OPTISCHE COMPARATOR: WAAR HET VOOR IS EN ONDERDELEN - FYSIEK - 2026

De optische comparator is een metrologisch instrument dat is ontworpen om de metingen van gefabriceerde onderdelen te inspecteren met behulp van een eenvoudig optisch principe. Deze stukken, onderdelen van machines die op verschillende gebieden werken, worden zo belicht dat de analist een vergroot zicht heeft op hun profiel en oppervlak.

De werking is analoog aan die van de overheadprojector die werkt met acetaatplaten; Behalve dat de geprojecteerde schaduw niet op een muur eindigt, maar op een scherm ter hoogte van de waarnemer of analyticus. Het beeld van het verlichte stuk of object, door middel van een reeks spiegels, maakt directe metingen van de afmetingen, geometrie of ontwerpen mogelijk.

In optische vergelijkers kunnen de profielen van objecten in elk veld worden geanalyseerd en gemeten, zoals die nodig zijn voor zeestrijdkrachten. Bron: foto van de Amerikaanse marine door Marshall Fukuki

De metrologen maken gebruik van de optische comparator om te garanderen dat de stukken voldoen aan de noodzakelijke eisen die de kwaliteitsnormen stellen; anders kunnen ze de functionaliteit van de machine of apparatuur waaraan ze voldoen in gevaar brengen.

Hoewel zijn technologie als primitief en ontoereikend wordt beschouwd voor complexe stukken, blijft het erg nuttig vanwege zijn eenvoud en zijn mogelijkheid om te worden gekoppeld aan een computer die berekeningen van de afmetingen van het stuk vergemakkelijkt; zoals oppervlakte, lengte, hoeken en breedte.

Waar is een optische comparator voor?

Bestudeer profielen en oppervlak van onderdelen

De optische comparator is een hulpmiddel voor optische metrologie, dus zijn op handen zijnde functie is om metingen mogelijk te maken direct uit het geprojecteerde en versterkte beeld van een onderdeel.

Je zou kunnen zeggen dat het een mix is ​​tussen een overheadprojector en een optische microscoop: het stuk wordt van onderaf belicht door een lichtbron, maar zonder dat je door een oculair hoeft te kijken om het verkregen beeld te waarderen.

Omdat deze afbeelding groot genoeg is, kunnen punten erin worden verwerkt en met een maateenheid van inches of centimeters kan de lengte of kromming van hun profielen worden gemeten; dat wil zeggen, de afmetingen van de geprojecteerde randen (zoals in de eerste afbeelding).

Door het profiel (contour of silhouet) van het stuk te hebben, kan een onvolkomenheid erin duidelijk worden die op het eerste gezicht, omdat het erg klein is, onopgemerkt zou blijven. Evenzo kunnen de kwaliteit en eigenschappen van het oppervlak worden bestudeerd door de manier waarop het stuk wordt verlicht te wijzigen, vooral als het vlak is.

Metrologische kwaliteitsanalyse

De gefabriceerde onderdelen ondergaan een reeks kwaliteitsanalyses om te onderscheiden welke defecten zijn en die klaar zijn om de bijbehorende machine te integreren. Deze onderdelen zijn meestal schroeven, stampen, tandwielen, pakkingen, roosters, propellers, spanen; allemaal klein en moeilijk met het blote oog te inspecteren.

Uitgaande van hun profielen en een meetpatroon, kan dimensionale inspectie onmiddellijk plaatsvinden als deze twee vergeleken niet overeenkomen in hun vorm. Aan de andere kant kunnen met behulp van de optische comparator meetstrategieën worden bedacht voor een nieuw onderdeel, zodat het bij toekomstige gelegenheden kan worden gereproduceerd.

Het platform waarop het stuk rust kan worden verplaatst om verschillende delen van het profiel of oppervlak te bedekken, en kan ook worden gedraaid om de stralen van zijn krommingen of de diameters van zijn interne cirkels te meten.

Toepassingsgebieden

Dit metrologische en optische instrument biedt hoge precisie in zijn metingen, ergonomisch comfort en tijdwinst in tal van luchtvaart-, luchtvaart-, automobiel- en elektronische onderzoekslaboratoria, evenals in zijn mechanische werkplaatsen, horlogemakers en in de inspectielijnen van zijn fabrieken.

Er zijn optische vergelijkers gebruikt om het oppervlak van de munten te bestuderen en zo hun toestand en kenmerken te verifiëren; als ze zijn aangetast, stoten, krassen hebben of als ze kleur hebben verloren.

Onderdelen

Verticale optische comparator. Bron: Sonny Leung

In de afbeelding hierboven hebben we een verticale optische comparator waarop een soort sjabloon wordt geprojecteerd. Het verschil tussen verticale en horizontale optische comparatoren is de richting van waaruit het stuk wordt verlicht; de eerste worden vooral gebruikt voor platte stukken, de laatste voor die met langwerpige vormen.

De profielen of contouren van de sjabloon worden met het blote oog geobserveerd, met voldoende resolutie en amplitude zodat meer dan één analist het kan evalueren en hun metingen kan uitvoeren, zodat ze hun resultaten tegelijkertijd kunnen bespreken. Dit maakt inspecties snel en eenvoudig.

Projectiescherm

In tegenstelling tot andere artefacten, maakt de optische comparator het mogelijk om de afmetingen van objecten te meten op basis van hun tweedimensionale afbeeldingen.

Deze 2D-beelden zijn te zien op het projectiescherm, dat groot genoeg is voor de analist om comfortabel zijn metingen uit te voeren zonder zijn zicht te belasten; zolang u de intensiteit van het licht maar vermindert.

Lamp en mobiel platform

Het stuk wordt verlicht door een lichtbron die verschillende kleuren kan hebben. Door middel van een set spiegels en lenzen wordt het beeld uiteindelijk op het scherm geprojecteerd. Dankzij het mobiele platform waarop het onderdeel is geplaatst, kunnen de profielen worden aangepast terwijl de punten volgens hun vorm worden gemarkeerd om lengtes of breedtes te meten.

Referentiesjabloon

Op hetzelfde platform waar het stuk is geplaatst, bevindt zich een cirkelvormig referentiesjabloon met de cartesiaanse assen, zodat de relatieve posities van het verkregen profiel ten opzichte van de oorsprong bekend kunnen worden.

De oorsprong zou dus het midden van het scherm worden en het stuk kan op een geschikte plaats op de sjabloon worden geplaatst zodat het samenvalt met een specifiek deel dat de meting ervan vergemakkelijkt.

Controlepaneel

In het onderste deel van de optische comparator bevindt zich het bedieningspaneel met de schakelaars en knoppen voor het vermogen, de lichtintensiteit of de beeldresolutie.

Accountant

Een kleiner scherm maakt het lezen van de X- en Y-assen mogelijk, die de geselecteerde maateenheden tellen terwijl ze door de profielen van het onderdeel lopen. Deze teller bepaalt ook de hoeken waaronder het scherm volgens kromming wordt geroteerd; Hiermee kunt u bijvoorbeeld de diameters van de cirkels in het sjabloon hierboven meten.

As knoppen

En tot slot zijn er aan de zijkanten knoppen waarmee u langs de X- en Y-as kunt bewegen, het geprojecteerde beeld kunt verhogen of verlagen, het naar links of rechts kunt verplaatsen, dichter bij of verder weg van de lichtbron kunt brengen.

Referenties

1. Tad A. Davis. (2001). Maat voor maat: optische comparatoren meten meer dan eenvoudige afmetingen. Hersteld van: qualitydigest.com
2. Wikipedia. (2019). Optische comparator. Hersteld van: en.wikipedia.org
3. PCSI. (2019). Wat is een optische comparator? Hersteld van: precisioncalibration.com
4. Zeshoek. (2019). Alles over optische comparatoren, en waarom u ze zou moeten vermijden. Hersteld van: hexagonmi.com
5. Martinez Jessica. (sf). Objectieve optische comparator. Hersteld van: academia.edu
6. GR Metrologie. (2019). Wat is een optische comparator. Hersteld van: grmetrology.com