Способ регистрации отклонения толщины контролируемой стеклянной нити или проволоки от ее номинальной толщины
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 521459
Свюа Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. овид-зу (22) Заявлено 24.05.71 (21) 1661487(25 с присоединением заявки Хв (23) Приоритет
Опубликовано 15.07.76. Бюллетень М 26
Дата опубликования описания 23.08.76
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 535.550(088.8) (72) Автор изобретения
В. А. Иванов (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ОТКЛОНЕНИЯ ТОЛЩИНЫ
КОНТРОЛИРУЕМОЙ СТЕКЛЯННОЙ НИТИ ИЛИ ПРОВОЛОКИ
ОТ ЕЕ НОМИНАЛЪНОЙ ТОЛЩИНЫ
Изобретение относится к области методов и приборов для измерения и контроля диаметров тонких нитей стеклянного волокна, используемого в волоконной оптике.
Оно может оыть использовано для создания прибора бесконтактного контролирования диаметра тонких нитей стеклянного волокна или проволоки в процессе их вытяжки и для автоматического управления этим процессом.
Известен приоор, использующий теневои метод с временной модуляцией для измерения диаметров тонких проволок. Источник излучения посылает световой поток на площадку фотоприемника, Моменты совпадения края тени ножа с краями тени проволоки фокусируются выдачей импульсов электрической схемой. Временной интервал между импульсами является мерой толщины проволоки, Однако такой прибор приводит к погрешностям в измерениях из-за отсутствия резкой границы тени вследствие явления дифракции, неточечности источника излучения, непараллельности края ножа и проволоки. Кроме того, возрастание погрешности измерений происходит в случаях, когда проволока совершает значительные перемещения относительно положения равновесия.
Цель изобретения — повышение точности измерения.
Конечной целью изобретения является создание »а основе предложенного способа прибора, построенного по дифференциальной схеме, позволяющего бесконтактным методом
5 контролировать с высокой точностью диаметр нитей стеклянного волокна или проволоки, Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что по предлагаемому. способу модуляция светового потока, падающего на фотоприемпик, осуществляется самими нитями, жесткозакрепленной эталонной и протягиваемой контролируемой. Модуляция достигается путем перемещения относительно нитей светового пучка, причем последний неподви15 жен по отношению к свегочувствительной площадке фотоприемника, На фиг. 1 изображен общий вид одного из вариантов устройства, с помощью которого может быть осуществлена модуляция светового потока; на фиг. 2 — график, поясняющий процесс модуляции светового потока эталонной и контролируемой нитями.
1-1а фнг. 1 обозначено: 1 — источник излуче25 ния, например лампа накаливания, 2 — фотоприемник, например фотодиод ФД-3, 3 — светочувствительная площадка фотоприемника, 4 — диск, на котором устанавливается источник излучения, 5 — диск, на котором устанав3З ливается фотоприемник, 6 — мотор, 7 — ось з мотора, 8 — контролируемая протягиваемая нить, 9 — эталонная жесткозакрепленная нить.
На фиг. 2 Обозначено: Ф вЂ” IIQJI!lblH световой поток, падающий на светочувствительную !IIJIOщадку фотоприемника; ЛԄ— световой поток, перекрываемый контролируемой питью, когда она находится В зоне светового пучка, падающего на светою встви гельную площадку фотоприемника; ЛЭ, — световой поток, перекрываемый эталонной нитью, когда она наxoQHTcir B световом Ilh чке; 7 — BPe>rsl, Ba КОТОрое ocb мотора совершает один оборот; 4— длительность импульса, соответствующая времени, в течение которого контролируемая нить пересекает световой пучок; t,,— длительность импульса, соответству ющая времени, в течение которого эталонная нить пересекает световой пучок.
МОДУлЯциЯ сВстОВОго illoTQKd с помощыО устройства, изображенного на фиг. 1, осуществляется следующим образом.
Световой поток от источника получения 1 падает на фотоприемник 2, Часть светового потока, ограниченная светоч BcTBHTpJIbHQH площадкои 3 фотоприемника, образует световой пучок. Фотоприем11ик и источ>гик излучения, установленные на соответствующих дисках 4 и 5, насаженных на ось 7 мотора b, образуют жесткую систему, благодаря чему световой пучок, падающий на светочувствительную площадку фотоприемника, не смещается с нee при вращении этой системы. Протягиваемая контролируемая нить H и жесткозакрепленная эталонная нить 9 расположены волизи от плоскости, в которой перемещается светочувствительная Г1лощадка.
На фиг. 2 изображен граф"ê,,ноясняющий процесс модуляции светового потока эталонной и конгролируемой 1 тями. Когда какаялиоо из нитей находится в зоне светового пучка, све-овой пучок Г1>, падающий на светочувствительную площадку, будет ослаблен ira величину ЛФ„- или ЛФ,, в зависимости от того, Какая ИЗ НИ ГЕЙ НЫХОДИ! СЯ В ЗОНЕ П> ЧКа.
Для удобства описания процесса моду.1яции назовем провалы на графике (фиг. 2) импульсами ослаоления светового потока.
Длительность импульсов /„и t>, т. е. время, в течение которого контролируемая и эталонная нити пересекают световой IIy«u«, зависит от скорости вращения мотора и диаметра нити.
Величина импульса, т. е. глубина модуляции светового потока, зависит от диаметра нити, так как нить большего диаметра перекрываег большую часть светового потока, падающего на светочувсгвительную площадку, и наоборот. При модуляции све-ового потока нитями
С ДИаМЕтРаМИ, ЗиаЧИтЕЛЬНО МЕНЬШИМИ, ЧСМ ширина площадки фотоприемника, изменение
ДИаНIЕТРа НИТСИ МИЛО ВЛИЯЕТ HB ДЛНТЕ IЬНОСТЬ импульсов и сильно влияет на их вели-1ину, а при модуляции нитями, диаметр которых раBPH ИЛИ ООЛЬШЕ ШИРИНЫ ПЛОЩаДКИ, ВЕ IHiilHHа с импульса остается постоянной, а изменяется
1:..Гн:0 сго длительность.
Следовательно, i!pl! Изменен;1и диаметра ни l i! i!змс:!.!ется площадь пмпу.1ьса.
5 > ме ьн1ение светового потока нитями фикснру Гся фотоприемником, В результате ° сго на ) сл !Итсль I!or:óïàþò электрические импульсы 1анряже1;ия, подобные 110 форме им,;ibc;;м, изображенным на фиг. 2. В течение
10 времеш! одного оборота осН мотора на усилитель поступают, чередуясь, четыре электрических импульса: два от эталонной и два от контролируемои !!итси.
Электрическая часть прибора может быть
15 выполнена по дифференциальной схеме.
Импульсы напряжения, соответствующие импульсам ослабления светового потока, усиJ!irBHroIc;i усилителем, детектируются и с помощью реле подаются на мостовую схему, в диагонали которой включены интегрирующая цепочка и приоор постоянного тока. Импульсы тока, соответствующие эталонной и контролируемои нитям, проинтегрированные це25 1>очкой, да!от,постоя;шые составляющие токов, направленных навстречу др г другу, и
rIp!! Ор регистрирует их разность.
11pii равсьстве диаметров эталонной и контролируемой нитей постоянные составляющие
ЗО ",оков будут равны, так как равны амплитуды импульсов, и указатель приоора будет находиться у нулевой отметки. b случае изменен>!» Диаметра контролируемой нити в ту или другую сторо;у баланс токов нарушится, и
35> ПрИООр ПОКажсГ раЗНОСтЬ ТОКОВ, СООтВЕтСтВуЮщую разности диаметров нитей.
11олохкител!н ым эффектом предлагаемого
C,10СаОа ЯВЛЯСТСЯ 1 О, Ч ГО МОДУЛЯЦИЯ CBегоBOrO
110 ioKd Осущес1вл-IeTcH самими нитями, и
40 глуоина модуляц"H непосредственно определя01ся Hx, rнамеTрами, I . е. cfioco6 Ii(TpeoyeT иснОльзова1111я какОГО-либо механического модул>!Гора, дающего при модуляции потока
Оольн10Й балrirrlcTHblil cHr!13JI, уменьшающий
45 TO IHocrb измсрсния. Ос> ществление модуляIrHH 11утем перемещения светового пучка отНос iTeJibHo нитей позволяет сохранить llpoTirГИВаЕМУIО НИТЬ В ее ЕСТСС! ВЕННОМ РВООЧЕМ ПОложении. Положительным качеством предла50 гаемото способа является также возможность з,1ачительного смещения протягиваемой нити относительно ее положения равновесия в процессе контро. ироBdhHH без снижения точности измерения.
55 Созд1Гние il, > иоора Hd основе предложенного спосооа позволяет Ii пользовать в нем одноканальную схему, в которой один и тот жс
r!;i Iev ;.Олучсния импульсов от эталонной и контро6 лируемой нитей. Способ позволяет непрерывно вести сравнение сигнала от контролируемой и!1111 с cHri,алом от эталонной в процессе выт>1жкн. Перечисленные возможности позво.:и ют со,.ать прибор высокой точности H 1> > с i аб! 1Ь1!Ос l u. 521459 Фиг 2 Составитель Ю. Веселовский Корректоры: В. Петрова и О. Данишева Теред М. Семенов Редактор И. Шубина Заказ 1789/2 Изд. № 1562 Тираж 864 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 В лаборатории иа основе предложенного спосооа был изготовлен макет прибора, на котором производились измерения нитей диаметрами от 0 и 50 мкм с точностью до 1%. Формула изобретения Споcîá регистрации отклонения толщины контролируезлой стекля нной нити или проволоки !т ее номинальной толщины в процессе вытяжки, включающий модуляцию светового потока, преобразование светового потока в электрический сигнал и регистрацию сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения модулируют световой поток путем пересечения эталонной 5 и контролируемой нитей световым пучком, возникающие при этом ослабления светового потока преобразуют в электрические импульсы, сравнивают их энергии и по раз ности определяют отклонение толщины 10 контролируемой нити от номинальной величины.
