Способ контроля геометрических параметров капилляров

"ЦМОЮ 38 М1;. пй-ТОЩИМИи" ЬЛИО ТЕКА ОПИС"К АВТОРСКО ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛ ЬСТ(21) 4886574/28 (22) 26,1 1.90 (46) 07,07,93; Б (71) Институт э (72) О.А,Дорош (56) Бухтиаров метод контроля ника и электро для измерения диаметра прозрачных оптических капилляров, Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля за счет компенсации погрешностей, связанных со смещением капилляра, Капилляр освещают двумя пучками на одном участке, формируют интерференционную картину и приводят ее в движенйе, Определяют фазы фотоэлектрических сигналов с четырех приемников, а после их сравнения определяют шаг и разность фаэ интерференционной картины, по которым судят о геометрических параметрах капилляра, 1 ил. юл. % 25ектроники АН БССРвич и В.И.ИльинТ,В. Интерференционнгеометрических параметолокон и трубокОРадиотика. 1975, 1 Ф.8, с, 74.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧСКИХ ПАРАМЕТРОВ КАПИЛЛЯРОВ(57) Изобретение относится к контрольн измерительной технике и преднаэначе Способ осуществляется следующей совокупностью операций.Освещают капилляр 10 дифрагированным на периодической структуре пучком, затем формируют два дифрагированных пучка, Разворачивают волновой фронт одного из пучков на 1800, Освещают капилляр обоими пучками на одном участке, формиру ют.две интерференционные картины в прошедших капилляр в прямом направлении пучках в плоскости анализа, приводят интерференционные картины в движение, сравнивают фазы фотоэлектрических сигналовс обеих картин,.по результату сравнения . судят о внутреннем и внешнем диаметре капилляра.Способ реализуют следующим образом, Луч от лазера 1, прошедший фокусирующую линзу 2, преобразуют в дифрагированный световой пучок посредством вращающегося радиального растра 3, Пучок Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначенодля измерения диаметров прозрачных оптических капилляров.Цель изобретения - повышение точности и одновременно производительностиконтроля,На чертеже представлена принципиальная схема устройства для осуществления.способа контроля диаметра капилляров,. Устройство содержит установленные.последовательно и связанные оптическойсвязью лазер 1, фокусирующую линзу 2 ивращающийся оптический растр 3, за которыми в первой ветви установлен стеклянный клин 4, а во второ 1 ветви -призма 5 Дове, в плоскости изс сраженияпервой интерференционной картиныразмещены фотоприемники 6 и 7, а второй интерференционной картины - фотоприемники 8 и 9,Ф ОЧ О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРдифрагирует на растре с образованием ряда дифракцианных максимумов, изменение фазы световой волны в которых пропорционально скорости вращения растра. От радиального растра формируют два дифрагираванных пучка. Стеклянным клином 4 и призмой 5 Даве разворачивают волновой фронт пучка на 180, что необходимо для полного согласования его с фронтом пучка, прошедшего клин 4.За счет поворота волнового фронта пучка на 180 существенно улучшается структура интерференционных полос, кривизна которых зависит от точности изготовления дифракционной решетки,Суть в том, чта дифрагированные пучки формируются одним и тем же участком решетки и имеют равную деформацию волнового фронта одного знака. При повороте одного из пучков пространственные деформации меняют свой знак. В плоскости изображения пучки складываются с вычитанием деформаций волнового фронта,На капилляре 10 пучки взаимодействунт с образованием сложной интерференционной картины ИК. Центральный рабочий участок образован. лучами, прошедшими сердцевину и оболочку, поэтому шаг интерференционных полос Н зависит от диаметра канала капиллрра и от внешнего диаметра. Боковые рабочие участки формируются лучами, прошедшими через оболочку, и шаг интерференционных полос Н определяется только внешним диаметром, В плоскости анализа установлены фотоприемники 6,7, 8, 9. Фотоприемники 6 и 7 фиксируют шаг Н боковых рабочих участков, а фотоприемники 8 и 9 - шаг Н центральных участков. При изменении размеров капилляра 10 шаг интерференционнаго сигнала изменяется в обратно пропорциональной зависимости, а возникающая разность фаз будет пропорциональна. погрешности изготовления капилляра.Реализация способа осуществляется на макете, собранном по укаэанной оптической схеме, В макет входили лазер ЛГН; фокусирующая линза с фокусным расстоянием, равным расстоянию от линзы ро капилляра; радиальнь 1 й растр диаметром 80 мм с шагом штрихов 10 мкм; призма Даве; оптический клин с углом при вершине 0 =( ро - ф 1 о)/(п), где р 1 о - угол дифракции пучков, выделяемых на растре, р 1 о угол, пад которым распространяется пучок относительна центральной оптической аси, и - показатель преломления стекла; фотоприемники ФД. Обработка фотоэлектрических импульсов осуществлялась с помощью известных приемов исредств. Радиальный растр приводился вовращение двигателем Д - 32 через редуктори вращался со скоростью 24 об/мин. Испы 5 тания показали высокую эффективностьпредложенного способа,Предложенный способ контроля относится к фазовым способам. в отличие отпрототипа, относящегося к амплитудным10 способам контроля, Известно, чта фазовыеспособы более чем на порядок имеют большую чувствительность, а следовательно, иточность контроля. В предложенном способе отпадает необходимость в фильтрации15 интерференционного поля, так как образующиеся интерференционные картины отоболочки и канала капилляра разделеныв пространстве естественным образом.Компенсируются также погрешности при20 продольном смещении капилляра относительно пучков, так как изменение шага Нс иН происходит одновременно на одну и туже величину и легко исключается из результата измерения, Нет необходимости нахо 25 дить центры и нули интерференционнойкартины, так как измерительную информацию несет любой отдельна взятый интерференционный .период. Кроме того,существенно повышается производительЗО ность контроля, так как изменение фазы интерферирующих пучков может происходитьна частотах в десятки и даже сотни кГц. Так,например, при вращении растра с угловойскоростью в = 6 (1/сек) частота интерференцианного сигнала составила - 25 кГц,т,е. осуществлялось 25000 измерений эа секунду.Способ контроля диаметра капилляровможет найти широкое применение в произ 40 водстве стеклянных трубок малого диаметра при особо точном размерном контролекапилляров в качестве эталонного средства.Формула изобретенияСпособ контроля геометрических параметров капилляров, заключающийся в том,чта освещают контролируемый капилляр,сходящийся пучком перпендикулярно егооси, фокусируют пучок на капилляр, ориентируют фокальный штрих перпендикулярно50оси капилляра, формируют интерференцианную картину и по параметрам интерференционной картины определяют геометрические параметры капилляра, о тлича ющийся тем,что,сцельюпавышения производительности и точности контроля, формируют дополнительный пучок, освещают им капилляр и фокусируют его в ту же область капилляра, что и первый пу.чок, интерференционную картину формируют в прошедших капилляр пучках, а в1825969 качестве параметров интерференционной периоды интерференционных полос в цент- картины, по которым определяют геометри- ральной и боковой зонах интерференцион, ческие параметры капилляра, используют ной картины,ИК Редактор С, Кулако Пека Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина каз 2314 ВНИИПтСоставитель М. МининТехред М. Моргентал Корректор Тир х Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 133035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5