Дифракционный способ измерения ширины протяженного объекта Советский патент 1986 года по МПК G01B11/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано -дпя измерения ширины протяженных малоразмерных объектов, например стекловолокна.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения влияния мощности излучения лазера.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит оптически связанные лазер 1, телескопическую систему 2, объектив 3, зер.кало 4 с приводом, фотоприемник 5, усилитель 6, вход которого подключен к фотоприемнику 5, полосовые фильтры 7-11, входы которых подключены к выходу усилителя 6, детекторы 12-16, входы которых подключены соответственно к выходам полосовых фильтров 7-11, первый сумматор 17, выходы которого подключены к выходам детекторов 12, 14 и 15, второй сумматор 18, входы которого подключены к выходам детекторов 13 и 16 и блок 19 деления, входы которого подключены к выходам первого 17 и второго 18 сумматоров. На схеме обозначено также волокно 20.

Способ осуществляют следующим образом.

На волокно 20 направляют монохроматический когерентный пучок света, формируемый лазером 1 и расширяемый телескопической системой 2.

Дифракционное изображение волокна 20 строится с помощью объектива 3 и зеркала 4 с приводом в плоскости анализа, в которой установлен фотоприемник 5..

Фотоприемник 5 преобразует интенсивность дифракционной картины в электрический сигнал, который усиливается усилителем 6 и поступает на набор полосовых фильтров 7-11, выходные сигналы с которых детектируются детекторами 12-16. . При сканировании дифракционной картины посинусоидальному или пилообразному закону с помощью зеркала 4 с приводом.в области формирования первого или второго дифракционного минимума на выходе усилителя 6 формируется сигнал сложного спектра.

Нечетные гармонические составляющие сигнала сложного спектра выделяются полосовыми фильтрами 7, 9 и 10, детектируются детекторами 12,

суммируются первым сумма-.

4 и 15 и тором 17.

Четные гармонические составляющие сигнала сложного спектра вьщеляются полосовыми фильтрами 8 и 11, детектируются детекторами 13 и 16 и суммируются вторым сумматором 18.

Блок 19 деления осуществляет деление сигнала, снимаемого с выхода первого сумматора 17, на сигнал, снимаемый с выхода второго сумматора 18. По результату деления судят о ширине волокна 20.

При сканировании дифракционной картины по синусоидальному закону в области формирования первого дифракционного минимума диапазон,сканирования выбирают от 0,62 до 1,24 относительно положения первого ди- фракционного минимума при средней ширине волокна 20.

При сканировании дифракционной картины по пилообразному закону в области формирования второго дифракционного минимума диапазон сканиро- вания выбирают от 1,45 до 2,9 относительно положения второго дифракционного минимума при средней ширине волокна 20.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность измерения в результате уменьшения влияния мощности излучения лазера.

Формула изобретения

5

1. Дифракционный способ измерения ширины протяженного объекта, заклю- 0 чающийся в том, что направляют на протяженный объект монохроматический когерентный пучок света, формируют дифракционную картину в плоскости анализа, сканируют дифракционную картину в 1тлоскости анализа с преобразованием интенсивности дифра1б он- ной картины в злектри.ческий сигнал, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, сканирование дифракционной картины проводят в диапазоне, меньшем расстояния между минимумами дифракционной картины, из электрического сигнала вьщеляют два сигнала, каждый из которых пропорционален сумме нечетных и соответственно четных гармонических составляющих, делят сигналы, пропорциональные суммам нечетных и четных гармонических составляющих.

0

5

312803124

друг на друга и по их соотношению , фракционного миниму1 а при средней судят о ширине протяженного объек- ширине протяженного объекта. та.3. Способ по п.I, о т л и ч а ю

щ и и с я тем, что сканирование

2. Способ по п.1 отличаю- 5 дифракционной картины проводят по щ и и с я тем, что сканированиепилообразному закону в области фордифракционной картины проводят помирования второго дифракционного

синусоидальному закону в областиминимума в диапазоне от 1,А5 до 9

формирования первого дифракционногоотносительно положения второго ди-

минимума в диапазоне от 0,62 до 1,24 10 фракционного минимума при средней относительно положения первого ди-ширине протяженного объекта.

Изобретение относится к иэмери- ,тельной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения мощности излучения лазера. Направляют на волокно 20 монохроматический когерентный пучок света, формируемый лазером 1 и телескопической системой 2. Формируют дифракционную картину объективом 3 и зеркалом 4 с приводом в плоскости анализа. Сканиру20 3 4 ют дифракционную картину зеркалом 4 с приводом с преобразованием интенсивности в электрический сигнал фотоприемником 5. Выделяют нечетные гармонические составляющие из электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 5 ПОЛОСОВЫМ фильтрами 7, 9, 10 и детекторами 12, 14, 15, сигналы с которых суммируют сумматором 17. Вьщеляют четные гармонические составляющие полосовыми фильтрами 8, 11 и детекторами 13, 16, сигналы с которых суммируют сумматором 18. Находят отношение сигналов, снимаемых с сумматоров 17, 18 блоком 19 деления. По величине отношения судят 0ширине волокна 20. При синусоидальном и пилообразном законах сканирования сканирование проводят в области первого и второго дифракционных минимумов в диапазонах соответственно от 0,62 до 1,24 и от 1,45 до 2,9 относительно положений первого и второго минимумов, формируемых при среднем диаметре волокна 20. 2 з,п. ф-лы, 1ил . i (Л ND 00 О :А9 o