Способ контроля диаметра оптического волокна Советский патент 1983 года по МПК G01B11/10 

Изобретение относится k измерител ной технике и может быть использовано для бесконтактного оптического контроля линейных размеров цилиндрических протяженных объектов, например диаметра оптического волокна. Известен способ контроля геометри ческих размеров цилиндрических объек тов, например волокна,-с помощью голографической интерферометрии, основанный на получении зависимости распределения показателя преломления по поперечному сечению контролируемог волокна от его радиуса. Далее по результатам обработки интерфсрограмм определяются диаметр сердцевины и тол щина оболочки волокон Cl3 Однако указанный способ не может быть использован для контроля волокна в процессе его вытяжки, поскольку здесь предъявляются жесткие требования по степени затемнения и уровню вибраций и требует сложной аппаратуры. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ . контроля диаметра оптического волокна, заключающийся в том, что направляют когерентное излучение на эталонное и контролируемое волокна и определяют диаметр контролируеь го волокна. Эталонное и контролируемое волокна расположены параллельно друг другу После прохождения через волокна излучение регистрируется с помощью фотодатчиков и передается в блок обработки информации, где непосредственно производится сравнение электрических сигналов от эталонного и контролируемого волокон t2.1 . Недостатки известного способа заключаются в низкой точности и производительности контроля из-за зависимости сигналов с фотодатчиков от угловых и поперечных смещений контролируемого волокна, а также ввиду того, что невозможен контроль в процессе вытяжки волокна. Цель изобретения - повышение точности и производительности контроля. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля диаметра оптического волокна, заключающемуся в том, что направляют когерентное излучение на эталонное и контролируемое волокна и определяют диаметр конт ролируемого волокна, располагают эталонное и контролируемое волокна ортогонально друг другу, формируют дифракционные картины от этих волокон в дальней зоне их плоскости анализа и по отклонению положения дифракционных минимумов этих картин судят о диаметре контролируемого волокна. На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ контроля диаметра оптического волокна в проходящем свете. Устройство содержит последовательно расположенные когерентный источник 1 излучения, коллиматор 2, обрат ный фильтр 3, экран с концентрическими окружностями, характеризующими ,поле допуска 5 от эталонного волокна 6, фотоприемники 7 и блок 8 обработки сигнала. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Эталонное и контролируемое волокна 6 и 9 располагают ортогонально друг другу. Контролируемое волокно 9 располагают вертикально обусловлено ориентацией вытяжной машины), а эталонное волокно 6 - перпендикулярно ему так, чтобы проекция их пересечения располагалась в центре экрана . Излучение от когерентного источника 1 излучения формируется коллиматором 2 в плоский пучок. Далее пучок проходит через обратный фильтр 3. .позволяющий получить равномерное распределение поля за ним, представляющее собой прямоугольную функцию с шириной, достаточной для того, чтобы расположение области пересечения эталонного и контролируемого волокон 6 и 9 возможно было производить с высокой точностью. На экране 4 формируются две ортогонально расположенные дифракционные картины, которые не затеняют друг друга и практически не интерферируют между собой. Экран необходимо отнести на расстЪяние, достаточное для устойчивой регистрации дифракционных порядков эталонного и контролируемого волокон 6 и 9. При этом на экране формируется поле допуска 5. При отклонении величины диаметра контролируемого волокна 9 от эталонного волокна 6 в блок 8 обработки сигнала поступает сигнал рассогласования от четырех фотоприемников 7, расположенных по горизонтальной и вертикальной осях концентрических окружностей внутри поля допуска 5 которое задает диапазон из3lOSn

менемия диаметров контролируемых волокон .

Дифракционная картина, формируемая от контрролируемого волокна 9 сравнивается с дифракционной картиной от 5 эталонного волокна 6 по отклонению положений минимумов между соседними дифракционными порядками контролируемого волокна 9 относительно эталонного волокна 6. Величина отклонения характе- ю ризует изменение {уменьшение или увеличение J диаметра контролируемого волокна 9.

Отклонение минимумов соответствующих порядков дифракционной картины s контролируемого волокна 9 в сторону центра, т.е. к максимуму нулевого порядка дифракционной картины эталонного волокна 6, имеет место, если днаметр контролируемого волокна 9 пре- 20 аышает диаметр эталонного, если его диаметр меньше эталонного, минимумы смещаются от центра.

7Э4

Равномерное распределение поля по поперечному сечению позволяет получить более резко выраженное чередование максимумов и минимумов дифракционных картин в дальней зоне плоскости аназа. Отступление величины диаметра контролируемого волокна от эталонного анализируется по величине отклонения положения минимумов дифракционной картины контролируемого волокна от эталонного. Это обеспечивает повышение точности контроля.

Предлагаемый способ контроля диаметра позволяет значительно снизить требования к точности установки устройства, реализующего этот способ, так как существенно снижаются вибрационные требования, обладает высокой оперативностью, т.е. контроль может производиться в процессе вытяжки волокна, что в 2 раза повышает производительность контроля.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА, заключающийся в том, что направляют когерентное излучение на эталонное и контролируемое волокна и определяют диаметр контролируемого волокна, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, располагают эталонное и контролируемое волокна ортогонально друг другу, формируют дифракционные картины от этих волокон в дальней зоне их плоскости анализа и по отклонению положения дифракционных минимумов этих картин судят о диаметре контролируемого волокна.