198246. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés felületek alakjának, alakváltozásainak vagy alakhibáinak háromdimenziós meghatározására a Moire-jelenség segítségével, inkoherens fény alkalmazásával
1 HU 198246 B 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés felületek alakjának, alakváltozásainak vagy alakhibáinak háromdimenziós meghatározása. A találmány szerinti eljárás, és az eljárás megvalósítására kialakított berendezésünk lehetővé teszi, hogy néhány m2 nagyságú felület alakját egy-két mm pontossággal, illetve néhány cm2 nagyságú felület alakját 0,01-0,02 mm pontossággal lehessen mérni, illetőleg e mérés alapján a felületnek valamely tetszőleges alakú etalonhoz vagy egy szabályos felülethez képest való eltérését meg lehessen határozni. A találmány szerinti eljárás és a berendezés' előnyösen alkalmazható például ipari termékek előállításánál, az előirt felületi alakzatok, vagy alakhibák meghatározására. Példaként említjük gépkocsi karosszéria elemek, szélvédők, bonyolult öntvények és minták, turbinalapátok stb. gyártásét, illetőleg az elkészült termék alakjának ellenőrzését, továbbá élő- vagy élettelen testek alakjának, alaki eltéréseinek meghatározását. További példaként említjük az emberi hát, láb, stb. deformációt, ill. azok meghatározását, valamint szobrok, műtárgyak analízisének lehetőségét, vagy a szabászatban az emberi test méreteinek egyszerű meghatározását stb. A fent vázolt műszaki feladatok megoldására már különböző eljárások és berendezések váltak ismertté. (Hoffmann: Az ipari méréstechnika, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1982, 334-335. és 337-338. oldal.) A forma letapogatása, mérő-tapintó csúcs alkalmazásával. Ennek az eljárásnak a lényege abban van, hogy egy kellően merev és stabil állványba befogott, és ezen állványon finoman elmozdítható mérő-tapintó eszköz segítségével a vizsgálandó felület bizonyos pontjait letapogatják és a mért értékeket a három térbeli koordináta érték alapján jegyzik fel. Ennek az eljárásnak előnye a relatív nagy pontosság (több m2 felületen is elérhető néhány jum pontosság), ha az állvány kellően merev, és a mérő-tapintó csúcs eléggé érzékeny. Ennek az eljárásnak további előnye az, hogy automatizálható, számítógépes adatfeldolgozással is kiegészíthető. Az említett eljárás hátránya viszont abban van, hogy a mérőeszköz beállítása hosszadalmas és körülményes művelet, mivel a mechanikai érintkezésnél a méröcsúcs nyomása a mérendő felületre könnyen meghamisíthatja a mérés eredményét, különösen, ha a feladat pl. puha, élő testek mérésére vonatkozik. Egy további ismert eljárás elnevezése: összehasonlítás mérőfelületre történő felfektetés segítségével. (Leinweber: Hosszméréstechnikai zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1960, 342-343. oldal). Ennél az eljárásnál a nagypontosságú ellendarab felületét tusir-festékkel vonják be, majd azt a mérendő felületre fektetik. A festékezett pontok helye, ill. nyoma jelzi a vizsgált felület feleslegesen kiemelkedő pontjait. Ennek az eljárásnak előnye, hogy egyszerű, adott feladatok ellátására alkalmas és gyors eredményt szolgáltat. Hátránya azonban, hogy csak néhány kiemelkedő felületrész megjelölésére alkalmas. A felület meg nem jelölt részeiről semmiféle információ nem nyerhető. Ezen eljárásnál lágy anyagú, főleg élő testek felületének vizsgálata egyáltalában nem lehetséges, azaz ilyen értékelhető eredmény nem nyerhető. Ismeretes az úri.: sztereo mérés, illetőleg sztereo fényképezés. (V. D. Puchov: Die Anwendung der Nahphotogrammetrie in Medizin und Technik, Jenaer Rundschau 1/1980, 42-44 old). Ennek a módszernek lényege abban van, hogy a vizsgált felületet két különböző pozícióból lefényképezik. A sztereo felvételpárt optikai kiértékelő berendezéssel dolgozzák fel, majd az adatokat számszerűsítik. Ezt az eljárást a térképészetben is alkalmazzák: ilyen esetben több tíz km2 kiterjedésű felület mérésénél a mélységi méreteket néhány méteres pontossággal meg lehet határozni. Ez a módszer - mint ismeretes - a gépészeti, vagy az orvosi gyakorlatban is alkalmazható: ekkor két közeli felvételt készítenek, amelyek a fent említett módon értékelhetők. A kisebb kiterjedésű felületen a mérési hiba arányosan kisebb lesz. A sztereo mérési illetőleg fényképezési eljárás előnye az, hogy néhány dm2-tői néhány km2 nagyságú felületek vizsgálatára egyaránt alkalmas. További előny, hogy ez az eljárás a vizsgálandó tárggyal való érintést nem igényel, a felvételkészítés gyorsan bonyolítható le. Jelentős hátránya ennek az eljárásnak viszont az, hogy kiértékeléséhez drága, bonyolult műszerekre és jól képzett kezelőkre van szükség. A kiértékelés művelete még számítástechnikai eszközök alkalmazáséval is hoszszadalmas, körülményes művelet. További ismert eljárásként említjük az interferenciás módszereket, ezeket a fent vázolt feladatok meghatározáséra kiterjedten alkalmazzák. (Leinweber: Hosszméréstechnikai zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1960, 27. és 201. és 440-445. old.) A tükrösre polírozott vizsgált felületről visszaverődött, fényhullámok és az ugyancsak polírozott etalonfelületekről - amelyek egyaránt lehetnek síkfelületek, ellendarabok vagy mesterdarabok - visszaverődött fényhullámok között interferencia-jelenség hozható létre. Az interferencia-csíkrendszer a vizsgált alakra jellemző (ha sík felületű etalont alkalmazunk), ill. az alakhibékat adja meg (ellendarab, illetőleg mesterdarab alkalmazása esetén). Az interferencia csikók leszémlálésával a mérési eredmények szémszerüsíthetőek. Az elérhető pontosság a fényhullámhossz nagyságrendjébe esik, tehát néhány tizedmikrométer nagyságrendű is lelát. A vizsgált felület nagysága elérheti a néhányszor tiz mm nagyságrendet is. Ennek az eljárásnak előnye, hogy a mérés gyors, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
