Способ измерения геометрических размеров прозрачных труб

(59 4 С 01 В 21/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 4йр.ф , йр;,.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-, /Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Куйбышевский филиал Физического института им. П.Н,Лебедева АН СССР (72) В.Н.Куликов и А.Н.Малов (53) 531.7(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР У 815487, кл, С 01 В 11/08, 1979.Авторское свидетельство СССР 9 945648, кл, С 01 В 11/08, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ПРОЗРАЧНЫХ ТРУБ(57) Изобретение относится к измери-тельной технике и может быть использовано для измерения внешнего и внутреннего диаметров прозрачных труб в процессе их изготовления. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения погрешности от нестабильности движе- . ния ослабителя. В устройстве, реализующем способ, имеются два оптических канала, один из которых предназначен для формирования интерваловвремени, пропорциональных значениямвнутреннего и внешнего диаметровтруб, другой - для формирования импульсов заполнения с периодом следования, пропорциональным скоростисмещения ослабителя светового луча.Изменение периода следования импульсов заполнения регистрируется с помощью дифракционной решетки, установленной в другом оптическом каналеи связанной с ослабителем, При этомдва луча направляют на решетку, получают совмещения изображений, мультиплицированных решеткой, и регистрируют пульсации освещенности присмещении изображений эа счет движения ослабителя. 4 ил.1 12230Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерениявнешнего и внутреннего диаметровпрозрачных труб в процессе их изго 5товления.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключенияпогрешности от нестабильности движения ослабителя светового пучкаНа Фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа;на фиг.2 - схема, поясняющая способ;на фиг.З - график зависимости интенсивности коллимированного световогопучка от положения ослабления во времени и временные диаграммы сигналов,формируемых устройством; на фиг.4схема Формирования пульсаций освещенности совмещенных мультиплицированных световых лучей.Устройство содержит лазер 1, систему зеркал 2-4, зеркало 3 в которойвыполнено полупрозрачным, светоделительный кубик 5, призму 6, коллиматор 7, в световой пучок которого помещается контролируемая труба 8, фотоприемник 9, усилитель-формирователь 10, соединенный с ним, подвижный ослабитель 11, линзу 12, в фокаль ной плоскости которой установленадифракционная решетка 13, жесткосвязанная с ослабителем 11, соединенные последовательно Фотоприемник 14,усилитель 15 и электронный блок 16обработки выходных сигналов,5Способ осуществляют следующим образом.Световой луч от лазера 1 зеркалом 2 направляют на полупрозрачноезеркало 3, которым делят световойлуч на две части, образуя два оптических канала измерения, один из которых (основной) предназначен дляформирования интервалов времени, пропорциональных значениям внешнего ивнутреннего диаметров контролируемой,трубы 8, другой (дополнительный)для формирования импульсов заполнения с периодом следования, пропорцио 50нальным скорости смещения ослабителя светового пучка.Одну из частей светового луча отзеркала 3 устройством 7 коллимируютдо поперечного сечения, большего позначению внешнего диаметра трубы 8,геометрическая ось которой перпендикулярна направлению распространениясвета. При освещении трубы 8 колли 38 2мированным световым пучком на входфотоприемника 9 попадает рассеянноеизлучение. Рассеяние света происходитв точках А, В, С и В поверхности трубы 8 (фиг,2).С целью определения расстояниймежду точками А и О, В и С, соответствующих внешнему и внутреннему диаметрам трубы 8, в коллимированныйпучок вводят ослабитель 11, предварительно жестко связанный с дифракционной решеткой 13. При движении ослабителя в моменты времени й,происходит измеНение интенсивностй 3 попадающего на вход фотоприемника 9 рассеянного излучения (фиг.З),Значения й й , Т и Т соответствуют четырем положениям ослабителя11, при которых перекрываются части1, 11, 111 и 1 Ч светового пучка(фиг,2).Изменение интенсивности 3 приуказанных положениях ослабителя 11регистрируют фотоприемником 9, аблоком 10 формируют четыре импульса 17-20 (фиг.З), последовательнопоступающие в электронный блок 16,где измеряются заполняемые импульсами 21 интервалы 22 и 23 времени.Другую часть светового луча отзеркала 3 зеркалом 4 направляют насистему из светоделительного кубика5 и подвижной призмы 6, формирующуюиз луча 24 два параллельных луча25 и 26 (фиг. и 4). Лучи 25 и 26фокусируют линзой 12 и мультиплицируют установленной в фокальной плоскости линзы дифракционной решеткой13 (сечение 27 на фиг.4) . Изменяярасстояние между лучами 25 и 26 смещением призмы 6, добиваются совмещения изображений +1и -1 порядка,сформированных решеткой 13 соответственно от луча 25 и луча 26 (сечение 28). Совмещенные лучи при этомраспространяются в направлении, совпадающем с главной оптической осьюлинзы 12.При смещении решетки 13, жесткосвязанной с ослабителем 11, разностьФаз совмещенных лучей периодическиизменяется от 0 до Т и вновь до 1 1стигает 0 . При этом освещенностьрезультирующего изображения в плоскости Фотоприемника 14 соответственно либо возрастает, либо достигаетминимума (сечения 28-30).Из пульсаций освещенности совмещенных изображений, регистрируемых3 122 фотоприемником 14, усилителем 15 формируют импульсы 21 заполнения (фиг.3), поступающие в блок 16. В электронном блоке 16 импульсами 21 заполняют интервалы 22 и 23 времени и по их числу определяют значения внутреннего .и внешнего диаметров контролируемой трубы 8.Частота следования импульсов 21 заполнения определяется скоростью смещения ослабителя 11 и периодом дифракционной решетки 13 (величиной постоянной). Количество же импульсов 21 при измерении интервалов 22 и 23 времени зависит от пути, пройденного ослабителем 11, и не зависит от закона изменения скорости смещения ослабителя, т.е. не зависит от того, смещался ли ослабитель равномерно, с ускорением или с длительными остановками, что и позволяет по сравнению с известным устройством повысить точность измерения.Формула изобретенияСпособ измерения геометрическихразмеров прозрачных труб, заключающийся в том, что на контролируемуютрубу в плоскости, перпендикулярнойее геометрической оси, направляютсветовой луч, коллимированный до по 3038 4перечного сечения, большего внешнегодиаметра трубы, вводят в световойпучок ослабитель, регистрируют егоположения, соответствующие изменениям интенсивности рассеянного на поверхности трубы светового пучка вточках, лежащих на линии пересечения трубы с плоскостью падения коллимированного светового пучка, регист О рируют интервалы времени между первым и четвертым, вторым и третьимизменениями интенсивности рассеянного света, соответствующими границамвнешнего и внутреннего диаметровконтролируемой трубы, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, с ослабителем жестко связывают дифракционнуюрешетку, фокусируют на нее два параллельных световых луча, изменениемрасстояния между которыми добиваютсясовмещения близлежащих изображений,мультиплицированных дифракционнойрешеткой соответственно от первогои второго луча, и при смещении ослабителя регистрируют освещенность совмещенных изображений, пульсации которой регистрируют и используют в качестве импульсов заполнения зарегистрированных интервалов времени, почислу импульсов определяют внешнийи внутренний диаметры контролируемойтрубы.1223038 оставитель Е.Глазковаехред О. Сопко Бутяга дак тор о ре з 1700 Подпи по 113035, Мо