Дифракционный способ измерения ширины 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5D4 С 01 В 11 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1"га

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3620900/24-28 (22) 01 ° 06. 83 (46) 30 ° 12,86 „Бюл. N - 48 (71) Московский станкоинструментальный институт (72) А.С.Бернштейн и Г1.Н.Поди (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 372429, кл. С 01 В 11/10, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Р 731278, кл. G О! В 11/08, 1978— прототип ° (54) ДИФРАКЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

ШИРИНЫ ПРОТЯЖЕННОГО ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измери,тельной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения влияния мощности излучения лазера. Направляют на волокно 20 монохроматический когерентный пучок света, формируемый лаэ ером 1 и тел ескопиче ской системой 2. формируют дифракционную картину объективом 3 и зеркалом 4 с приводом в плоскости анализа. Сканируют дифракционную картину зеркалом

4 с приводом с преобразованием интенсивности в электрический сигнал фотоприемником 5, Выделяют нечетные гармонические составляющие иэ электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 5 полосовыми фильтрами

7, 9, 10 и детекторами 12, 14, 15, сигналы с которых суммируют сумматором 17. Выделяют 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 Я о ширине 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, относительно положений первого и второго минимумов, формируемых при среднем диаметре волокна 20. 2 з.п, ф-лы, 1 ил °

1280312

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

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

На чертеже представлена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит оптически связанные лазер 1, телескопическую систему 2, объектив 3, зеркало 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 иэображение 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 !2-16.

При сканировании дифракционной картины по синусоидальному 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, 15

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

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

Формула изобретения

1, Дифракционный способ измерения ширины протяженного объекта, заключающийся в том, что направляют на протяженный объект монохроматический когерентный пучок света, формируют дифракционную картину в плоскости анализа, сканируют дифракционную картину в йлоскости анализа с преобразованием интенсивности дифракционной картины в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, сканирование дифракционной картины проводят в диапазоне, меньшем расстояния между минимумами дифракционной картины, из электрического сигнала выделяют два сигнала, каждый иэ которых пропорционален сумме нечетных и соответственно четных гармонических составляющих, делят сигналы, пропорциональные суммам нечетных и четных гармонических составляющих, 14 и 15 и суммируются первым сумма- . тором 17.

Четные гармонические составляющие сигнала сложного спектра выделяются полосовыми фильтрами 8 и l l детектируются детекторами 13 и 16 и суммируются вторым сумматором !8.

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.

<1

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

1280312

Составитель Т.Айсин

Редактор А.Огар Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 7047/39 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пс делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 друг на друга и по их соотношению судят о ширине протяженного объекта.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что сканирование дифракционной картины проводят по синусоидальному закону в области. формирования первого дифракционного минимума в диапазоне от 0,62 до 1,24 10 относительно положения первого дифракционного миниму. а при среднеи ширине протяженного объекта, 3. Способ по п,1, о т л и ч а ю— шийся тем, что сканирование дифракционной картины проводят по пилообразному закону в области формирования второго дифракционного минимума в диапазоне от 1,45 до 9 относительно положения второго ди— фракционного минимума при средней ширине протяженного объекта.