平面平晶平面平直度检查和判断

密封端面的平整度通常用光波的十进制效应来衡量。它可以用非常高质量的激光干涉仪或光学平板晶体来测量，前者属于非接触法，后者属于接触法。光学平板晶体因其货源充足、价格低廉而得到广泛应用。

第一，平面扁平晶体

平板晶体采用Perix玻璃、熔凝晶体或折射率为1.516的光学玻璃制成，使其成为一个工作端面平直的透明圆柱体。根据直径大小，有60、80、100、150、200、250 mm六种，扁平晶体的尺寸不要太大，因为制造困难。它的准确度是一级和二级。工作面的平整度很高，偏差小于0.03um和0.1um..一般用1级平晶测量内密封环端面的平面度，平晶的直径应大于被测工件的外径。如果密封环外径超过250mm，或者密封环采用非金属材料(反射率较差)制成，可以用彩涂法检查，即待测表面涂红丹，环的接触痕迹必须连续不中断。连续接触面积大于总面积的80%即为合格。

第二，光源

由于单色光源产生的干涉图样清晰，所以经常被光波干涉法用作光源。太阳发出的白光实际上由七种颜色组成，每种颜色代表一种不同波长的电磁波。当白光通过平面晶体照射到待检测表面时，在待检测表面的不同位置有几个不同的彩色条纹。由于各种颜色的混合光，干涉条纹的亮度和清晰度大大减弱，因此图像不够清晰。使用单色光源，单波长，图像为亮带和暗带，非常清晰，可以清晰看到更多的干涉带，读数更加准确。单色光需要单色光源，比如钠灯；也可以通过滤色片自然光获得。图13-31显示了自制的平面度检测器和使用的钠灯。

第三，光波干涉测量的原理

干涉条纹的形成是来自同一光源的两组或几组光束经过不同的光路后，在空之间的某一点再次会聚的结果，这种光束的增亮和减亮就是光波干涉。使用单色光源时，两个振幅相同的波相位相同，同时投射到一个点上，振幅增大，即光的亮度增大，出现亮带；两波相差半个波长(相差180度)时，两波相遇后，振幅相等，方向相反，所以实际振幅为零，导致光完全消失，出现暗带。

图13-32显示了在量块表面形成干涉带的过程。将平板晶体放在被测物体上，打开钠灯，光束会从光源O射出，沿箭头方向射入平板晶体。光束到达A点后，一部分从平板晶体下方反射，通过平板晶体到达观察地点。它的旅程是AEE的f；另一部分指向被测表面，然后从量块表面反射，通过平面晶体到达观察处。它的旅程是ABCDG。结果束月ABCDG的传播距离是束AEE F的两倍(即空气膜厚度)。此外，在光束AEE' f从空到达平面晶体并从平面晶体表面反射后，它比通过ABCDG的光束差半个波长。这样，当空气膜h等于半波长的整数倍时，两束光束的相位差总是半波长，于是两束光束相互削弱，在平坦的晶体表面出现暗干涉带。因此，每个干涉带相当于平面晶体和被测表面之间半个波长的距离。

弯曲干涉条纹出现在被测工件的平面上。理论上，平面度偏差太小，无法通过以下公式计算:

四.鉴别方法

在测量密封端面的平面度之前，需要获得一个能折射光线的表面。通常情况下，被测表面在检验前先经过打磨，然后抛光。测试时，待测平面与平板晶体紧密贴合。必须仔细擦拭两个表面，以在两个表面之间形成非常薄的空气膜。当单色光源通过空气体薄膜时，会产生明暗干涉条纹。如果使用白光(自然光)作为光源，会显示几种不同颜色的干涉条纹。测试时，应使用彩色条纹中最清晰的条纹进行读取。白光可以在任何时候获得，无需附属设备。

一个光学干涉带等于光波波长的一半，通过干涉条纹可以找到样品的平面偏差。干涉条纹的识别和读取可以用插图来说明。

1)直皮带

图13-33(a)所示干涉条纹为直带，表明被测零件的平面度很高，接近理想平面，平面度偏差小于0。029um。光带或条纹之间的距离不是平坦度偏差，只是表示空膜厚的差异。

2)同心干涉区

图13-33(b)所示的相关条纹是同心圆。这表明被测表面有轻微的曲率，要么是凸的，要么是凹的。一条干涉条纹的平坦度偏差在0.29um之间，两条干涉条纹的偏差在0.58um以内，以此类推。要判断被测表面是凸是凹，用手指轻轻按压平板晶体的边缘，光学干涉条纹移动到外围会有凸有凹。前者叫高光圈，后者叫低光圈。

3)弯曲干涉条纹

当被测平面存在弯曲干涉条纹时，如果采用目视检查，经过目视读数的练习，可以准确估算出应有的读数(A和B的值)。

在实际测量中，当出现几条弯曲干涉条纹时，可以在最大曲率位置用一条与干涉系统相切的假想直线来测量。如果这条切线只与一条干涉条纹相交，那么被测零件的平面度偏差在一条干涉条纹以内；当切线与两条或多条弯曲条纹相交时，平面度偏差乘以0.29。比如切线与三条光学干涉条纹相交，其平面度偏差为0。87um。

如图13-33(c)所示，假想的AB线与暗条纹相交，表示平面度在一个光干涉条纹内，外条纹向周边弯曲，是抛光时周边轻微的崩边。

如图13-33(d)所示，干涉条纹向一侧弯曲，表明平面度为三个光学干涉带。因为AB线与三条光学干涉条纹相交。

如图13-33(e)所示，AB线与两条干涉条纹对称相交；直线A‘b’也与两条干涉条纹相交，相交曲线的干涉条纹向相反方向弯曲，呈椭圆形。这表明平坦度在2个半光带内。

如图1-33(f)所示，平面度为马鞍形三光带。如图13-7(g)所示，有三个鞍形干涉条纹，平坦度为六个光带。图13 -33(h)显示了一个圆柱形干涉条纹，其平面度为三条干涉条纹。