наблюдается тогда, когда максимальная площадь сечения впадины совпадает с плоскостью сечения сферы, проведенной через ее центр перпендисулярно направлению электромагнитного излучения.Способ реализуют следующим образом.Согласно значениям диаметров контролируемых объектов выбирают значение рабочей длины волны исходя из усло- вия(й Г/(0,2 п - 0,1),где Й - значение диаметра контролируемого объекта,- относительная диэлектрическая проницаемость материала объекта.Выбирают эталонный объект (правильной формы) диаметром Й. Облучают эталонный и контролируемый объекты электромагнитным излучением 5 10 15 20 25 30 35 выбранной длины волны. Измеряют уровни энергии отраженных сигналов от эталонного и контролируемогообъектов. Определяют отношение этихизмеренных уровней энергии и по немусудят о параметрах контролируемогообъекта. Цена деления шкалы отношений сигналов выбирается путем предварительной калибровки, которая выполняется следующим образом. В зависимости от диапазона измеряемыхзначений и желаемой цены деленияшкалы отношений (шкалы измеряемыхзначений) выбирают два и болееэталонных объекта различных размеров. Исходя из условий контроля -в сторону увеличения или уменьшения размера, или же изменения какв сторону увеличения, так и в сторону уменьшения - производят указанные измерения нулевого" эталонного объекта и других эталонных объектов. Нулевое значение шкалы измеряемых значений соответствует изме"рению двух "нулевых" эталонных объеектов, идентичных по .своим параметрам,1При контроле параметров объектовможно также измерять коэффициентыотражения по мощности от эталонногои контролируемого объектов и по величине отношения этих коэффициентовотражения определять значение контролируемого параметра,Формула изобретения 1. Способ контроля параметров объектов, заключающийся в том, что облучают контролируемый и эталонный объекты электромагнитным излучением, измеряют и сравнивают характеристики указанного излучения, отраженного от эталонного и контролируемого объектов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем измерения диаметров сферических непроводящих объектов, значение рабочей длинывыбирают на участках дифракционной кривой сечения обратного рассеяния одиночной проводящей сферы, где первая производная этой функции не равна, нулю, в интервалах между точками, при прохождении которых первая производная этой функции не меняет свой знак, из условия/ Заказ 292 Тираж 509 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 где Е - относительная диэлектрическая проницаемость материала .контролируемого иэталонного объектов на дли.не волны ЪЙ - диаметр эталонного объекта 10и - целое действительное число, определяют отношение измеренных уровней энергии отраженных сигналов от эталонного и контролируемого объектов но значению которого определяют параметр объекта.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что определяют отно-шение измеренных коэффициентов отражения по Мопности от эталонногои контролируемого объектов, по .значению которого определяют дараметробъекта.