Устройство для измерения диаметра волокна

 

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 стабилизатор.а скорости вращения. При прохождении света от источника через модулятор на приемник блок управления с кварцевым генератором вырабатьшает 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

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

GD4 G01 В 11 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В» fY>k"""-"> ":7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 3770078/25-28 (22) 25.07.84 (46) 23.04.86. Бюл. Ф 15 (72) О.Д.Богатырев, А.Г.Борзов, В.Б.Немтинов, С.К.Штандель и А.В.Гончаров (53) 531.717.1 (088.8) (56) Лизунов В.Д. Дифракционный метод измерения малых размеров с помощью лазера. — Труды метрологических институтов СССР, ВНИИ, вып. 148, 1974, с.78-79.

Патент США 1»- 3851180, кл. 250-550, 26.11.72. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ВОЛОКНА (57) 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

ÄÄSUÄÄ 1226043 А отверстиями, число которых в каждой кольцевой дорожке возрастает от центра к краю модулятора, вращается с постоянной скоростью при помощи стабилизатора скорости вращения. При прохождении света от источника че- рез модулятор на приемник блок управления с кварцевым генератором вырабатывает сигнал управления на электродвигатель. Рабочее излучение через модулятор поступает на маску в виде секторной диафрагмы, которая выделяет рабочий диапазон спектра и компенсирует влияние наклона в процессе вытяжки. Рабочее излучение

С2 проходит через фотометрический шар, щ устраняющий неравномерность чувствительности фотоприемника, и преобразуется в электрический сигнал, С поступающий через предварительный избирательный усилитель на частотный Я дискриминатор, на выходе которого

aeL появляется напряжение, пропорциональное величине изменения диаметра волокна. Этот сигнал через функциональный усилитель, .линеаризующий C5 . передаточную характеристику электрон- 1, 1 ного блока обработки, поступает на ф блок индикации, фиксирующий измене- ЯА,) ние диаметра волокна. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1226043

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Излучение от источника 1 попадает в формирователь 2 пучка, который формирует на выходе плоскую монохроматическую волну, освещающую конт- 50 ролируемое волокно 21, на котором происходит ее дифрационное рассеяние.

Фурье-преобразующий объектив 4 осуществляет оптическое фурье-преобразование дифрагировавшей волны. При 55 этом светофильтр 3 пропускает дифрагировавшее излучение с длиной волны источника 1 и задерживает внешнее

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

Цель 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, I фурье-преобразующий объектив 4, оптический фильтр 5, дисковый модулятор 6 с дискретным набором кольцевых рабочих дорожек с отверстиями, число которых в каждой дорожке возрастает от центра к краю модулятора, связан— ный 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, часто>гного дискриминатора 18, функционального усилителя 19 и блока 20 индикации.!

О

40 фоновое излучение. На выходе фурьепреобразующего объектива 4 формируется одномерный пространственно-частотный спектр. Оптический фильтр 5 расположен в центре пространственночастотного 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 порядков.

Стабилизатор 7 скорости вращения дискового модулятора работает следующим образом.

Излучение от источника 8 проходит через дисковый модулятор 6 и регистрируется приемником 9 излучения. B 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 диафрагмы осуществляет пространственную селекцию, выделяя рабочий диапазон пространственно-частотного спектра, содержащий положительный (или отрицательный) рабочий дифракционный порядок и частичные участки сосед-. них с ним дифракционных порядков.

Частотне-модулированный световой поток, соответствующий рабочему диапазону пространственно-частотного спектра, попадает.во входное окно фотометрического шара 14 и регист рируется приемником 15 излучения.

Электрический сигнал с выхода приемника 15 излучения через предварительный избирательный усилитель

17 поступает на вход частотного дискриминатора 18, на котором появляется постоянное напряжение, пропорциональное смещению огибающей частотно-временного спектра, а знак указывает направление смещения.

Далее напряжение поступает на вход .функционального усилителя 19, который линеаризует зависимость изменения напряжения на входе блока 20 индикации от изменения диаметра волокна.

1226043

Формула изобретения

Составитель А.Гордеев

Редактор О.Юрковецкая Техред Н.Бонкало Корректор А.0бручар

Заказ 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,r.Óæãîðoä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

1. Устройство для измерения диаметра волокна, содержащее источник когерентного излучения и расположенные последовательно по ходу излучения формирователь пучка, фурьепреобразующий объектив, оптический фильтр, анализатор пространственночастотного спектра, включающий дисковый модулятор, маску, приемник излучателя и электронный блок обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, (что, с целью повышения точности и надежности измерения, оно снабжено светофильтром, расположенным по ходу излучения перед фурье-преобразующим объективом, стабилизатором скорости вращения дискового модулятора, связанным с модулятором фотометрическим шаром, расположенным по ходу излучения между приемником излуче1 ния и маской, выполненной в виде секторной диафрагмы, дисковый моду1 лятор выполнен с дискретным набором 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

10 усилителя, частотного дискриминато- . ра, функционального усилителя и блока индикации.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а— 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.