Устройство для измерения диаметра волокна Советский патент 1986 года по МПК G01B11/08 

, .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного контроля размеров поперечных сечений цилиндрических протяжённых объектов, в частности для контроля диаметра оптического стекловолокна..

Цепь изобретения - повышение точности и, надежности измерения диаметра волокна путем устранения влияния угла наклона волокна в процессе вытяжки, стабилизации скорости вращения дискового модулятора, а также уменьшения влияния фонового излучения .

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения и расположенные последовательно по ходу излучения формирователь 2 пучка, светофильтр 3, фурье-преобразующий объектив 4, оптический фильтр 5, дисковьй модулятор 6 с дискретным набором кольцевых рабочих дорожек с отверстиями, число которых в каждой дорожке возрастает от центра к краю модулятора, связанный со стабилизатором 7 скорости вращения модулятора 6, выполненным в виде последовательно расположенных источника 8 излучения, приемника 9 излучения, блока 10 управления с кварцевым генератором 11, связанного с дисковым модулятором 6 через электродвигатель 12, маску 13, выполненную в виде секторной диафрагмы фотометрический шар 14, приемник 15 излучения и электронный блок 16 обработки, выполненный в .виде последовательно соединенных предварительного избирательного усилителя 17, частсРгного дискриминатора 18, функционального усилителя 19 и блока 20 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 попадает в формирователь 2 пучка, который формирует на выходе плоскую монохроматическую волну, освещающую контролируемое волокно 21, на котором происходит ее дифрационное рассеяние Фурье-преобразующий объектив 4 осуществляет оптическое фурье-преобразо вание дифрагировавшей волны. При этом светофильтр 3 пропускает дифрагировавшее излучение с длиной волны источника 1 и задерживает внешнее

10

260432

фоновое излучение. На выходе фурье- преобразующего объектива 4 формируется одномерный пространственно-частотный спектр. Оптический фильтр 5 5 расположен в центре пространственно- частотного спектра и устраняет влияние наиболее яркого нулевого дифракционного порядка, обусловленного непродифрагировавшим на волокне излучением.

Дисковый модулятор 6 со стабилизатором 7 скорости вращения осуществляет селективную частотно-временную модуляцию дифракционных поряд- 5 ков.

Стабилизатор 7 скорости вращения дискового модулятора работает следующим образом.

V

2 Излучение от источника 8 проходит через дисковьй модулятор 6 и регистрируется приемником 9 излучения. В блоке 10 управления сравниваются мгновенная частота вращения модулятора 6 с опорной частотой кварцевого термостатированного генератора ,11 . Сигнал рассогласования поступает на привод электродвигателя 12. Маска 13 в виде секторной диаф30 рагмы осуществляет пространственную селекцию, вьзделяя рабочий диапазон пространственно-частотного спектра, содержащий положительньй (или отрицательный) рабочий дифракционный

35 порядок и частичные участки сосед-- них с ним дифракционных порядков. Частотно-модулированньй световой поток, соответствующий рабочему диапазону пространственно-частотного

40 спектра, попадает.во входное окно фотометрического шара 14 и регист- рируется приемником 15 излучения.

Электрический сигнал с выхода 45 приемника 15 излучения через пред- варительньй избирательньй усилитель 17 поступает на вход частотного дискриминатора 18, на котором появляется постоянное напряжение, про- 50 порциональное смещению огибающей частотно-временного спектра, а знак указывает направление смещения. Далее напряжение поступает на вход .функционального усилителя 19, который 55 линеаризует зависимость изменения напряжения на входе блока 20 индикации от изменения диаметра волокна.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения диаметра волокна, содержащее источник когерентного излучения и расположенные последовательно по ходу излучения формирователь пучка, фурье- преобразующий объектив, оптический фильтр, анализатор пространственно- частотного спектра, включающий дисковый модулятор, маску, приемник излучателя и электронный блок обработки, отличающееся тем что, с целью повышения точности и .надежности измерения, оно снабжено светофильтром, расположенным по ходу излучения перед фурье-преобразу- кяцим объективом, стабилизатором скорости вращения дискового модулятора связанным с модулятором фотометрическим шаром, расположенным по ходу излучения между приемником излучеСоставитель А.Гордеев Редактор О.Юрковецкая Техред Н.Бонкалр Корректор А.Обручар

2110/28

Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

ния и маской, выполненной в виде секторной диафрагмы, дисковый модулятор выполнен с дискретным наборок кольцевых дорожек с отверстиями, число которых в каждой дорожке возрастает от центра к краю модулятора, а электронный блок обработки выполнен в виде последовательно соединенных предварительного избирательного усилителя, частотного дискриминатора, функционального усилителя и блока индикации.

2 . Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что стабилизатор скорости вращения дискового модулятора выполнен в виде последовательно расположенных источника излучения, приемника излучения, блока управления с кварцевым генератором, связанного с дисковым модулятором через электродвигатель.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного контроля . размеров поперечных сечений цилиндрических протяженных объектов и позволяет повысить точность и надежность измерения диаметра волокна путем устранения влияния внешнего .фонового излучения и наклона волокна в процессе вытяжки. При прохождении излучения через светофильтр происходит пропускание волны только рабочего излучения. Дисковый модулятор с набором кольцевых дорожек с отверстиями, число которых в каждой кольцевой дорожке возрастает от центра к краю модулятора, вращается с постоянной скоростью при помощи ста- билизатор.а скорости вращения. При прохождении света от источника через модулятор на приемник блок управления с кварцевым генератором вы- рабатьшает сигнал упрайлення на электродвигатель. Рабочее излучение через модулятор поступает на маску в виде секторной диафрагмы, которая вьоделяет рабочий диапазон спектра и компенсирует влияние наклона в. процессе вытяжки. Рабочее излучение проходит через фотометрический шар, устраняющий неравномерность чувствительности фотоприемника, и преобразуется в электрический сигнал, поступающий через предварительный избирательный усилитель на частотный дискриминатор, на выходе.которого появляется н апряжение, пропорциональное величине изменения диаметра волокна. Этот сигнал через функциональный усилитель, линеаризующий ; передаточную характеристику электронного блока обработки, поступает на блок индикации, фиксирующий изменение диаметра волокна. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. кэ to Од о ij со