Способ контроля качества оптических систем
Способ контроля качества оптических систем, заключающийся в том, что формируют пространственно периодический сигнал нулевой частоты, пропускают его через систему, регистрируют амплитуду сигнала, меняют его частоту до максимальной, регистрируют спектр амплитуд сигналов и определяют качество системы, отличающийся тем, что, с целью контроля также и дисперсных систем, в спектре амплитуд сигналов фиксируют частоту, с которой амплитуда сигнала остается постоянной, и по величине отношения амплитуд сигналов нулевой и фиксированной частот судят о параметрах системы.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 0»1/24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ Сса (21) 2841858/25-28 (22) 16.11.79 (46) 23.10.90. Бюл. 1I 39 (71) 11енинградский институт точной механики и оптики (72) Э.В.Бабак, В.А.Махотько и А.С ° Беляев (53) 531 717.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
M 619792, кл. G 01 В 11/30, 1975.
2. Креопалова Г.В.-, Пуряев Д.Г.
Исследование и контроль оптических систем. - М.: Машиностроение, 1978, с. 92.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля дисперсных систем, например, определения размеров частиц, их концентрации и др.
Известен способ измерения параметров дисперсной системы, заключающийся в воздействии на нее пучком когерентного электромагнитного излучения, регистрации путем сканирования мгновенного распределения интенсивности в направлении сканирования и обработке результатов измерений, заключающейся в исследовании спектра пространственных Флуктуаций интенсивности (11.
Недостатком данного способа является то, что oI.o имеет недостаточную:
„.Я0„„1601512 А 1
2 (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА
ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ, заключающийся в том., что формируют пространственно периодический сигнал нулевой частоты пропускают его через систему, регист рируют амплитуду сигнала, меняют его частоту до максимальной, регистрируют спектр амплитуд сигналов и определяют качество системы, о т л и чающий с я тем, что, с целью контроля также и дисперсных систем, в спектре амплитуд сигналов фиксируют частоту, с которой амплитуда сигнала остается постоянной, и по величине отноиения амплитуд сигналов нулевой и фиксированной частот судят о параметрах системы. точность определения размеров частиц, измеряемый диапазон которых в пределах 1 200 — 300 мкм, и низкую точность определения концентрации частиц в дисперсной системе.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретение является способ контроля качества оптических систем, заключа" ющийся в том, что формируют пространственно периодический сигнал нулевой частоты, пропускают его через систему, регистрируют амплитуду сигнала, меняют его частоту до максимальной, регистрируют спектр амплитуд сигналов и определяют качество системы $2J.
Данный способ не позволяет контролировать дисперсные системы.
1601512
Цель изобретения - контроль также и дисперсных систем.
Для достижения указанной цели в спектре амплитуд сигналов фиксируют частоту, с которой амплитуда сигнала остается постоянной, и по вс личине отношения амплитуд сигналов нулевой и Фиксированной частот судят о параметрах системы. 4Q
На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего способ, на фиг. 2 - графики функций, характеризующих амплитуду пространственно периодического сигнала. 15
Способ осуществляют с помощью устройства, состоящего из источника
1 электромагнитного излучения, которое поступает на формирователь 2 пространственно периодического сигнала с нулевой пространственной частртой, Функционально связанного с 6 1оком 3 изменения пространственной частоты и блоком 4 перемещения curt нЬла, с формирователем 2 связан передающий сформированное излучение блок 5. Передающий блок 5 направляет излучение на исследуемую дисперсную систему 6, за которой находится регистрирующий блок 7, выход которого связан с блоком 8 обработки информации, в котором сигнал усиливается и детектируется.
Способ осуществляют следующим образом.
От источника 1 пучок электромагнитного излучения поступает на Формирователь 2 пространственно периодического сигнала, где формируется сигнал с нулевой пространственной частотой. Пропускают сигнал через передающий блок 5 и систему 6 и фиксируют в плоскости регистрирующе" го блока 7 значение амплитуды сигнала с нулевой пространственной частотой, т.е. при периоде сигнала,равном бесконечности, после чего меняют пространственную частоту с помощью блока 3 до определения максимальной величины, которая выбирается в зависимости от того диапазона размеров частиц, который присутствует в испытуемой дисперсной системе.
После прохождения пространственно периодического сигнала с изменяющейся пространственной частотой через исследуемую дисперсную систему 6 регистрируют блоком 7 значения амплитуд сигнала при различных пространственных частотах путем сканирования, которое о уществляют перемещением пространственно периодического сигнала перпендикулярно направлению распространения электромагнитного излучения, Данное сканирование необходимо для того, чтобы осуществить преобразование пространственно пери" одического сигнала в электрический сигнал путем модуляции приемного элемента (на фиг. 1 отсутствует) блока 7.
После регистрации пространственно периодический сигнал, преобразованный в электрический, обрабатывается в блоке 8 путем усиления и детектирования, а затем воспроизводится в виде спектра амплитуд пространственно периодического сигнала, находящегося в функциональной зависимости от пространственной частоты сигнала.
Информацию о дисперсной системе получают путем анализа характера изменения спектра амплитуд пространственно периодического сигнала, как функции пространственной частоты, в частности, по отношению амплитуд сигналов нулевой и фиксированной частот, или путем анализа характера изменения пространственного распределения интенсивности в плоскости приемного элемента блока 7 исходя из зависимости
1(x ) H(4)c0sOK ( где х - координата в плоскости приемного элемента;
cos3x — Функция, характеризующая форму пространственно периодического сигнала в плоскости приемного элемента;
Н(4) - Функция, характеризующая амплитуду пространственно периодического сигнала,т.е. представляющая собой спектр амплитуд сигнала cos)x в
I плоскости приемного элемента, в зависимости от пространственной частоты.
Данная функция представляет собой пространственный спектр индикатриссы рассеяния исследуемой дисперсной системы.
Для монодисперсной системы функция
Н(1) равна
Н(1) = ехр -2 dva Z > л 2, 1601512
5 Ь И
1 — -(агссоз — — — !
Г 2а 2а где dv - объемная концентрация частиц в дисперсной системе, част/мкм, а - радиус частицы;
Z — толщина слоя дисперсной системы, ! ф - длина волны излучения.
Из выражения (1) следует, что
Сначала определяют радиус а из графика за исанной Функции Н()) на основании выражения (3), из которого
?а
- следует, что при ) = — Функция
Я
Н(1) не изменяется, т.е. является постоянной и выходит на прямолинейный
2а, участок в том момент, когда
10 A следовательно, по графику записанной
Функции Н(1) определяют частоту 1 на которой Н() становится постоянной, т.е. параллельной оси х, тогда
1иаН() = ехр(-!!с1ча Z) (2)
4-о
limH()) = ехр(-2 йча Z), (3)
2а где выражение (2) характеризует значение функции Н (1) ) при нулевой пространственной частоте.
Выражение (3) характеризует значение функции Н(!)) при фиксированной пространственной частоте
1=—
2а
Ъ
Поскольку величины Е и известны, а функция Н () ) записывается на воспроизводящем блоке (не показан), то концентрацию dv и размер частиц с радиусом а определяют следующим образом: ! а =—
Затем определяют концентрацию
2О частиц путем деления выражения (2) на выражение (3) с последующей подстановкой в получаемое выражение значений Z, )! и значений радиуса а частицы
Йъ — 1п(Н(0)
Н()
Таким образом, введение операции фиксации частоты, с которой амплитуда сигнала остается постоянной, в совокупности с известной последовательностью операций позволяет использовать способ для контроля дисперсных систем.
1601512
Составитель В. Климова
ТехРед Л.сердюкова КоРРектоР М.Максимишинец
Редактор Л.Зайцева
Заказ 3266 Тиоаж 493 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент, г.Ужгород, ул.Гагарина, 101
