Устройство для контроля диаметра протяженных объектов

Номер патента: 1732147

Авторы: Зенчева, Попов, Карпунькин, Лощилов, Мазалов, Пичугин

Скачать ZIP архив.

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХССВВМЛВЕНВРЕСПУБЛИК щ)у С 01 В 11/О 8 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОИНОМУ ФЗИДВТВЬСТВ У ГОСУДЮфСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТПо НПОЕПнвв и впе,панПРИ ГННТ ОСОф(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА ПРОТЯЖЕННЫХ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретенияявляется.,снижение погрешности измерений и расширение области примене"ния. Излучение источника 1 Фокусируется линзой 3 и, пройдя через светоделительный элемент 4, вращаемыйдвигателем 5, а затем через диафрагм.80., 1732147 А 1 2му 6, сканирует зону расположения измеряемого объекта 7 и, далее пройдя линзы 9 и 11 и диафрагмы 8 и 1 О, попадают строго в одно и то же место чувствительной площадки Фотоприемника 12, Изменение тока с Фотоприемника 12 и значение опорного напря" жения корректирующего Фотоприемника 14 является информативными сигналами, по которым путем их обработки определяется диаметр объекта 7. Положительный эффект обеспечивается эа счет ограничения помех, возникаю" щих при переотражении излучения от оптических деталей и связанных с не" равномерностью чувствительности Фо"топриемника, а также за счет обработки информативных сигналов, позволяющей определять положение объекта как в продольном, так и в поперечном,направлениях. 5 ил,Ю%21 ч 74 5 го 15 20 25 ЗО 35 4 С 4 5( 55 3 173Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим методам неконтактных измерений, и может найти широкое применение в кабельной промышленности, вчастности при производстве волоконнооптических линий связи.Известно устройство для измерениядиаметра протяженных объектов посредством регистрации дифракционных картин, содержащее источник когерентногоизлучения и расположенные. последовательно по ходу луча Формировательпучка, Фурье"преобразующий объектив,оптический Фильтр, анализатор пространственно-частотного спектра, включающий дисковый модулятор, маску, приемник излучения и электронный блок обработки информации.Основные недостатки дифракционныхизмерителей диаметра состоят в том,что реализуемый с их помощью методизмерения критичен к наклону объекта и предъявляет жесткие требования к оптической системе, При размерах диаметра 200 мкм и выше значительно затрудняется распознаваниемаксимумов дифракционной картины,что существенно повышает погрешностьизмерений и снижает возможности использования указанных устройств при.измерении иэделий с большим диаметром.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения диаметраобъектов методом сканирования лазерного луча, содержащее оптическисвязанные источник света, рассеивающую линзу, собирающую линзу, вращающееся зеркало, Фотоприемник, блокизмерения длительности импульсов,блок управления, коммутатор, управляющий вход которого подключен квыходу блока управления, выход коммутатора соединен, с входом блока измерения длительноСти импульсов, Фото"приемник выполнен двухплощадочным,выходы Фотоприемника соединены с информационными входами коммутатора ивходами блока управления,Однако устройство не обеспечиваетдостаточно низкой погрешности измерений, так как оптическая схема устройства не содержит диафрагмы, препятствующей попаданию в рабочую зону излучения, переотраженного поверхностями оптических деталей, и диафрагмы,ограничивающей время пребывания пучка на измеряемом объекте, а также не содержит диафрагмы, ограничивающей количество света, попадающего на фото- приемник после рассеивания на объекте, кроме того, в оптической схеме не содержится элементов, устраняющий влияние на погрешность измерения изменений чувствительности фотоприемника по светочувствительной площадке,. а блок обработки сигнала, поступающего с фотоприемника, не содержит схем для определения положения объекта . Устройство не содержит элементов, устраняющих влияние пульсаций излучения лазера на погрешность измерения.Известное устройство обладает ограниченной областью применения, так как, во-первых, оно не может быть использовано для непрерывного контроля диаметра объекта в том случае, когда объект перемещается (например, контроль волокна в процессе вытяжки), вследствие того, что погрешность измерений зависит от наклона объекта и изменяется при изменении его координат в продольном и поперечном направлениях, во-вторых, с помощью данного устройства может быть измерен диаметр только таких объектов, которые имеют отражающую поверхность,Целью изобретения является снижение погрешности измерений и расширение области применения.Цель достигается тем, что по ходу луча между собирающей линзой и фотоприемником расположены первый светоделительный элемент с синхронным двигателем, первая и вторая диафрагмы, между которыми устанавливается объект измерения, вторая собирающая линза, третья диафрагма, расположенная в задней Фокальной плоскости второй собирающей линзы, третья собирающая линза, а также оптически связанные второй светоделительный элемент и корректирующий Фотоприемник, расположенные между рассеивающей и пер" вой собирающей линзами, а блок обработки информации содержит компаратор, узел выделения диаметра, узел синхронизации, измеритель временных интервалов, первый и второй узлы индикации, узел выделения координа-. ты Х и узел выделения координаты У,Предлагаемое устройство дает возможность понизить погрешность изме5 17321рений диаметра объекта, так как воптической схеме предусмотрено ограничение помех, возникающих вследст вие.попадания в рабочую зону излучения1переотраженного поверхностями оптических деталей, посредством использования диафрагмы.В оптическую схему введены элементы, устраняющие влияние на погрешность измерений чувствительности Фотоприемника по светочувствительнойплощадке: диафрагма, ограничивающаявремя пребывания пучка на Фотоприемнике, собирающая линза, установленная/таким образом, что ее передний Фокуснаходится в рабочей зоне, диафрагма,установленная в задней Фокальной плоскости этой линзы, ограничивающаяполе зрения с целью уменьшения количества света, падающего .на Фотоприемник после рассеяния на объекте,собирающая линза, установленная перед фотоприемником таким образом, чтоона дает изображение диафрагмы,ограничивающей поле зрения, на поверхности фотоприемника, что обеспечиваетпри любом расположении лазерного пучка попадание света на одно и то жеместо чувствительной площадки фотоприемника,Кроме того, снижение погрешностиизмерений обеспечивается эа счетвключения в блок обработки сигнала,поступающего с фотоприемника, схемдля определения положения объектав продольном и поперечном направлениях.Предлагаемое устройство имеет более широкую область применения чемизвестное, так как оно может бытьиспользовано для непрерывного конт"роля диаметра в случае нестатичности объекта, вследствие того, чтопри обработке сигнала, поступающегос фотоприемника, учитываются данныео положении объекта в продольном ипоперечном направлениях. С помощьюпредлагаемого устройства может бытьизмерен диаметр прозрачных объектов,например волоконных световодов.На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на Фиг.2-4 графики зависимости, на фиг.5 - электронный блок обработки информации.1 Устройство для контроля диаметрапротяженных объектов, содержащее оптически связанные источник света,рассеивающую линзу, собирающую линзу, за которой устанавливается измеряемый объект, Фотоприемник и электронный блок обработки информации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью снижения погрешности измерений и расширения области применения,оно снабжено последовательно расположенными по ходу луча между собирающей линзой и фотоприемником первымсветоделительным элементом с син"хронным двигателем, первой и второйдиафрагмами, между которыми устанавливается измеряемый объект, второйсобирающей линзой, третьей диафрагмой, расположенной в задней фокальной плоскости второй собирающей линзы,третьей собирающей линзой, а такжеоптически связанными вторым светоделительным элементом и корректирующимфотоприемником, расположенными междурассеивающей и первой собирающей Устройство содержит источник1 света, рассеивающую линзу 2, пер-,вую собирающую линзу 3, первый све" 47тоделительный элемент 4, синхронныйдвигатель 5, первую диафрагму 6,измеряемый объект 7, вторую диафрагму 8, вторую собирающую линзу 9,третью диафрагму 10, третью собирающую линзу 11, фотоприемник 12, второй светоделительный элемент 13,корректирующий Фотоприемник 14, электронный блок 15 обработки информа"ции.В устройстве для контроля диаметра протяженных объектов в качествеисточника излучения может использоватъся лазер типа ЛГ 52, в качествеприемников излучения могут использоваться фотоприемники ФД 24 К и ФД 265.Для изготовления электронного блокаобработки информации могут использоваться микросхемы серий К 155, К 140,К 554, транзисторы КТ 814-819, КТ 315,КТ 209, конденсаторы К 50-6, К 53-17резисторы МЛ 5-0125, трансформаторыТИ 13 и ТАН 28,Формула и э о б р е т е н и я линзами, а блок обработки информации содержит компаратор, узел выделения диаметра, узел синхронизации, изме" ритель временных интервалов, первый и второй узлы индикации, узел выделения координаты Х и узел выделения координаты У, первый вход компара1732117 тора связан с выходом фотоприемника, деления координаты Х соответственно, второй вход компаратора - с выходом выход узла выделения диаметра связан корректирующего фотоприемника и с входом измерителя временных интер- входом узла выделения координаты У, валов, выход которого связан с входо 4 в ход компаратора связан с входами первого узла индикации, а выходы уэл ыф . 5 узла выделения диаметра, узла синхро- выделения координаты Х и узла выделенизации, узла выделения координаты Х, ния координаты У связаны с первым и первый и второй выходы узла синхро- вторым входами вт рвторым входами второго узла индиканизации связаны с вторыми входами 1 п ции соответст нции соответственно. узла выделения диаметра и узла вы 33 мх.Дидык ктор ".Шекма Редактор М.Янк Подпис зобретениям и о Раушская наб., е Тираж . рственного комитета по 113035, Москва, Жательский комбинат "Патент" Ужгород, ул, Гагарина, 101 ои твенн Заказ 1574 ВНИИПИ Госу ставител Техредггиям при ГКНТ СС

Смотреть

Заявка

4689672, 12.05.1989

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

ЗЕНЧЕВА СВЕТЛАНА АЛЕКСАНДРОВНА, КАРПУНЬКИН АНДРЕЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, ЛОЩИЛОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ, МАЗАЛОВ ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ, ПИЧУГИН АЛЕКСЕЙ ПАВЛОВИЧ, ПОПОВ СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01B 11/08

Метки: объектов, протяженных, диаметра

Опубликовано: 07.05.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1732147-ustrojjstvo-dlya-kontrolya-diametra-protyazhennykh-obektov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для контроля диаметра протяженных объектов</a>

Похожие патенты