Устройство для определения положения оптического волокна в соединительных наконечниках Советский патент 1990 года по МПК G01B21/24 

„

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения оптического волокна в соединительных наконечниках,

Цель изобретения .- повышение информативности за с.чет обеспечения возможности определения углового смещения волокна,

На фиг, представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - принцип определения координат углового смещения.

Устройство для определения положения оптического волокна в соединительных наконечниках содержит осветитель

1,оптически связываемый с волокном

2,патрон 3, предназначенный для закрепления наконечника 4, оптически связанные первый микрообъектив 5 и первую телевизионную камеру 6, селектор

7 телевизионного сигнала, электронный блок 8 определения координатных осей центра наконечника и координат смещения, формирователь 9 видеосигнала, видеоконтрольный блок 10, генератор 11 опорной частота, оптически связанные полупрозрачное зеркало 12, установленное между патроном 3 и первым микрообъективом 5, фокусирующую линзу 13, второй микрообъектив 14 и вто- рую телевизионную камеру 15, выход которой соединен с вторым информационным входом формирователя 9 видеосигнала и вторым информационным входом селектора 7 телевизионного сигнала, синхронизирующий вход соединен с синхронизирующим выходом первой телевизионной камеры 6, выход которой соединен с первым информационным входом селектора 7 телевизионного сигнала и первым информационным входом формирователя 9 видеосигнала, третий управляющий вход которого соединен с первым выходом селектора 7 телевизионного сшна

35

2Q

25,д

40

55

ла, выход соединен с входом видеоконтрольного блока 10, выход генератора 11 опорной частоты соединен с тактовым входом электронного блока 8 определения координатных осей центра наконечника и координат смещения, первый, второй и третий управляющие входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами селектора 7 телевизионного сигнала, четвертый и пятый управляющие входы являются входами внешнего запуска устройства, первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами формирователя 9 видеосигнала, третий и четвертый выходы являются выходами устройства. Процесс определения положения оптического волокна 2 в соединительном наконечнике 4 заключается в измерении координат центра вращения зоны излучения сердечника волокна 2 и определении осевого и углового смещений относительно этого центра, Этот процесс выполняется в следующем порядке. Наконечник 4 с оптическим волокном 2 фиксируется в центрирующем патроне 3, свободный конец волокна 2 освещается. Свет из зафиксированного торца оптического волокна 2 через первый микрообъектив 5 поступает в первую теле- визионную камеру 6, Часть света отражается от полупрозрачного зеркала 12 и проходит через фокусирующую линзу 13, второй микрообъектив 14 во вторую телевизионную камеру 15. Расстояние между зеркалом 12 и линзой 13 заранее выбирается в несколько раз больше расстояния между торцом волокна 2 в наконечнике 4 и первым микрообъективом 5. При этом на видеоконтрольном блоке 10 формируется изображение двух световых пятен. Формирование двух

световых пятен обусловлено наличием углового смещения волокна 2 в соединтельном наконечнике 4 (в противном случае два пятна сливаются в одно).

Определение осевого смещения заключается в том, что электронный бло 8 измеряет координаты центра первого светового пятна формируемого первым микрообъективом 5, Затем фиксирующий патрон 3 с наконечником 4 и оптическим волокном 2 поворачивается на 180 и снова измеряются координаты первого светового пятна.

Так как полученные координаты являются диаметрально противоположными и принадлежат одной окружности, то координаты центра вращения определяются, как полусумма координат измеренных центров световых пятен, а координаты светового смещения центра светового пятна относительно него определяются как разность координат центра вращения и координат второго положения-первого светового пятна.

При определении координат осевого смещения сердечника волокна 2 отнсительно центра вращения исходными -сигналами, несущими информацию о положении первого пятна в плоскости эк рана, являются видеоимпульсы и синхримпульсы кадров и строк, формируемые первой телевизионной камерой 6. Эти сигналы выделяются из полного телевизионного сигнала передающей камеры 6 селектором 7 телевизионного сигнала и -служат: видеоимпульсы - для указания места расположения первого светового пятна; синхроимпульсы кадра

для определения начала координат плос-до щения волокна 2 (&Х, UY) с помощью

в строке формируется координата его центра X г .

После того, как фиксирующий патрон 3 с наконечником 4 и оптическим волокном 2 оказывается повернутым на 180 , в электронный блок 8 поступает сигнал внешнего запуска. При этом в электронном блоке происходит процесс прибавления к уже найденным координатам

5

0

X

1г

и Y

(/Z.

0

вновь найденных координат X 2/г и Y2/г , сумма этих координат определяет координаты X и Y центра вращения, которые являются исходными для формирования на экране видеоконтрольного блока 10 координатных осей.

В следующем кадре после определения координат центра вращения координаты X .j и Y,Ј центра первого светового пятна вычитаются из уже наиденных координат X и Y, и по окончании кадра на третий и четвертый выходы блока 8 в цифровом виде выводятся значения координат смещения центра свето- 5 вого пятна ДХ и Л Y относительно центра вращения.

Для отражения первого и второго световых пятен и координатных осей на экране видеоконтрольного блока 10 формирователь 9 видеосигнала вырабатывает искусственный телевизионный сигнал. Он представляет собой сумму видеоимпульсов первого и второго световых пятен, сигналов, определяющих координатные оси X и Y, и смеси кадровых и строчных синхронизирующих импульсов.

По окончании измерения координат центра вращения (X, Y) и осевого сме5

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение информативности за счет обеспечения возможности определения углового смещения волокна в соединительных наконечниках. Устройство для определения положения оптического волокна в соединительных наконечниках содержит патрон 3, предназначенный для крепления наконечника 4 с волокном 2. Свободный конец волокна 2 освещается. Свет из зафиксированного торца волокна 2 через первый микрообъектив 5 поступает в первую телевизионную камеру 6, при этом на экране видеоконтрольного блока 10 формируется изображение первого светового пятна. Выход первой телевизионной камеры 6 через селектор 7 телевизионного сигнала соединен с входом электронного блока 8, в котором происходит измерение координат центра светового пятна в плоскости кадра, затем патрон 3 с наконечником 4 и волокном 2 поворачивается на 180° и снова измеряются координаты светового пятна. Так как полученные координаты диаметрально противоположны и принадлежат одной окружности, то координаты центра вращения определяются как полусумма координат измеренных центров световых пятен, а координаты осевого смещения центра светового пятна относительно него определяются как разность координат центра вращения и координат второго положения первого светового пятна. Координаты углового смещения определяются с использованием второй телевизионной камеры 15. Их значения вычисляются вычитанием из координат смещения первого пятна координат смещения второго пятна. 2 ил.

кости кадра; синхроимпульсы строк - для определения координат первого пятна по оси Y и для определения начала координатной оси X. Координаты первого пятна по оси X определяются под- Датчиком углового смещения является

счетом импульсов генератора 11 опорной частоты.

После поступления импульса с четвертого управляющего входа, начиная с импульса кадра, электронный блок 8 50 подсчитывает импульсы строк, фиксируя моменты появления и окончания видеоимпульсов первого пятна, и определяет координату центра Y этого пятна, В то же время, начиная с момента су- ;5 ществования первого видеоимпульса пятна, подсчитываются импульсы генератора опорной частоты и с учетом начала и конца видеоимпульса первого пятна

вторая телевизионная камера 15,

Определение углового смещения зак лючается в следующем.

Электронный, блок 8 измеряет коорд наты центра второго светового пятна, а так как координаты центра вращения были определены при вычислении координат осевого смещения волокна 2 относительно центра вращения, то координаты смещения второго пятна относи тельно центра вращения также определяются как разность координат центра вращения и координат второго светово го пятна.

переключателл селектора 7 происходит переключение устройства в режим измерения углового смещения сердечника волокна 2 относительно центра вращения.

вторая телевизионная камера 15,

Определение углового смещения заключается в следующем.

Электронный, блок 8 измеряет координаты центра второго светового пятна, а так как координаты центра вращения были определены при вычислении координат осевого смещения волокна 2 относительно центра вращения, то координаты смещения второго пятна относительно центра вращения также определяются как разность координат центра вращения и координат второго светового пятна.

Угловое смещение определяется применительно к пространству (фиг, 2), Координата Z заранее известна, Она равна расстоянию между торцом волок- , на 2 в наконечнике 3 и фокусом линзы 13. Две другие координаты UX и UY1 определяются как разность UX, - UX и &Y, - ДУ координаты смещения второго и первого световых пятен,JQ

Исходными сигналами, несущими информацию о положении второго пятна в плоскости экрана, являются видеоимпульсы и синхроимпульсы кадров и строк, формируемые второй телевизионной ка- 15 мерой 15. Эти сигналы выделяются из полного телевизионного сигнала передающей камеры селектором 7 телевизионного сигнала и служат: видеоимпульсы - для указания местоположения вто- 20 рого светового пятна; синхроимпульсы кадра - для определения начала координат плоскости кадра; синхроимпульсы строк - для определения координат второго пятна по оси Y и для определения 25 начала координаты оси X, Координаты второго пятна по оси X определяются подсчетом импульсов генератора 11 опорной частоты.

При поступлении первого кадрового 30 импульса электронный блок 8 формирует на экране видеоконтрольного блока 10 оси X и Y, определенные ранее при измерении координат осевого смещения &Х и UY, В следующем кадре опреде- 35 ляются координаты ДХ( и U.Y, смещения второго светового пятна относительно центра вращения так же, как и определение отклонений Д.Х и &Y, По окончании кадра на третьем и четвертом вы- 40 ходах блока 8 в цифровом виде выводятся значения координат смещения центра второго светового пятна &Xf и &Y, относительно центра вращения. Разности &X-UX, равняются коор- 45

I I.

динатам углового смещения &Х и &Y , Формула изобретения

Устройство для определения положено ния оптического волокна в соединитель

ных наконечниках,содержащее осветитель, оптически связываемый с волокном, патрон, предназначенный для закрепления наконечника, оптически связанные первый микрообъектив и первую телевизионную камеру, селектор телевизионного сигнала, электронный блок определения координатных осей центра наконечника и координат смещения, формирователь видеосигнала, видеоконтрольный блок и генератор опорной частоты, выход которого соединен с тактовым входом электронного блока определения координатных осей центра наконечника и координат смещения, первый, второй и третий управляющие входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами селектора телевизионного сигнала, четвертый и пятый управляющие входы являются входами внешнего запуска устройства, первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами формирователя видеосигнала, третий и четвертый выходы являются выходами устройства, выход первой телевизионной камеры соединен с информационным входом селектора телевизионного сигнала и первым информационным входом формирователя видеосигнала, третий управляющий вход которого соединен с первым выходом селектора, выход соединен с входом видеоконтрольного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, оно снабжено оптически связанными полупрозрачным зеркалом, расположенным между патроном и первым микрообъективом, фокусирующей линзой, вторым микрообъективом и второй телевизионной камерой, первая телевизионная камера выполнена синхронизирующей, ее синхронизирующий выход соединен с синхронизирующим входом второй телевизионной камеры, селектор телевизионного сигнала и формирователь видеосигнала выполнены с дополнительными информационными входами, которые соединены с выходом второй телевизионной камеры.

О

-

уптрт

к

Фиг. 2