[發明專利]表面粗糙度測量裝置

在審

• 申請號: 201480023764.0
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN105378427A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 謝廣平;賈明;翟梓融;保羅·查勞瑞;凱文·G·哈丁;宋桂菊
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30;G01B11/24;G01N21/47
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

1.一種表面粗糙度測量裝置，包括：

包括主發射纖維和多個收集纖維的纖維束；

第一輔助發射纖維；

光學殼體，其包括所述纖維束和所述第一輔助發射纖維并且限定用于光學地接觸物體的表面的孔口；

主反射鏡，其布置在所述光學殼體中，用于將從所述主發射纖維發射的光反射至所述孔口的檢測點并且將由所述物體反射的光反射至所述多個收集纖維；

第一輔助反射鏡，其布置在所述光學殼體中，用于將從所述第一輔助發射纖維發射的光反射至所述孔口的檢測點；以及

外部電路，其用于生成激光束至所述主發射纖維和所述第一輔助發射纖維，收集來自所述多個收集纖維的所述反射光，并且基于所述收集的反射光來計算所述物體的表面粗糙度。

2.根據權利要求1所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述外部電路包括：

用于生成所述激光束的激光發生器；

光檢測器，其用于檢測從所述多個收集纖維收集的所述反射光并且將所述收集的光轉換成電信號；以及

至少一個信號處理器，其用于基于從來自所述主發射纖維的所述反射光轉換和從來自所述第一輔助發射纖維的所述反射光轉換的所述轉換電信號來計算所述物體的表面粗糙度。

3.根據權利要求2所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述物體的表面粗糙度基于所述表面粗糙度與基于從所述主發射纖維發射的所述光的所述檢測的反射光的強度和基于從所述第一輔助發射纖維發射的所述光的所述檢測的反射光的強度的比率之間的預定關系來計算。

4.根據權利要求3所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述比率通過方程R＝(MI-AI)/(MI+AI)計算，其中R為所述比率，MI為基于從所述主發射纖維發射的所述光的所述檢測的反射光的強度，AI為基于從所述第一輔助發射纖維發射的所述光的所述檢測的反射光的強度。

5.根據權利要求2所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述外部電路還包括用于將所述激光束選擇性地切換至所述主發射纖維和所述第一輔助發射纖維的光束開關。

6.根據權利要求2所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述外部電路還包括：

電荷耦合裝置(CCD)；以及

分光器，其用于將從所述多個收集纖維收集的所述反射光分別分開至所述光檢測器和所述CCD。

7.根據權利要求1所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述主發射纖維圍繞所述纖維束中的所述多個收集纖維的中心布置。

8.根據權利要求1所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述光學殼體限定其一端處的開口，具有所述第一輔助發射纖維的所述纖維束的遠端通過所述開口固持在所述光學殼體的至少一部分中。

9.根據權利要求8所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述主反射鏡布置在所述光學殼體中，并且相對于所述纖維束定位成45度。

10.根據權利要求9所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述第一輔助反射鏡布置在所述光學殼體中，并且相對于所述第一輔助發射纖維定位成小于45度的梯度角，所述第一輔助發射纖維與所述第一輔助反射鏡之間的距離小于所述纖維束與所述主反射鏡之間的距離。

11.根據權利要求1所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述外部電路包括：

用于生成所述激光束的激光發生器；

光檢測器陣列，其包括用于分別檢測從所述多個收集纖維收集的所述反射光并且將所述收集的光轉換成電信號的多個光檢測器；以及

信號處理器，其用于通過顯示器顯示基于所述轉換的電信號的所述檢測的反射光的強度分布圖像。

12.根據權利要求1所述的表面粗糙度測量裝置，其特征在于，所述表面粗糙度測量裝置還包括：

固持在所述光學殼體中的第二輔助發射纖維；以及

第二輔助反射鏡，其布置在所述光學殼體中，用于將從所述第二輔助發射纖維發射的光反射至所述孔口的檢測點；

其中所述外部電路還用于將所述激光束提供至所述第二輔助發射纖維。