Устройство для контроля диаметра микроволокна

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) зсЮ Со ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТО МУ СВИДЕТ ТРОЛЯ ДИАОКНА, содержащее оптие лазер, телескопичесокусирующий объектив, ния, фотоприемник и л и ч а ю щ е е с я лью повышения точности снабжено оптическим клинным между телескопичесфокусирующим объекего выходная грань пехо ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Ыевг Р. Опе 11 пе яапяе акогяге апд Г 1 Ьге йхащегег шеавпгшепг.нМеав апй Сопряг"., 1974, ч, 7, 9 2,р. 45-45,2. Крылов К.И., Прокопенко В.ТМитрофанов А.С. Применение лазеровв машиностроении и приборостроении, Л(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНМЕТРА МИКРОВОПчески связанныкую сйстему, фблок сканироваиндикатор, о ттем, что, с цеконтроля, ононом, установлекой системой итивои.так, что рекрывает половину выходного зрачка телескопической системы, эталонным. волокном, расположенным между оптическим клином и фокусирующим объективом такчто направление его продольной оси перпендикулярно ребру при вершине оптического клина, оптическим коммутатором, оптически связанным с блоком сканирования, полосовым фильтром, вход которого связан с фотоприемником двумя ключами, информационные входы которых подключены к выходу полосового фильтра, а управляющие входы подключены к правляющим .выходам оптичес" кого коммутатора двумя блоками измерения амплитуды, входы которых подклю- чены к выходам двух ключей, дифференциальным усилителем, входы которого подключены к выходам первого и второго блоков измерения амплитуды, блоком деления, первый вход которого под. д ключен к выходу дифференциального усилителя, а второй вход подключен к выходу второго блока измерения амплитуды, а индикатор подключен к выду блока деления.Изобретение относится к измерительной технике и может быть испапьэовано для контроля диаметра микроволокна в процессе изготовления.Известно устройство для контроля диаметра микроволокна, содержащее оптически связанные лазер, модулятор телескопическую систему, Фокусирующий объектив, поэииионно- чувствительный Фотоприемник 11..16Недостатком данного устройства является невысокая точность контроля из-за влияния изменения чувствительности Фооприемника и мощнос 15 ти излучения лазера на результаты контроля .Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля диаметра мик 20 роволокна, содержащее оптически связанные лазер, телескопическую систему, фокусирующий объектив, блок сканирования, фотоприемник и индикатор. Устройство также содержит блок25 измерения временных интервалов ЦНедостатком известного устройст . ва является невысокая точность контроля иэ-эа влияния шумовых составляющих при Фиксации минимумов дифракЗО ционной картины.Целью изобретения является ловышение точности контроля.Укаэанная цель достигается тем, что устройство для контроля диаметра микроволокиа, содержащее опти чески связанные лазер, телескопическую систему, Фокусирующий объек-. тив, блок сканирования, Фотоприемник и индикатор, снабжено оптическим клином, установленным между телескони О ческой системой и Фокусирующим объективом так, что его выходная грань перекрывает половину выходного зрачка телескопической системы, эталонным волокном, расположенным между оптическим клином и Фокусирующим объективом так, что направление его продольной оси перпендикулярно .ребру при вершине оптического клина, оптическим коммутатором, оптически свя О занным с блоком сканирования, полосовым Фильтром, вход которого связан с Фотоприемником двумя ключами, инФормационные входы которых подключены к выходу полосового фильтра, а 55 управляющие входы подключены к управ-, ляющим выходам оптического коммутатора двумя блоками измерения амплитуды входы которых подключены к выходамдвух ключей, дифференциальным усилителем, входы которого подключены квыходам первого и второго блоков измерения амплитуды,. блоком деления,первый вход которого подключен квыходу дифференциального усилителя,а второй вход подключен к выходу второго блока измерения амплитуды, аиндикатор подключен к выходу блокаделения.На фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства; на фиг. 2взаимное расположение контролируемого и эталонного волокна относительно оптического клина,Устройство содержит оптически связанные лазеР 1, телескопическую "ис-,тему. 2, оптический клин 3, эталонноеволокно 4, фокусирующий объектив 5,блок 6 сканирования, выполненный, например, в виде диска с приводом,с нанесенными на диск по радиусу щелями, оптический коммутатор 7, оптически связанный с блоком 6 сканирования, фотоприемник 8, усилитель9, вход которого подключен к фотоприемнику 8, нолосовой Фильтр 10, входкоторого подключен к усилителю 9,ключи 11 и 12, информационные входыкоторых подключены к выходу полосового фильтра, а управляющие входы подключены к управляющим выходам оптического коммутатора, блоки 13 и 14 измерения амплитуды, входы которогоподключены к выходам ключей 11 и 12,дифференциальный усилитель 15, входыкоторого подключены к выходам первого и второго блоков 13 и .14 измерения амплитуды, блок 16 деления, первый вход которого подключен к выходудифференциального усилителя 15, а второй вход подключен к выходу второгоблока 14 измерения амплитуды, индикатор 17, подключенный к выходу блока16 деления. Контролируется диаметрволокна 18, расположенного параллель.но эталонному волокну 4, между телескопической системой 2 и фокусирующим объективом 5.Устройство работает следующим образом,Параллельные пучки когерентлого монохроматического света, Формируемые лазером 1, расширяются телескопической системой 2.Часть пучков лучей направляется на контролируемое волокно 18, а часть3 1128на оптический клин 3, осуществляющийизменение направления пучков лучей,направляемых на эталонное волокно 4.Дифракционная картина от дифрагировавюих на эталонном 4 и контролируемом 18 волокнах пучков лучей строится в плоскости анализа Фокусирующимобъективом 5 на некотором расстояниидруг от друга, величина которого определяется углом между гранями опти Оческого клина 3,Дифференциальная картина от контролируемого волокна 18 и эталонноговолокна 4 сканируется блоком 6 сканирования и попеременно коммутируетсяоптическим коммутатором 7.Период коммутации ниже периодасканирования дифракционных картин. Нафотоприемнике 8 формируется электрический сигнал, характеризующий распределение освещенности в дифракционных картинах от контролируемого волок.ыа 18 и эталонного волокна 4, посту=паюций на усилитель 9.Полосовой фильтр 10 выделяет из, электрического сигнала, поступающегос выхода усилителя 9, одну из гармонических составляющих, которая поступает на ключи 11 и 12, осуществляющих синхронную коммутацию информационных сигналов при поступленииуправляющих сигналов с оптическогокоммутатора 7.Сигнал с выходов ключей 11 и 12поступает на блоки 13 и 14 измерения амплитуды, осуществляющих измерение амплитуды гармонической состав.ляющей электрического сигнала, ха"рактеризующего изменение освещенностив дифракционном изображении контро 40лируемого вопокна 18 и эталонноговолокна 4.Разность сигналов, снимаемых сблоков 13 и 14 измерения амплитудывыл ляется дифференциальным усилителем 15, выходной сигнал с которого45поСтупает иа первый вход блока 16деления, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 14 измерения амплитуды.Блок 14 деления осуществляет деле.50ние информационного сигнала на опорный. Результаты деления нндицируютсяиндикатором 17.При равенстве диаметра контролируемого 18 и эталонного 4 волокна 119 4дифракционные картины, формируемые в плоскости блока 6 сканирования, одинаковы и, следовательно, одинаков пространственно частотный спектр диф" ракционных картин. При этом амплитудагармонической составляющей, выделяемой из сигнала сложного спектра, снимаемого с фотоприемника 8, для диф-. ракционной картины от контролируемого 18 и эталонного 4 волокна одинакова.На выходе блоков 13 и 14 выделения амплитуды формируются одинаковыесигналы, Сигнал на выходе дифференциального усилителя 15 равен нулю и,следовательно, равен нулю сигнал, поступающий с выхода блока 16 деления на индйкатор 17.При изменении диаметра контролируемого волокна 18 изменяется дифракционная картина и пространственночастотный спектр, что приводит к изменению амплитуды гармонической составляющей, выделяемой полосовымФильтром 10, Сигнал на выходе блока13 измерения амплитуды изменяется,изменяется сигнал на выходе дифферен"циального усилителя 15. В та же времясигнал на выходе блока 14 измеренияамплитуды не изменяется, так как неизменяется пространственно частотный спектр дифракционной картины от эталонного волокна 4. Блок 16 деления формирует сигнал,характеризующий изменение диаметраконтролируемого волокна 18, которыйиндицируется индикатором 17,При изменении мощности излучения лазера 1 и чувствительности фотоприемника 8 результат, индицируемый индикатором 17, не изменяется,так как при этом происходит одновременное пропорциональное изменениеамплитуды гармонической составляющей, выд ьяяемой полосовым фильтром10, характеризующей пространственночастотный спектр контролируемого18 и эталонного 4 волокон.Техннко- экономическая эффективность от использования устройства заключается в возможности контроля объектов с малыми поперечными размерами с высокой точностью, и высокой помехоустойчивостью.1128119 Составитель Е.ГлазковаРедактор П.Коссей Техред М.Гергель Корректор А.Зимокос Заказ 9016/30 Тираж 586 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаская.наб., одписное д. 4/5 ПЛП"Патент", г. Ужгород, ул . Проектна