[发明专利]表面粗糙度测量装置

说明书

技术领域

本公开的实施例大体上涉及表面粗糙度测量装置，并且更具体地涉及可在难以接近的区域和恶劣环境中进行测量的表面粗糙度测量装置。

背景技术

表面质量和抛光在如机械、光和医疗的领域中以及在制成品和电子装置中起到重要作用。由于粗糙度是构件的此类重要特征，故其典型地经受质量保证过程。在某些实例中，表面粗糙度控制指示了制造过程的类型，并且甚至可影响构件的功能性能。因此，本行业中已经开发出了一定数量的表面粗糙度测量方法。这些方法可大体上归类为两个种类，即，接触测量方法和非接触测量方法。典型地，大部分表面粗糙度测量方法用于外表面，并且本行业中存在一定数量的已知技术。

内表面粗糙度测量趋于更困难，尤其是对于较小尺寸的构件或具有窄槽口或开口的构件。除内表面测量之外，存在并未良好适合于粗糙度测量的其它情形。例如，构件可具有带使表面测量困难的非平面表面的复杂几何形状。

用于不同的表面粗糙度测量的常规技术趋于具有缺陷，如为破坏性的，具有高成本并且在制造环境中耗时。此外，常规粗糙度测量技术典型地不可容易地区分待测量的物体的加工标记方向，并且常规粗糙度测量技术不可消除一些参数变化影响，如，材料反射率变化、车间中的振动等。

出于这些及其它原因，存在对提供特别用于测量难以接近区域中的表面和提供精确的表面粗糙度值的表面粗糙度测量装置的需要。

发明内容

根据本装置的实施例，提供了一种表面粗糙度测量装置。一个实施例中的表面粗糙度测量装置包括纤维束(其包括主发射纤维、多个收集纤维、辅助发射纤维)、光学壳体、主反射镜、辅助反射镜，以及外部电路。光学壳体包括纤维束和辅助发射纤维，并且限定了用于光学地接触物体的表面的孔口。主反射镜布置在光学壳体中，并且用于将从主发射纤维发射的光反射至孔口的检测点，并且将由物体反射的光反射至多个收集纤维。辅助反射镜布置在光学壳体中，并且用于将从辅助发射纤维发射的光反射至孔口的检测点。外部电路用于生成激光束至主发射纤维和辅助发射纤维，收集来自多个收集纤维的反射光，并且基于收集的反射光来计算物体的表面粗糙度。

根据另一个实施例，提供了一种表面粗糙度测量装置。表面粗糙度测量装置包括纤维束(其包括主发射纤维、多个收集纤维、多个辅助发射纤维)、光学壳体、主反射镜、多个辅助反射镜，以及外部电路。光学壳体包括纤维束和辅助发射纤维，并且限定了用于光学地接触物体的表面的孔口。主反射镜布置在光学壳体中，并且用于将从主发射纤维发射的光反射至孔口的检测点，并且将由物体反射的光反射至多个收集纤维。辅助反射镜布置在光学壳体中，并且用于分别将从辅助发射纤维发射的光反射至孔口的检测点。外部电路用于生成激光束至主发射纤维和辅助发射纤维，收集来自多个收集纤维的反射光，并且基于收集的反射光来计算物体的表面粗糙度。

附图说明

当参考附图阅读下列详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它的特征、方面和优点，其中，同样的标记在所有附图中表示同样的部件，其中：

图1为根据一个实施例的表面粗糙度测量装置的示意性透视图。

图2为结合待测量的物体的图1的表面粗糙度测量装置的示意性局部视图。

图3为根据一个实施例的图1的表面粗糙度测量装置的纤维束的截面视图。

图4a为示出来自图1的表面粗糙度测量装置的纤维束的主发射纤维的反射光的示意图。

图4b为示出来自图1的表面粗糙度测量装置的辅助发射纤维的反射光的示意图。

图5a为根据一个实施例的图1的表面粗糙度测量装置的框图。

图5b为根据另一个实施例的图1的表面粗糙度测量装置的框图。

图6a为示出物体的粗糙度和具有物体的两种不同材料反射率的来自主发射纤维的检测的反射光的强度的相关性的比较的图表。

图6b为示出物体的粗糙度和具有物体的两种不同材料反射率的来自辅助发射纤维的检测的反射光的强度的相关性的比较的图表。

图6c为示出物体的粗糙度和由具有物体的两种不同材料反射率的来自主发射纤维和辅助发射纤维的检测的反射光的强度计算的比率的相关性的比较的图表。

图7a为示出表面粗糙度测量装置的分离距离与基于来自主反射纤维的检测的反射光的强度计算的电压值的相关性的图表。

图7b为示出表面粗糙度测量装置的分离距离与基于来自辅助反射纤维的检测的反射光的强度计算的电压值的相关性的图表。