[其他]光纤、激光表面粗糙度检测仪

说明书

本实用新型是光纤、激光表面粗糙度检测仪是用来测量粗糙度积分值及光洁度等级的仪器。尤其适用于深孔内表面粗糙度之检测。

过去测量工件内表面的粗糙度用目测法，只能作定性的判断，因人而异，效率极低，又得不到粗糙度之数值。后来的电动轮廓检测仪也仅能测量深孔的口部。最大深度不能超过1米。为了得到深孔的粗糙度的确切值，必须将工件解剖后测量，造成浪费。

现有《激光光洁度检测仪》，由沈阳市机电设计院研制成功。杨祥伦等人发表在《电子技术应用》杂志一九八三年第十期上。它只能测量平面及φ10mm以上的磨削外园柱面。

由建设机床厂与云南光学仪器厂共同研制的《QG－1激光枪膛光洁度仪》其优点在于能够测量内表面光洁度。但是它不能测量工件的外表面的光洁度，而且只适用于孔径在φ7.62mm，长度在380～460mm的枪膛上。

上述两种仪器均采用了光斑，与散射光带能量的比值法。受其原理的影响，不能测量₇以下的光洁度。

本实用新型的目的，在于克服上述仪器使用上单一性的缺点，做到内外表面均能测量。且改变了《QG－1枪膛激光光洁度仪》仅能测量一种枪管的状况。

本实用新型主要由稳流电源〔1〕、激光管〔2〕、入射光纤〔3〕、测量头〔4〕、接收光纤〔6〕、光电转换器〔7〕、数据处理器〔8〕、数字显示器〔9〕组成。

通常《激光光洁度检测仪》是利用光斑之能量与光带之能量的比值法。仅能测₇到₁₄的光洁度。对₇以下的光洁度仪器处于盲区。

本实用新型原理是测定光斑中心的能量。据南开大学物理系程路的文章《激光束在漫射表面上的散射－一种简化统计模型》物理学报的VOl27，NO6，1978，P659图9所示：光斑中心的反射光强度在光洁度平均值最大为0.2um以上即₁₃以下时，光反射强度为常值，因此采用光斑中心反射强度测量光洁度是不可行的。

本实用新型采用了光纤作传输之后，使光能的损耗甚小，并在检测处使入射光和反射光几乎平行，从而接收到最大光强度，实现了₆至₁₄之检测。

本实用新型采用220V电源供电，经稳压稳流后为6328mn激光束，经光纤传输由机械式测量头固定垂直入射于检测表面，经被测表面反射后又被垂直接收由光电转换、数据处理传入粗糙度显示器中。

本实用新型除装有粗糙度的显示器显示粗糙度积分值外，还装有光洁度的数字显示器，同时显示。故即可适用国家粗糙度的新标准，又可适用国家关于光洁度之旧标准。

本实用新型机械探测头除了装在测量杆上进行静态测量之外，亦可装在钻膛床的膛杆上进行动态测量。

本实用新型分辨率为0.01um可使₆～₁₄清晰可辨。测量范围：孔径在φ3mm以上，孔深在10m以下。相对不稳定度为6％。

本实用新型附图1为原理框图。

〔1〕.稳流电源、〔2〕.氦氖激光管、〔3〕.入射光纤、〔4〕.测量头、〔5〕.被测工件、〔6〕.反射光纤、〔7〕.光电转换器、〔8〕.数据处理器、〔9〕.显示器。

实施例：

本实用新型采用稳流电源、输出功率为mVA的氦氖激光管、阶跃式光纤、机械式测量头、硅光电池作光电转换、4 1/2 位数字显示器及5V200mA的指针式显示器等组装而成。用光洁度样块对仪器进行了标定。实测内壁为φ100的液压缸与用其它仪器标定过的样板进行对比测量，结果相同。