Спосіб вимірювання профілю поверхні

1. Спосіб вимірювання профілю поверхні, при якому дані вимірювань реєструють оптичне, який відрізняється тим, що для вимірювання профілю поверхні заповнюють світлопоглинаючою рідиною порожнину, утворену плоскою жорсткою прозорою пластиною та з'єднаною з нею по периметру еластичною мембраною, яка дифузне віддзеркалює 32689 світлопоглинаюча рідина, 3 - мембрана з поверхнею, що дифузне віддзеркалює світло, 4 - жорстка прозора пластина, 5 - джерело світла, 6 - пристрій, що реєструє зображення мембрани. Для реалізації способу вимірювань, що пропонується, джерело світла 5 розташовують так, щоб кут падіння світла на прозору пластину 4 був близьким до прямого кута; пристрій реєстрації зображення 6 розташовують так, щоб лінія погляду була близька до нормалі до площини прозорої пластини 4, а дзеркальне зображення джерела світла не попадало у межі зображення мембрани 3, яке фіксується. Еластичну мембрану може бути виконано, наприклад, з гуми зі світлим наповнювачем, який забезпечує дифузне віддзеркалення світла, що падає на мембрану. Об'єм рідини вибирають виходячи з того, що середня товщина шару рідини між мембраною та прозорою пластиною має перевищувати можливі середні значення відхилень форми поверхні від площини. Коефіцієнт поглинання світла рідиною обирають так, щоб у діапазоні можливих відхилень форми поверхні від площини різниця у яскравості точок зображення мембрани відповідала можливостям пристрою, що використовується для реєстрації зображення, наприклад, щоб яскравість відрізнялась не більш як у 102 разів у випадку використання телевізійної камери. Оскільки зображення точок мембрани формуються променями світла, що двічі пройшли крізь шар світлопоглинаючої рідини, то у випадку, коли різницю між одиницею та значенням косинуса кута падіння світла від джерела світла й значенням косинуса кута між лінією погляду та нормаллю до прозорої пластини можна відкинути, яскравість точок зображення дорівнює I = I0e-2kh де І - яскравість точки зображення, І0 - яскравість цієї ж точки при нульовій товщині шару поглинаючої світло рідини, k - коефіцієнт поглинання світла, h - товщина шару світлопоглинаючої рідини між прозорою стінкою та даною точкою. Це дає мож ливість розрахувати профіль поверхні, використовуючи зафіксоване зображення мембрани. У випадку використання як пристрій реєстрації зображення відеокамери розрахунок форми поверхні може виконувати комп'ютер, з'єднаний з відеокамерою. У разі, коли мембрана та світлопоглинаюча рідина мають різний колір, колір точок зображення мембрани буде різним - він буде співпадати з кольором мембрани у разі нульової товщини шару рідини між відповідною точкою та прозорою пластиною, або наближатися до кольору рідини, коли шар рідини буде максимальним, тому для оцінки відстані точок поверхні тіла від прозорої пластини може використовуватися також інформація про колір зображення відповідних точок мембрани. Таким чином, вимір профілю поверхні відбувається одночасно для усіх точок вимірюваної поверхні, що забезпечує малий час виміру, який у такому випадку залежить насамперед від тривалості операції розташування вимірювального пристрою на поверхні вимірюваного тіла, тобто одиниці секунд. Використання прототипу для реєстрації профілю поверхні потребує сотень секунд, оскільки щуп профілографу має бути послідовно поміщено у точки поверхні, які створюють досить густу мережу на вимірюваній частині поверхні і переміщення щупу виконується механічним пристроєм сканування. Для забезпечення щільного контакту еластичної мембрани з вимірюваною поверхнею досить тиску порядку 103 Па (10-2 атмосфери), що менше тиску у зоні контакту щупу прототипу. Це дає можливість виміру форми поверхні еластичних тіл, матеріал котрих має малу величину модулю пружності (наприклад, вироби з еластичної гуми), а також можливість виміру форми поверхні виробів з малою міцністю (наприклад, виробів з пінопласту). Відсутність механізмів сканування та дозованого притискання щупу до вимірюваної поверхні зумовлює спрощення реалізації вимірів та конструкції необхідного для цього обладнання. 2 32689 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3