Способ измерения диаметра волокна Советский патент 1992 года по МПК G01B11/10 

Ki

Yi

Хо Xi

С4 У„-{-1)Х4

Изобретение относи гея к измерительной технике и прецказна ено гпля измерения геометрических размеров золокон, в частности их диаметров м эллиптичности при возможном смещении волокна в плоскости измерения, Цель изобретения - повышение надежности измерения. Источники 1 и 2 света формируют расходящиеся световые пучки с шириной, превышающей диаметр голокна 3 Определяю координаты точек переселения касателоных к волокну or источника 1 с экраном 4. Определяют координаты точек пересечения касательных к волокну 3 лучей от источника 2 света с экраном 5. Определяют расчетн и путем диаметр волокна, его смещение относительно оси измерения, s также эллиптичч ст; сечения волокна. 1 ил.

3. Коэффициент наклона луча 7 к оси X:

45

Кз

Уз

+ С4

оси X:50

Хо - Хз

К2

tg /у arctg ( Ki ) f arctg ( Кз ) J,

Y2 Yo - К2(Х0 - X)

Y5 KiX5 + Yi;

Ys - Х5 + С4.

R V(X4-X5)2 + (Y4 Y5)2

X Х о - Y Yo - Y4.

Предложенный метод позволяет определить величины перпендикуляров, опущенных из центра сечения волокна 0(Х4, Y) на лучи 6,7,8,9 и вычислить четыре раза значение диаметра волокна.

Полученные результаты можно использовать, во-первых, для повышения точности вычисления диаметра волокна, как среднеарифметического четырех значений, во-вто- рых, можно определить эллипсность сечения волокна как отношение минимального из четырех измерений к максимальному:

Ј ймин/д

макс.

Для практической реализации предложенного метода использовалась следующая аппаратура. В качестве точечных источников света для расходящихся пучков применялись газовые Не--| е-лазеры с двояковогнутыми линзами. В качестве регистрационных экранов использовались линейные фоточувствительные схемы с зарядовой связью (Л ФСЗС). Обработка полученных сигналов с ЛФСЗС осуществлялась программно на ЭВМ. Диаметр стекловолокна 125 мкм определялся с погрешностью не более ± 1,0 мкм при смещении центра волокна от оптической оси на ± 3 мм.

Предлагаемый способ может применяться для прецизионного измерения геометрических размеров прозрачных и непрозрачных волокон, нитей и проводов в процессе их изготовления.

Использование предлагаемого способа измерения диаметра волокна обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества:

счет четырехкратного вычисления диаметра волокна с усреднением.

заключающийся в том, что формируют два взаимно перпендикулярных световых пучка и направляют их на волокно так, что оси пучков перпендикулярны к геометрической оси волокна, измеряют координаты точек

пересечения лучей, касательных к поверхности волокна с двумя взаимно перпендикулярными и параллельными геометрической оси волокна плоскостями, и определяют диаметр волокна, отличающийся тем,

что, с целью повышения надежности измерения, световые пучки формируют расходящимися, с размерами, превышающими диаметр волокна в месте пересечения с пучками лучей, измерение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях производят одновременно, а величину диаметра волокна определяют из выражения

30

j 2 Лс

;х4-х5)2 + с ч, -Y5)2

vv()

35

V -V

I V -а О . V .V

iVxTx;

Хо-Х, „ .v . o-Xi.x

Vo-V,

Х0-Х, v V vTv- W

где Х0, Yo, Х о, Y o - координаты первого и второго соответственно источников света; Xi, Yi, Хз, Y3 - координаты точек пересечения касательных к волокну лучей от первого источника света с первой плоскостью; X i, Y i, Х з, Y a - координаты точек пересечения касательных к волокну лучей от второго источника света с второй плоскостью;

Хз, Y4 - координаты центоя сечения вс- локна;

Xs, Y5-координаты точки касания лучок волокна