Лазерные методы и средства измерения геометрии поверхностей сложной формы

• Автор: Дёмкин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 247 с. : ил.

Глава I. Обзор методов и средств измерения геометрии
деталей и поверхностей
1.1. Классификация и сравнительные характеристики лазерных датчиков для измерения геометрических размеров и контроля дефектов
1.2. Лазерные дефектоскопы
1.3. Теневые методы измерения геометрических размеров
1.3.1. Измерение малых размеров дифракционным методом
1.3.2. Анализ практических решений реализаций теневого метода измерений
1.3.3. Исследование влияния аппроксимации края изображения и параметров лазерного излучения на точность измерений
1.3.4. Проблемы теневого метода измерений
1.4. Триангуляционные методы измерения геометрических
размеров
1.4.1. Конструктивные особенности приборов
1.4.2. Влияние на точность измерений формы и ориентации поверхности
1.4.3. Пути повышения точности измерений триангуляционным методом
1.5. Анализ причин, ограничивающих достижение высокой точности, и постановка задачи исследований диссертационной работы
Глава II. Исследование влияния факторов, ограничивающих
достижение высокой точности измерений бесконтактными лазерными методами
2.1. Влияние нестабильности мощности лазерного излучения и времени экспозиции на точность измерений теневым методом в приборах с оптической разверткой
2.2. Флуктуации параметров лазерного излучения и их влияние на стабилизацию мощности излучения в
газовых лазерах
2.3. Исследование флуктуаций коэффициента отражения светоделителя в системе стабилизации мощности
лазерного излучения
2.4. Экспериментальное исследование влияния флуктуации положения плоскости поляризации лазерного излучения на коэффициент деления светоделителя на кварцевой пластине
2.5. Пути повышения эффективности стабилизации мощности газовых лазеров
2.6. Флуктуации параметров и особенности использования полупроводниковых лазеров в триангуляционных измерителях
2.7. Влияние формы и ориентации поверхности на точность измерения триангуляционным методом при использовании поляризованного лазерного излучения
2.8. Влияние шероховатости измеряемой поверхности на точность измерения расстояния триангуляционным
методом
2.9. Основные принципы повышения точности триангуляционных измерителей
2.10.Вывод ы
Глава III.Разработка методов и узлов, позволяющих повысить
точность измерений бесконтактными лазерными методами

«V 3.1. Активные методы стабилизации мощности лазеров
3.2. Светоделители, неселективные к флуктуациям плоскости поляризации лазерного излучения
3.3. Фотоприемные устройства с компенсацией влияния температуры
3.4. Повышение долговечности и надежности работы полупроводникового лазера
3.5. Выбор оптимальных режимов работы лазерного триангуляционного измерителя при контроле геометрии
( поверхности
З.б.Электронная компенсация оптических искажений в
лазерных измерителях на фотолинейке ПЗС
3.7. Выводы
Глава IV. Описание разработанных приборов
4.1. Измерение параметров колесных пар подвижного состава
во время движения
4.2 Устройства стабилизации мощности лазерного
излучения
до 4.3 Измерение параметров пружин рессорной подвески
вагонов
4.3.1. Технология процесса измерения
4.3.2. Конструкция и технические характеристики стенда
для испытания пружин
4.3.3. Компьютерное управление и обработка информации
Основные результаты и выводы
Приложение
Список литературы
Акты внедрения

где и - координата на поверхности объекта; ъ - координата точки пересечения оси пучка и плоскости; у0 - полуширина перетяжки Гауссова пучка (при ъ = 0); X— длина волны света; а — угол наклона поверхности.
На основании этих формул получены зависимости смещения центра тяжести пучка, рассчитываемого по формуле и0 = 1 и С(и) длх/ С(и) би , где О(и) = |Л(и,г)|2 от угла наклона поверхности а и расстояния от перетяжки пучка г.
-90 -60 -30 О 30 60

2, ММ
Рис. 1.26. Зависимости смещения центра тяжести и0 от: а) - угла наклона поверхности; б) - расстояния от перетяжки пучка.
Для цилиндрической поверхности с радиусом кривизны г зависимость смещения центра тяжести пятна на поверхности от радиуса кривизны поверхности г нелинейна и сильно возрастает при малых радиусах (рис. 1.27.)

100 г, мм
Рис. 1.27. Зависимости смещения центра тяжести пятна на поверхности от радиуса кривизны поверхности.