光散射测量粗糙度.pdfVIP

， ‘~,／7／ 总第94期 成 都 科 技 大 学 学 报 SUMN094 1996年第 6期 JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY No61996 0 表面粗糙度 Ra和光学散射特征值 {6(6) Sn关系的研究) 1基 王世华 周肇飞 (~ltl 控 _都610065) H 攘 要 车文以光散射法测量磨削表面粗糙度为啻I，研究光散射法光学特征值Sn和 ’ 表面粗糙度主要参数 II矗柏对应关系；特别是针对研磨表面建立的 R日一sn关系 曲线 圉，在较大的测量范围内(R日从O010 m—O．066 m)，II矗和 存在较好柏线拄对 应关系．表 明光散射车接触测量表面饪植度更适合对较光滑表面柏粗糙度进行无接 羌量词垄苎塾堡；差 璺苎曼；曲线圉 光 ； 值 嘲量 分娄号 TB921 由于光散射法测量表面粗糙度具有快速、简便和面积采样的特点，采用这种原理进行 表面粗糙度检测、监控越来越受到广泛的关注。诸如核环 比法的光电弛接收中心反射光 斑和两翼散射光、光纤接收不同位置散射光强比以及进一步发展的光 电转换阵列接收散 射光带的检测实例。它们都是基于光在粗糙表面上的光散射特性-lJ。传统的触针式轮廓 仪其测量触针相对于被测试件表面作扫描运动，触针随微观形貌而上、下波动，非常直观、 直接地检测表面粗糙度；而以光散射为原理的表面粗糙度检测方法并不需要测量头和试 件表面作相对运动，它本身是以一定大小直径的光斑投射劐试件表面，反射形成的反射光 斑和散射光带的光能分布和光束在被测表面上投射面积内的平均表面粗糙度发生关系， 但这种光能分布和表面粗糙度参数如Ra之问并没有直接的对应关系，所以光散射法测量 表面粗糙度都是沿用已知表面粗糙变标准样块去建立表面粗糙度参数(主要指Ra)和上述 的反射光斑和散射光带光能分布的一个关系曲线即定标。然后才能反过来进行表面粗糙度 的测量，显然定标曲线的正确建立，直接影响到光散射法表面粗糙度测量的可靠性。 1 原理 当一束激光投射到粗糙表面时，反射光在空间 180~范围内形成 以反射光斑为中心的 收藕 日期 1 —∞一tO 1四川省科委资助项 目部分成果 成都科技太学学报 996年第 6期 敞射光带如图 l所示 如何定量地描述这样 种光能分布 咙?设对于被测 斌件表面入射光通量为 ≠n，反射光通量为 ，则有 ： =p．≠0 式 中p为试件表面反 射率 由于散 射光带 以k}心『反射 光斑 在 l8 () 范 围 内存 在， 则 有 ：， ： f I I(0)d8 J — ，2 设光能分布的密度函数为 P()： P(0)= I( ／~r ，．‘z2 ： f()／} I(口)．dO 图 1 ，2 ／2 散射光分布的平均f 口：l P(口)0．dO J 寸 2 散射光分布的方差 s可表示如下：