Оптический способ контроля диаметров прозрачных изделий Советский патент 1984 года по МПК G01B11/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти приме нение для контроля и измерения диаметров прозрачных изделий, в частно ти для контроля тонкостеннных полых прозрачных изделий, например для контроля диаметра вискозной пленочной оболочки в процессе производств Известен способ непрерывного бес контактного измерения внешних диаме ров труб и стержней, заключающийся в том, что измеряемый объект в процессе его изготовления освещают пуч ком параллельных световых лучей с диаметром, превышающим диаметр изме ряемого объекта. Контрастность тене вого изображения для прозрачного объекта обеспечивается путем экрани рования средней части светового потока или использования двух параллельных световых потоков, направлен ных на внешние части объекта, или ж путем освещения объекта под углом. Контроль положения теневого изображения объекта (его краевых частей) осуществляют с помощью двух пар фото элементов СП . Недостатком данного способа является невысокая точность контроля в связи с тем, что из-за дифракции на краях изображения происходит его раз мывание, т.е. потеря резкости. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптический способ контроля диаметров прозрачных изделий, заключающийся в том, что направляют световой поток на изделие, определяют отклонение проходящего через изделие светового потока, по которому судят о диаметр изделия С23. Недостатком известного способа является невозможность контроля диаметра полых прозрачных изделий, содержащих внутри воздух и имею1шх малую толщину ot стенок (С« 0,1-0,5 мк Указанный недостаток обусловлен тем, что малая толщина стенок полых изделий вызывает смещение Ь преломленного светового потока, прощедшего через стержень, равное / о I . I Л . 6 oi. (1 -V tt --Siv i где толщина полого прозрачного изделияj OL - угол падения светового поток П - коэффициент преломления материала изделия. Цель изобретения - возможность контроля диаметра полых прозрачных изделий, содержащих внутри воздух и имеющих малую толщину стенок. Поставленная цель достигается тем, что согласно оптическому способу контроля диаметров прозрачных изделий, заключающемуся в TOfi, что направляют световой поток на изделие, определяют отклонение проходящего через изделие светового потока, по которому судят о диаметре изделия, определяют расстояние от источника светового потока до плоскости продольного сечения контролируемого изделия, при котором не происходит полное отражег{ие падающего светового потока от поверхности изделия, устанавливают источник светового потока на зтом расстоянии, световой поток направляют на изделие под прямым углом к его продольной оси, а изделие в зоне контроля помещают в оптически прозрачную среду с показателем преломления, отличным от показателя преломления среды внутри изделия. На чертеже изображена принципиальная схема, поясняющая предлагаемый оптический способ контроля диаметров прозрачных изделий. Схема содержит источник 1 светового потока - лазер и экран 2. Осуществляется предлагаемый способ контроля диаметров прозрачных изделий следующим образом. От источника 1 светового потока луч 3 проходит из оптически прозрачной среды вне контролируемого изделия 4 с показателем преломления П2 например воды, в оптически прозрачную среду с показателем преломления П, например воздуха, внутри изделия, преломляется при п 2 в направении в точке А. и еще раз преломляется в точке В , попадая на экран 2. При уменьшении (увеличении) иаметра оптически прозрачного издеия 4 увеличивается (уменьшается) гол падения с до величины . Вследствие уменьшения (увеличения) диамета изделия преломленный луч 5 смещатся на экране 2 на величину 6 . По еличине отклонения 4 судят об измеении диаметра изделия 4. Луч 3 напавлен под прямым углом к оси Y - Ч онтролируемого изделия 4 на расстояии Q от его плоскости продольного

сечения (оси х - х). Измеряемое изделие 4 в зоне измерения помещено в оптически прозрачную среду с показателем преломления отличающимся от показателя преломления п среды внутри изделия. Расстояние Q не должно превышать значения, при котором происходит полное отражение луча

3от поверхности контролируемого изделия 4.

Помещение контролируемого изделия

4в зоне измерения в оптически прозрачную среду с показателем преломления, отличным от показателя преломления среды внутри изделия 4, дает возможность использовать тонкостенное прозрачное изделие, заполненное.

например, воздухом, в качестве оптической линзы. Изменение диаметра изделия вызывает изменение угла падения луча на линзу - изделие, что в свою очередь вызывает смещение преломленного луча с обратной стороны изделия. По величине смещения преломленного луча судят об отклонении диаметра контролируемого изделия.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известными обеспечивает возможность контроля и измерения тонкостенных полых прозрачных изделий, заполненных, например, воздухом, в процессе производства.

ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРОВ ПРОЗРАЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что направляют свето- вой поток на изделие, определяют от клонение проходящего через изделие светового потока, по которому судят о диаметре изделий, отличающийся тем, что, с целью возможности контроля диаметра полых прозрачных изделий, содержащих внутри воздух и имеющих малую толщину стенок, определяют расстояние от источника светового потока до плоскости продольного сечейия контролируемого изделия, при котором не происходит полное отражение падающего светового потока от поверхности изделия, устанавливают источник светового потока на этом расстоянии, световой поток направляют на изделие под прямым углом к его продольной оси, a изделие в зоне контроля помещают в оптически (Л прозрачную среду с показателем преломления, о тличньм от показателя преломления среды внутри изделия.