Способ контроля юстировки многолучевых установок и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01J1/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для контроля распределения интен- сивностей световых лучей в многолучевых технологических и измерительных установках.

Цель изобретения - сокращение времени и обеспечение дистанционного контроля.

На чертеже приведена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Луч 1 лазера разлагается в акусто- оптическом многоканальном модуляторе

2 на п расходящихся лучей 3 светового пучка 4, которые направляются параллельно с помощью собирающей линзы 5.

Акустооптический многоканальный мо- модулятор 2 состоит из одного блока кристаллов, в котором посредством пьезоэлектрического генератора колебаний генерируются ультразвуковые волны различной частоты для каждого канала. С помощью каждой ультразвуковой волны, распространяющейся в блоке кристаллов, часть падакнцего луча 1 отклоняется в определенном нап- равлении. Свет выходит из блока крисл

о

СП

4ib СЛ

О4

315054

сталлов в виде многолучевого светового потока. Высокочастотные сигналы различной частоты для отдельных каналов, необходимые для управления пьезоэлектрическим генератором колебаний формируются в высокочастотном генераторе 6. Распределение интенсивности внутри светового пучка 4 определяется распределением частот и амплитуд ВЫСО кочастотных напряжений отдельных каналов. Кроме того, распределение интенсивности светового пучка 4 регулируется путем изменения угла Брэгга модулятора 2 относительно оси, кото- рая перпендикулярна лучу 1 и перпендикулярна к направлению распространения ультразвуковых волн.

Световой пучок 4 должен иметь симметричное относительно оси 7 распре- деление интенсивности I в плоскости 8, перпендикулярной оптической оси 7 светового пучка 4. Для определения распределения интенсивности во время процрсса регулировки измеряются зна- чения интенсивностей I отдельных тичных световых потоков, среди которых должны быть краевые лучи светового пучка 4. В общем бывает достаточно измерения лишь значений интенсивное- тей 1, и 1„ краевых лучей. Для этого генератор 9 тактовых импульсов вырабатывает последовательность тактов (Т(), которые считываются через тактовый вход 10 в циклическом счетчике 11. Счетчик 11 формирует при этом на своем выходе 12 числовой управляющий сигнал S, который включает попеременно краевые лучи первого и п-го каналов акустооптического модулятора 2, В то же время другие частичные световые лучи остаются вьтлюченными. Краевые лучи 13 отражаются с помощью частично прозрачного зеркала 14 и фокусируются с помощью собирающей линзы 15 в плоскости 16 измерения оптозлектронного преобразователя 17, который измеряет во время процесса регулировки текущие значения интенсивностей I, и If, обоих краевых лучей 13, Измеренные значения интенсив ностей I1 и I ц усиливаются в усилителе 18 и преобразуются в дискретные сигналы в аналого-цифровом преобразователе 19. Измерение можно организовать также по ходу лучей светового пучка А. Текущие измеренные значения иптенСивностей I, и 1„ обоих краевых лучей 13 направляются на

Q j

0 5 Q - 0 5

5

0

промежуточное хранение с помощью злектронного преобразователя 20 в регистр 21 (образующий запоминающее устройство) таким образом, что в одном поддиапазоне регистра запоминаются значения интенсивностей 1у краевых лучей и в другом поддиапазоне регистра 21 - значения интенсивности 11, других краевых лучей. Для этого управляющий вход 22 злектронного переключателя 20 загружен последовательностью тактов TO, так что электронный переключатель 20 переключается синхронно с включением и выключением обоих краевых лучей 13.

В блоке 23 вычитания формируются разности интенсивностей ,-1, , для чего из 21 считываются значения интенсивностей I, и 1. Так как в большинстве случаев интерес представляют не абсолютные, а относительные распределения интенсивностей, то разности интенсивностей & I нормируются в блоке 24 нормирования. Для этого в блоке 25 суммирования блока 24 нормирования формируется сумма 2,(1 и в блоке 26 деления проис- ходит нормировка разности интенсивностей М на суммарное значение 211. Нормирование разности интенсивностей характеризуются с помощью знака и величины, определяющих направление и значение асимметрии распределения интенсивности светового пучка 4, а также знак и направление погрешности угла Брэгга акустооптического модулятора 2. В блоке 27 сравнения определяется путем сравнения нормированных разностей интенсивностей их знак и формируется соответствующий знак управляющего сигнала S .

Нормированные разности интенсивностей UI модифицируются в соответствии с заданной функцией в функциональном датчике, например возводятся в квадрат в блоке 28 возведения в квадрат, и из возведенных в квадрат нормированных разностей интенсивностей (&1) формируются в блоке 29 деления значения 1/(М). Эти обратные значения преобразуются в цифроаналоговом преобразователе 30 в аналоговые управляющие сигналы S для управляемого генератора 31, управляемого по напряжению. Управляемый генератор 31 вырабатывает периодические сигналы S, частота которых пропорциональна обратному значению 1/(tl)2,

Полученные нормированные и возведенные в квадрат в блоке возведения в квадрат разности интенсивностей (Л1) подаются через выключатель 32 на блок 33 сравнения блока 34 пороговых значений и там сравниваются с нормированными предельными значениями IQ, находящимися в регистре 35, Предельное значение lo характеризует допустимое отклонение от точной регулировки (А1)0. Если нормированная квадратичная разность интенсивностей (Л1) не превышает это предельное значение la, то блок 33 сравнения производит другой управляющий сигнал

Sf.

Первый генератор 36, который производит колебания высотой частоты, например 2000 Гц, и второй генератор 37, который выдает колебания низкой частоты, например 150 Гц, связаны через электронный переключатель 38, управляемый сигналом S, с прерывателем 39, управляемым сигналом S, электронным коммутатором 40, управляемым сигналом SQ, и усилителем 41 с электроакустическим преобразователем, например с динамиком 42 для получения звуковых сигналов. Оба генератора 36 и 37 можно подключить в зависимости от положения электронного коммутатора 40 через тактовый переключатель 43, который переключается шагами от управляющего сигнала низкой частоты, производимого датчиком 44 тактовых импульсов, который с тактовым переключателем 43 образует дополнительный генератор.

В процессе регулировки в зависимости от знака установленной разности интенсивностей (Л1), т,е, в зависимости от направления ошибки, к динамику 42 подключается либо генератор 36, либо генератор 37 с помощью переключателя 38, и динамик воспроизводит более высокий или более низкий звук. Эти звуковые сигналы прерываются с помощью прерьшателя 39 в зависимости от величины квадратичной разности интенсивности (&) таким образом, что частота прерывания повьщ1ается квадратично с уменьшением разности интенсивностей. Если квадратичная разность интенсивностей (М) не превышает заданное предельное значение In, то электронный переключатель 40 переключается в положение, показанное штриховыми линиями, благодаря чему при

0

5

управлении от тактового прерывателя . 43 попеременно звучат низкий и высокий звуковые сигналы.

Если требуется более точная регулировка разности интенсивностей , то можно выключить блок 34 пороговых значений выключателем 32, так чтобы коммутатор 40 оставался в представленной позиции. В этом случае частота прерывания прерывателя 39 повышается при приближении разности интенсивностей к нулю таким образом, что производится длительный звуковой сигнал. При этом следует помнить о том, чтобы блок 27 сравнения в состоянии , в котором он не распознает знак, вьщавал определенный управляющий сигнал Sj, благодаря чему переключатель 38 остается в определенном положении.

Схема получения звукового сигнала не ограничивается описанным примером. Можно также модифицировать амплитуду,

5 частоту прерывания колебаний в зависимости от установленной величины разности интенсивностей, благодаря чему изменяется сила звука, длительность прерывания или частота прерываQ ния звукового сигнала.

Если вместо относительного распределения интенсивности представляет интерес абсолютное распределение, то ступень нормирования перемыкается или совсем удаляется. Тогда в регистр 35

блока 34 пороговых значений вводится абсолютная предельная величина.

0

Формула изобретения

1, Способ контроля юстировки многолучевых установок, обладающих осевой симметрией в распределении интенсивностей оптических лучей, включающий измерение интенсивностей двух

лучей, по соотношению которых осуществляют контроль, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и обеспечения дистанционного контроля, измеряют интенсивности лучей, симметрично расположенных относительно оси симметрии в выбранном направлении, определяют разность значений измеренных интенсивностей и формируют акустические сигналы,

различающиеся в зависимости от велиин и знака полученных разностных сигналов по частоте, громкости, часоте прерывания или длительности.

2,Способ ПОП.1, отличающийся тем, что разностные сигналы изменяют в соответствии с заранее заданной монотонной функцией, рост которой для небольших разностей превышает рост по линейному закону,

3,Способ по ПП.1 и 2, отличающийся тем, что устанавливают пороговое значение сигнала, при превышении которого одним из разностных сигналов формир тот соответствующий акустический сигнал,

4,Способ по п,3, отличаю

6, Устройство по п,5, отличающееся тем, что генератор колебаний выполнен в виде двух генераторов, электронного переключателя, электронного прерывателя и управляемого генератора, причем входы электронного переключателя соединены с генераторами, а его управляющий вход является вторым входом генератора колебаний и соединен с выходом блока сравнения, первый вход генератора колебаний является входом управляемого генератора и соединен с выходом циф

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для контроля распределения интенсивностей световых лучей в многолучевых технологических и измерительных установках. Целью изобретения является сокращение времени и обеспечение дистанционного контроля. Для регулировки светового пучка, состоящего из частичных световых пучков, в многолучевых установках, обладающих осевой симметрией в распределении интенсивностей оптических лучей, измеряются значения интенсивности частичных лучей, находящихся на краю светового пучка, и определяются знак и значение разности интенсивности. Производятся колебания, параметр которых модифицируется в зависимости от значения и знака разности интенсивности. Модифицированные колебания озвучиваются в виде звуковых сигналов в зависимости от значения и знака разности интенсивности. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 1 ил.

щ и и с я тем, что значения разност- 5 роаналогового преобразователя, а вы- ных и порогового сигналов нормируют на сумьгу сигналов от измеренных ин- тепсипностей выбранной пары лучей,

5, Устройство контроля юстировки многолучевых установок, обладающих 2о осевой симметрией в распределении ин- тенсивностей оптических лучей, содержащее формирующую оптическую систему, оптоэлектронное фотометрическое устройство и электронную схему преобра- 25 Дополнительный генератор колебаний, зования фототоков, отличаю- соединенный с первым генератором, и щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени и обеспечения дистанционного контроля, электронная схема преобразования фототоков содержит анало- on вход - с выходом дополнительного ге- го-цифройой преобразователь, запЬми- нератора, третий вход соединен с выг нающее устройство, генератор тактовых импульсов, блок вычитания, блок сравнения, функциональный датчик, цифроаналоговый преобразователь, генератор колебаний и электроакустичес- ккй преобразователь, причем вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу фотометрического устройства, а его выход - к запомиход управляемого генератора и выход электронного переключателя через электронный прерыватель соединены с входом электроакустического преобразователя,

7, Устройство по пп,5 и 6, о т - личающееся тем, что в него введены блок пороговых значений, соединенный с функциональным датчиком.

электронный коммутатор, первый вход которого соединен с выходом первого генератора колебаний, второй

ходом блока пороговых значений, а выход электронного коммутатора соединен с входом электроакустического преобразователя.

.л

нающему ус тройству, управляющий вход а выход соединен с входами блока

сравнения и функционального датчика,

которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с входом блока вычитания, выход которого соединен с входом блока сравнения

и входом функционального датчика, 45 нальньй датчик выполнен в виде элект- выход которого соединен с первым вхо- рически соединенных блока возведения дом генератора колебаний через цифро- аналоговый преобразователь, выход блока сравнения соединен с вторым входом генератора колебаний, выход которого подключен к электроакустическому преобразователю.

50

9, Устройство по ПП75-8, о т л и чающееся тем, что функциов квадрат и блока обратных значений, причем входом функционального датчика служит вход блока возведения в квадрат, выходом - выход блока обратных значений, вход которого соединен с блоком пороговых значений.

роаналогового преобразователя, а вы-

Дополнительный генератор колебаний, соединенный с первым генератором, и вход - с выходом дополнительного ге- нератора, третий вход соединен с выг

ход управляемого генератора и выход электронного переключателя через электронный прерыватель соединены с входом электроакустического преобразователя,

7, Устройство по пп,5 и 6, о т - личающееся тем, что в него введены блок пороговых значений, соединенный с функциональным датчиком.

ополнительный генератор колебаний, соединенный с первым генератором, и вход - с выходом дополнительного ге- нератора, третий вход соединен с выг

электронный коммутатор, первый вход которого соединен с выходом первого генератора колебаний, второй

Дополнительный генератор колебаний, соединенный с первым генератором, и вход - с выходом дополнительного ге- нератора, третий вход соединен с выг

ходом блока пороговых значений, а выход электронного коммутатора соединен с входом электроакустического преобразователя.

а выход соединен с входами блока

сравнения и функционального датчика,

нальньй датчик выполнен в виде элект рически соединенных блока возведения

9, Устройство по ПП75-8, о т л и чающееся тем, что функциональньй датчик выполнен в виде элект- рически соединенных блока возведения

в квадрат и блока обратных значений, причем входом функционального датчика служит вход блока возведения в квадрат, выходом - выход блока обратных значений, вход которого соединен с блоком пороговых значений.

U2