Способ контроля юстировки многолучевых установок и устройство для его осуществления

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU 150545

GD4 С 01 J 1/16

ВСЕСОЮЗНМ

AATEHTHQ TEXINЧЕВ

E .БЛИОтККД

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3911827/24-25 (22) 17,06.85 (31) 84106943.8 (32) 18,06,84 (33) EP (46) 30.08,89. Бюл, Р 32 (7 1) Инж.Рудольф Хелль ГмбХ (DE) (72) Йорг Шульц-Хенниг и Хорст Сиверс (ЭЕ) (53) 535.24 (088,8) (56) Выложенная заявка ФРГ

У 3332281, кл. G 01 J 1/16, 1984.

Гринштейн М,М.,и Кучикян Л,М. Фотоэлектрические концентратомеры для автоматического контроля и регулирования. М.: Машиностроение, 1966, с,6, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЮСТИРОВКИ МНОГОЛУЧЕВЫХ УСТАНОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть примене-!

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для контроля распределения интенсивностей 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 акустооптическом многоканальном модуляторе

2 но для контроля распределения интенсивностей световых лучей в многолучевых технологических и измерительных установках, Цель изобретения — 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 интенсивностей частичных лучей, находящихся на краю светового пучка, и определяются знак и значение разности интенсивностей. Производятся колебания, параметр которых модифицируется в зависимости от значения и знака разности интенсивностей, Модифицированные колебания озвучиваются в виде звуковых сигналов в зависимости от значения и знака разности интенсивностей. 2 с и 7 з,п. ф-лы, 1 ил.

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

Акустооптический многоканальный момодулятор 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 падающего луча 1 отклоняется в огределенном направлении. Свет выходит из блока кри3 1505450 сталлов в виде многолучевого светового потока, Высокочастотные сигналы различной частоты для отдельных каналов необходимые для управления пьеУ

5 зоэлектрическим генератором колебаний, формируются в высокочастотном генераторе 6, Распределение интенсивности внутри светового пучка 4 определяется распределением частот и амплитуд высо- 0 кочастотных напряжений отдельных каналов, Кроме того, распределение интенсивности светового пучка 4 регулируется путем изменения угла Брэгга модулятора 2 относительно оси, которая перпендикулярна лучу 1 и перпендикулярна к направлению распространения ультразвуковых волн, Све.товой пучок 4 должен иметь симметричное относительно оси 7 распределение интенсивности 1 в плоскости

8, перпендикулярной оптической оси 7 светового пучка 4, Для определения распределения интенсивности во время процесса регулировки измеряются значения интенсивностей I отдельных частичных световых потоков, среди которых должны быть краевые лучи светово= го пучка 4, В общем бывает достаточно измерения лишь значений интенсивностей I и I 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

35 своем выходе 12 числовой управляющий сигнал S„, который включает попеременно краевые лучи первого и и-го каналов акустооптического модулятора . 40

2, В то же время другие частичные световые лучи остаются выключенными, Краевые лучи 13 отражаются с помощью частично прозрачного зеркала 14 и фокусируются с помощью собирающей линзы 15 в плоскости 16 измерения оптоэлектронного преобразователя 17, который измеряет во время процесса регулировки текущие значения интенсивностей I, и I„ обоих краевых лучей 13. Измеренные значения интенсив-50 ностей I 1 I H усиливаются в усилителе 18 и преобразуются в дискретные сигналы в аналого-цифровом преобразователе 19, Измерение можно организовать T aêæå по ходу лучей светового 55 пучка 4, Текущие измеренные значения интенСивностей Т, и 1 „ обоих краеягх хлучей 13 направляются на промежуточное хранение с помощью . электронного преобразователя 20 в регистр 21 (образующий запоминающее устройство) таким образом, что в одном поддиапазоне регистра запоминаются значения интенсивностей Iy краевых лучей и в другом поддиапазоне регистра 21 — значения интенсивности

It, других краевых лучей. Для этого управляющий вход 22 электронного переключателя 20 загружен последовательностью тактов Т, так что электронный переключатель 20 переключается синхронно с включением и выключением обоих краевых лучей 13, В блоке 23 вычитания формируются разности интенсивностей I=I„-I, для чего нз регистра 21 считываются значения ин генсивностей I, и I„ ° Так как в большинстве случаев интерес представляют не абсолютные, а относительные распределения интенсивностей, 1 то разности интенсивностей Ь ? нормируются в блок 24 нормирования. Для этого в блоке 25 суммирования блока

24 нормирования формируется сумма

; Т=I +I и в блоке 26 деления происходит нормировка разности интенсивностей dI на суммарное значение I.

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 Б

Нормированные разности интенсивностей d I 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 (Ы) формируктся в блоке 29 деления значения I/(dI) . Эти обратные значения преобразуются в цифроаналоговом преобразователе 30 в аналоговые управляющие сигналы Б для управляемого генератора 31, управляемого по напряжению. Управляемый генератор 31 вырабатывает периодические сигналы Б частота которых пропорциональна обратному значению 1/(Й.) .

5 150545

Полученные нормированные и возведенные в квадрат в блоке возведения в квадрат разности интенсивностей (Ь?) подаются через выключатель 32 на блок 33 сравнения блока 34 порого5 вых значений и там сравниваются с нормированными предельными значениями I, находящимися в регистре 35, Предельное значение I характеризует допустимое отклонение от точной регулировки (aI) =О. Если нормированная квадратичная разность интенсивностей (Ы) не превышает это предельное „. значение Ig, то блок 33 сравнения производит другой управляющий сигнал

Первый генератор 36, который производит колебания высотой частоты, например 2000 Гц, и второй генератор 20

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 S, 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, B процессе регулировки в зависимости от знака установленной разности интенсивностей (Ь?), т.е. в зависимости от направления ошибки, к динамику

42 подключается либо генератор 36, либо генератор 37 с помощью переключателя 38, и динамик воспроизводит 45 более высокий или более низкий звук.

Эти звуковые сигналы прерываются с помощью прерывателя 39 в зависимости от величины квадратичной разности интенсивности (Д1) таким образом, что частота прерывания повышается квадратично с уменьшением разности интенсивностей, Если квадратичная разность интенсивностей (hI) не превышает заданное .предельное значение I то электронный переключатель 40 переключается в положение, показанное штриховыми линиями, благодаря чему при

О 6 управлении от тактового прерывателя

43 попеременно звучат низкий и высокий звуковые сигналы, Если требуется более точная регулировка разности интенсивностей

6 1=0, то можно выключить блок 34 пороговых значений выключателем 32, так чтобы коммутатор 40 оставался в представленной позиции, В этом случае частота прерывания прерывате- ля 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 6 I=0 в котором он не распознает знак, выдавал определенный управляющий сигнал S, благодаря чему переключатель 38 остается в определенном положении, Схема получения звукового сигнала не ограничивается описанным примером.

Можно также модифицировать амплитуду, частоту прерывания колебаний в зависимости от установленной величины разности интенсивностей, благо,,аря чему изменяется сила звука, длительность прерывания или частота прерывания 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. формула и э о б р е т е н и я

l. Способ контроля юстировки многолучевых установок, обладающих осевой симметрией в распределении интенсивностей оптических лучей, включающий измерение интенсивностей двух лучей, по соотношению которых осуществляют контроль, о т л и ч а ю— шийся 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 ийтенсивностей и формируют акустические сигналы, различающиеся в зависимости от величин и знака полученных разностных сигналов по частоте, громкости, частоте прерывания или длительности.

1505450

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что раэностные сигналы изменяют в соответствии с заранее заданной монотонной функцией, рост которой для небольших разностей превн5 шает рост по линейному закону.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что устанавливают пороговое значение сигнала, при превышении которого одним из разностных сигналов формируют соответствующий акустический сигнал, 4. Способ по п.3 о т л и ч а ю— шийся тем, что значения раэност- 15 ных и порогового сигналов нормируют на сумму сигналов от измеренных ичтенсипностей выбранной пары лучей, 5, Устройство контроля юстировки многолучевых установок, обладающих осевой симметрией в распределении интенсивностей оптических лучей, содержащее формирующую оптическую систему, оптоэлектронное фотометрическое устройство и электронную схему преобра- 25 зования фототоков, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени и обеспечения дистанционного контроля, электронная схема преобразования фототоков содержит анало- З0 го-цифровой преобразователь, запбминающее устройство, генератор тактовых импульсов, блок вычитания, блок сравнения, функциональный датчик, цифроаналоговый преобразователь, генератор колебаний и электроакустичес- З5 кий преобразователь, причем вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу фотометрического устройства, а его выход - к запоминающему устройству, управляющий вход 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 выход которого соединен с первым входом генератора колебаний через цифроаналоговый преобразователь, выход блока сравнения соединен с вторым входом генератора колебаний, выход,50 которого подключен к электроакустическому преобразователю.

6, Устройство по п.5, о т л и— ч а ю щ е е с я 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 являет я входом управляемого генератора и соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход управляемого генератора и выход электронного переключателя через электроникой прерыватель соединены с входом электроакустического преобразователя.

7, Устройство по пп,5 и 6, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены блок пороговых значений, соединенный с функциональным датчиком, дополнительный генератор колебаний, соединенный с первым генератором, и электронный коммутатор, первый вход которого соединен с выходом первого генератора колебаний, второй вход — с выходом дополнительного генератора, третий вход соединен с вы-с ходом блока пороговых значений, а выход электронного коммутатора соединен с входом электроакустическогo преобразователя.

8, Устройство по пп.5-7, о т л и— ч а е т с я тем, что в него введены блок нормирования, соединенный двумя входами с запоминающим устройством, третьим входом с блоком вычитания, а выход соединен с входами блока сравнения и функционального датчика, 9, Устройство по пп,5-8, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что функциональный датчик выполнен в виде элект. рически соединенных блока возведения в квадрат и блока обратных значений, причем входом функционального датчик, служит вход блока возведения в квадрат, выходом - выход блока обратных значений, вход которого соединен с блоком пороговых значений.

Составитель В,Варнавский

Редактор A,Îãàð Техред А.Кравчук Корректор С,ЧеРни

Заказ 5273/59 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101