Способ измерения диаметра волокна

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-зовано для измерения диаметра нолокна при производстве искусственноговолокна, кабеля, проволоки,Известен способ измерения диаметра волокна, заключающийся в том,что облучают волокно световым потоком, Фотоэлектрически преобразуют поток. н электрический сигнал и определяют диаметр волокна по изменениямэтого сигнала, вызванным ослаблением светового потока присутствующимВ кем волокном 1 .Недостатком известного способаявляется низкая точность измерениявследствие значительной погрешностиот смещений волокна н световом луче,имеющих место в процессе производства волокна.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является 20способ измерения диаметра волокна,заключающийся в том, что производятсканирование волокна световым лучом, преобразовывают теневое изображение волокна в электрический 25импульс, измеряют длительность этого импульса и определяют диаметр во-,локна 2 ,При смещении и колебаниях волокна, имеющих место н процессе его ЗОпроизводства, для обеспечения измерений укаэанным способом необходимоперемещать сканирующий луч н зоне,превышающей возможные смещения волокна, которые на порядок и более могут З 5превосходить диаметр волокна, вслед.стнио чего длительность импульса, покоторому определяют диаметр, несытамала по сравнению с периодом сканирования, что ограничивает частотузамерон указанным способом, так какзатруднительно измерить длительность короткого импульса с высокойточностью 5 О Таким образом, известный способ 45 ке обеспечивает высокую точность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения диаметра волокна, заключающемуся в том, что производят сканиронание волокна сбытовым лучом, преобразуют теневое изображение нолокна н электрический импульс, измеряют длительность этого импульса и определяют диаметр волокна, изменяют при сканировании направление движения светового луча на противоположное в момент выхода волокна из светового луча, 6 О измеряют частоту импульсон и опреде.ляют диаметр волокна по длительности импульса и частоте импульсов.На Фиг.1 изображена принципиаль.ная схема устройства, реали.-ующего способ измерения диаметра волокна; ка фиг.2 - диаграмма работы Устройства.Устройство содержит последовательно расположенные излучатель 1, например лазер, зеркало 2, двояковыпуклыелинзы 3 и 4, фотодиод 5, усилительформирователь 6, однонибратор 7, частотомер-хронометр 8, триггер 9, реле 10 и 11, электродвитель 12 постоянного тока, контакты 13 и 14 реле 10 и 11.Способ осуществляют следующимобразом,Сканируют световым лучом 15 контролируемое волокно 16, Изменение светового потока при пересечении световым лучом 15 волокна 16 преобразуютс помощью Фотодиода 5 в электричес"кий импульс. По окончании импульсачто свидетельствует о выходе волокна 16 из светоного луча 15) изменяютнаправление движения сканирующегосветового луча 15 на противоположное.Частоту и длительность импульсов измеряют частотомером-хронометром 8.Для сканирования волокна 16 световой луч 15 направляют на отклоняющеезеркало 2, вращающееся вокруг своейоси и расположенное в фокусе двояковыпуклой линзы 3. При повороте зеркала 2 изменяется угол падения на двояковыпуклую линзу 3 отраженного зеркалом светового луча.Так как зеркало2 расположено в фокусе этой линзы 3,то изменение угла падения приводит кпараллельному перемещению преломленного линзой 3 светового луча, сканирующего волокно 16. Двояковыпуклаялинза 4 направляет сканирующий световой луч на фотодиод 5.При пересечении с волокном 16светоной луч 15 ослабляется эа счетего рассеяния, отражения и поглощения волокном 16. Изменения интенсивности светового луча при пересечении с волокном 16 преобразуют спомощью фотодиода 5 в электрическийимпульс ИФ (Фиг.2), который затем усиливают на усилителе-Формиронателе 6.Частота и длительность усиленныхимпульсов И(фиг.2 измеряется частотомером-хройометром 8. С помощьюодновибратора 7, Формирующего короткий импульс И (Фиг.2) по заднемуФронту усиленного импульса И, определяют момент выхода волокна 16 иэсветового луча 15 и этим короткимимпульсом управляют, перемещениемсветового луча 15. Перемещение сканирующего светового луча 15 осуществляется поворотом зеркала 2, например, с помощью электродвигателя 12постоянного тока, подключаемогоконтактами 13 и 14 реле 10 и реле 11к источнику напряжения 1 ке показан),причем реле 10 включает двигатель 12постоянного тока на одну полярность- скорость сканирования, - время, необходимое дляреверсирования сканирующего светового луча,фиг Г Составитель Л.Лобэова ля Техред И.Метелева . Корректор А.ДзяткоНК а 602ого кои отк Раушс аказ 8843 5 ТиражВНИИПИ Государствепо делам изобретений113035, Москва, ЖПодписноеССР митетарытийкая н б.,П "Патентф, г. ужгород, ул. роектная, 4 напряжения, а реле 14 - на противоположную. Обмотки реле 10 и 11 подключены соответственно к прямому и инверсному выходу триггера 9, При выходе волокна 16 иэ световоголуч 15 на счетный вход триггера 9 5 поступает короткий импульс с одновибратора 7, что приводит к изменению состояния триггера . Соответственно переключаются реле 10 и 11, реверсируя двигатель 12 и тем самым изменяя направление движения светового луча 15. Например, если в момент Ф (фиг,21 триггер 9 находится в единичном состоянии, реле 10включено, реле 11 выключено иплюс источника подключен к нижней фиг.11 клемме двигателя 12, то в момент Ф по приходу импульса с одно- вибратором 7 триггер 9 переключается в нулевое состояние, реле 10 выключено, реле 11 включено, на двигатель ф 12 подается напряжение И (фиг.2 противоположной полярности.4В качестве излучателя 1, дающего сканирующий световой луч, используют лазер, обеспечивающий малое рас сеяние, малый диаметр и большуюмощность луча, что способствуетповышению точности измерения. В предлагаемом способе.измерения перемещение светового луча 15 при сканиро ванин равно сумме диаметра волокна 16 и двойного расстояния, необходимого для реверса системы перемещения луча и не зависит от величины возможных смещений волокна 16, Для определения диаметра можно измерять также частоту импульсов одновибратора 7 или срабатываний триггера 9,Период одного измерения при использовании предлагаемого способа равен Предлагаемый способ позволяет при той же длительности импульса с фотоди-. ода получить большую частоту замеров, чем в известном способе, за счет сокращения необходнмых пределов переме щения луча, и соответственно, уменьшения периода сканирования. Кроме того, в предлагаемом способе имеется дополчительная возможность определения диаметра волокна по частоте импульсов с фото- диода, что позволяет повысить точность измерения.1