ความหยาบของพื้นผิวของชิ้นงานเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการประเมินคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงาน เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพและคุณภาพของชิ้นงาน การพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การปรับปรุงความแม่นยำในการประมวลผลอย่างต่อเนื่อง และการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีใหม่ วัสดุใหม่ และกระบวนการใหม่ ได้นำเสนอข้อกำหนดที่สูงขึ้นเรื่อยๆ สำหรับการตรวจจับความหยาบของพื้นผิวชิ้นงาน ในเวลาเดียวกัน การวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการเสียดสีและการสึกหรอ การวิเคราะห์กระบวนการ และการอภิปรายเกี่ยวกับสถานะการสัมผัสพื้นผิว ล้วนต้องการคำอธิบายเชิงปริมาณของเรขาคณิตของพื้นผิว วิธีการวัดการสัมผัสแบบดั้งเดิมนั้นทำให้พื้นผิวของชิ้นงานเกิดรอยขีดข่วนได้ง่าย ความเร็วในการวัดต่ำ และช่วงการวัดได้รับผลกระทบจากรัศมีของหัววัด ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการตรวจจับแบบออนไลน์
การใช้การวัดแบบไม่สัมผัสด้วยแสงสามารถทดแทนข้อบกพร่องของเครื่องมือวัดแบบสไตลัสได้ วิธีการวัดแบบออปติกทั่วไป ได้แก่ วิธีการกระเจิงแสง วิธีการจุดแสง วิธีการโฟกัส วิธีการอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ เป็นต้น วิธีการวัดความหยาบของพื้นผิวด้วยแสงนั้นขึ้นอยู่กับผลทางแสงของพื้นผิวที่วัด คลื่นแสงที่เปล่งออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงจะตกกระทบบนพื้นผิวของวัตถุที่วัดในลักษณะขนาน แยกออกจากกัน หรือบรรจบกันผ่านระบบออปติก คลื่นแสงที่สะท้อนบนพื้นผิวของวัตถุที่วัดจะสะท้อนรูปร่างพื้นผิวของวัตถุที่วัด ข้อมูลออปติกของคลื่นแสงที่สะท้อนนั้นได้รับ แปลง คำนวณ แสดง และบันทึกโดยเซนเซอร์โฟโตอิเล็กทริกและวงจรหลังการประมวลผลประเภทต่างๆ บทความนี้ใช้หลักการกระเจิงด้วยเลเซอร์ในการวัดความหยาบของพื้นผิว ซึ่งสามารถทดสอบแบบไม่ทำลายและทดสอบความหยาบของพื้นผิวของชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงแบบออนไลน์ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องสัมผัส และมีมูลค่าทางเศรษฐกิจสูง
ปรากฏการณ์กระเจิงของแสงบนพื้นผิวขรุขระ
เมื่อลำแสงตกกระทบพื้นผิวของวัตถุที่ขรุขระในมุมหนึ่ง ตามหลักเรขาคณิตของแสง แสงจะกระจัดกระจายและสะท้อนกลับจากวัตถุ และความเข้มของแสงที่กระจัดกระจายและแสงที่สะท้อนกลับจะสัมพันธ์กับความขรุขระของพื้นผิวของวัตถุ แสงที่สะท้อนกลับจะรวมตัวอยู่ในบริเวณที่เล็กมากเพื่อสร้างจุดแสง แสงที่กระจัดกระจายจะกระจายไปรอบ ๆ จุดแสงที่สะท้อนกลับเพื่อสร้างแถบแสงที่ประกอบด้วยจุดแสงจำนวนมาก หากพื้นผิวของวัตถุค่อนข้างเรียบ พลังงานแสงของจุดแสงที่สะท้อนกลับจะค่อนข้างแรงและแถบแสงที่กระจัดกระจายจะค่อนข้างแคบ ในทางตรงกันข้าม หากพื้นผิวของวัตถุค่อนข้างขรุขระ พลังงานแสงของจุดแสงที่สะท้อนกลับจะค่อนข้างอ่อนและแถบแสงที่กระจัดกระจายจะค่อนข้างกว้าง ปรากฏการณ์นี้แสดงให้เห็นเชิงคุณภาพว่าความเข้มของพลังงานแสงที่กระจัดกระจายมีความสัมพันธ์กับความขรุขระของพื้นผิวของวัตถุ บทความนี้ได้รับข้อมูลเชิงปริมาณเกี่ยวกับความขรุขระของพื้นผิวของวัตถุโดยการศึกษาการกระจายพลังงานแสงของแสงที่กระจัดกระจาย
