Устройство для контроля диаметра микроволокна Советский патент 1984 года по МПК G01B21/00 

t1 Изобретение относится к измерител ной технике и может использован для контроля диаметра микроволокна в процессе изготовления. Известно устройство для контроля диаметра микроволокна, содержащее оп Ьически связанные лазер, модулятор, телескопическую систему, фокусирующий объекткв, позииионно- чувствител ньй фотоприемник ft . Недостатком данного устройства является невысокая точность контроля влияния изменения чувствительности фотоприемника и мощности излучения лазера на результаты контроля. Наиболее близким к изобретению По технической сущности является уст ройство для контроля г.иаметра микроволокна, содержащее оптически связанные лазер, телескопическую сис тему, фокусирующий объектив, блок сканирования, фотоприемник и индикатор. Устройство также содержит блок измерения временных интервалов 2j , Недостатком известного устройст ва является невысокая точность конт роля из-за влияния юумовьк состав- при фиксации минимумов дифра 1ЩОННОЙ картины. Целью изобретения является повышение точности контроля. Указанная цепь достигается тем, что устройство для контроля диамет- ра микроволокна, содержащее опти- чески связанные лазер, телескопическую систему, фокусирующий объектив, блок сканирования, фотоприемни и индикатор, снабжено оптическим кл ном, установленным между телескопической системой и фокусирукщим объ™ ективом так, что его выходная гран перекрывает половину выходного зрач ка телескопической системы, эталон1ШМ волокном, расположенным между оптическим клином и фокусирукнцим об-ьективом так, что направление его продольной оси перпендикулярно ребр при вершине оптического клина, опти ческим коммутатором, оптически связанным с блоком сканирования, полосовым фильтром, вход которого связ с фотопрйемником двумя ключами, информационные входы которых подключе ны к выходу полосового фильтра, а упраапякяцие входы подключены к упра ляющим выходам оптичзскогр коммутат ра двумя блоками измерения амплитуд 9J входы которых подключены к выходам двух ключей, дифференциальным усилителем, входы которого подключены к вькодам первого и второго блоков измерения амплитуды, блоком деления, первый вход которого подключен к зыходу дифференциального усилителя, а второй вход подключен к выходу второго блока измерения амплитуды, а индикатор подключен к выходу блока деления. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг..2 взаимное расположение контролируемого и эталонного волокна относительно оптического клина. Устройство содержит оптически связанные лазер 1, телескопическую ZHC-, тему. 2, оптический клин 3, этгалонное волокно 4, фокусирующий объектив 5, блок 6 сканирования, выполненный, например, в виде диска с приводом, с нанесенными на диск по радиусу щелями, оптический коммутатор 7, оптически связанный с блоком 6 сканирования, фотоприемник 8, усилитель 9, вход которого подключен к фотоприемнику 8, полосовой фильтр 10, вход которого подключен к усилителю 9, ключи 11 и 12,, информационные входы которых подключены к выходу полосового фильтра, а управляющие входы подключэны к управляющим выходам оптического коммутатора, блоки 13 и 14 измерения амплитуды, входы которого подклктчены к выходам ключей 11 и 12, дифференциальный усилитель 15, входы которого подключены к выходам цервого и второго блоков 13 и. 14 измерения амплитуды, блок 16 деления, первый вход которого подключен к выходу дифференци.ального усилителя 15, а второй вход подключен к выходу второго блока 14 измерения амплитуды, индикатор 17, подключенный к выходу блока 16 деления. Контролируется диаметр волокна 18, расположенного параллельно эталонному волокну 4, между телескопической системой 2 и фокусирующим объективом 5.. Устройство работает следующим образом. Параллельные пучки когерентного монохроматического света, формируемые лазером 1, расширяются телескопической системой 2. Часть пучков лучей .направляется на контролируемое волокно 18, а часть- 3 на оптический клин 3, осуществляющий изменение направления пучков лучей, направляемых на эталонное волокно 4. Дифракционная картина от дифрагир вавших на эталонном 4 и контролируемом 18 волокнах пучков лучей строится в плоскости анализа фокусирующим объективом 5 на некотором расстоянии друг от друга, величина которого определяется углом между гранями оптического клина 3, Дифференциальная картина от конт ролируемого волокна 18 и эталонного волокна 4 сканируется блоком 6 скани рования и попеременно коммутируется оптическим коммутатором 7. Период коммутации ниже периода сканирования дифракционных картин. Н фотоприемнике 8 формируется электрический сигнал, характеризующий распределение освещенности в дифракцион ных картинах от контролируемого воло на 18 и эталонного волокна 4, поступающий на усилитель 9. Полосовой фильтр 10 вьщеляет из электрического сигнала, поступающего с выхода усилителя 9, одну из гармонических составляющих, которая поступает на ключи 11 и 12, осуществляющих синхронную коммутацию информационных сигналов при поступлении управляннцих сигналов с оптического коммутатора 7. Сигнал с выходов ключей 11 и 12 поступает на блоки 13 и 14 измерения амплитуды, осуществляющих измерение амплитуды гармонической состав ляницей электрического сигнала, характеризукщего изменение освещенност в дифрак154онном изображении контролируемого волокна 18 и эталонного волокна 4, Разность сигналов, снимаемых с блоков 13 и 14 измерения амплитуды выделяется дифференциальным усилителем 15, выходной сигнал с которого поступает на первый вход блока 16 деления, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 14 измерения амплитуды.. Блок 14 деления осуществляет деле ние информационного сигнала на опорный. Результаты деления индицируются индикатором 17. При равенстве диаметра контролируемого 18 и эталонного 4 волокна 194 дифракционные картины, формируемые в плоскости блока 6 сканирования, одинаковы и, следовательно, одинаков пространственно частотный спектр дифракционных картин. При этом амплитуда гармонической составляющей, вьделяемой из сигнала сложного спектра, снимаемого с фотоприемника 8, для дифракционной картины от контролируемого 18 и эталонного 4 волокна одинакова.. На выходе блоков 13 и 14 вьщеления амплитуды формируются одинаковые сигналы. Сигнал на выходе дифференциального усилителя 15 равен нулю и, следовательно, равен нулю сигнал, поступающий с выхода блока 16 деления на индикатор 17. При изменении диаметра контролируемого волокна 18 изменяется дифракционная картина и пространственно частотный спектр, что приводит к изменению амплитуды гармонической составляющей, вьщеляемой полосовым фильтром 10. Сигнал на выходе блока 13 измерения амплитуды изменяется, изменяется сигнал навыходе дифференциального усилителя 15. В TQ же время сигнал на выходе блока 14 измерения амплитуды не изменяется, так как не изменяется пространственно частотный спектр дифракционной картины от эталонного волокна 4. Блок 16 деления формирует сигнал,характеризунлцин изменение диаметра контролируемого волокна 18, который индицируется индикатором 17. При изменении мощности излучения лазера 1 и чувствительности фотоприемника 8 результат, индицируемый индикатором 17,не изменяется, так как при этом происходит одновременное пропорциональное изменение . амплитуды гармонической составляющей, вья ляемой полосовым фильтром 10, характеризующей пространственно частотный спектр контролируем.ого 18 и эталонного 4 волокон. Техннко- экономическая эффективность от использования устройства заключается в возможности контроля.объектов с малыми поперечными размерами с высокой трчностью, и высокой помехоустойчивостью. Фиг

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА МИКРОВОЛОКНА, содержащее оптически связанные лазер, телескопическую систему, фокусирукщий объектив, блок сканирования, фотоприемник и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности контроля, оно снабжено оптическим клином, установленным между телескопической системой и фокусирунщим объективом так, чТо его выходная грань перекрывает половину выходного зрачка телескопической системы, эталонным /волокном, расположенным между оптическим клином и фокусируюпщм объективом так.что направление eio продольной оси перпендикулярно ребру при верпине оптического клина, оптическим коммутатором, оптически Связанным с блоком сканирования, поросовым фильтром, вход которого связан с фотоприемником двумя ключами, информационные входы которых подключены к выходу полосового фильтра, а управляющие входы подключены к управляющим выходам оптического коммутатора двумя блоками измерения амплитуды, входы которых подключены к выходам двух ключей, дифферен(Л циальным усилителем, входы которого подключены к выходам первого и второС го блоков измерения амплитуды, блоком деления, первый вход которого под- g ключен к выходу дифференциального усилителя, а второй вход подключен к выходу второго блока измерения амплитуды, а индикатор подключен к выходу блока деления. /в S