Способ измерения геометрических параметровстеклянных труб или стекловолокна впроцессе вытяжки

Союз Советски кСоциапистическикРеспубики и 836518Опубликовано 07.06.81 бюллетень М 21 по делам изобретений и открытий.27(088.8) Дата опубликования описания 09.06.81 А. В. Цедик, Ю. В. Тикунов, В. М, Фи :Ь ,П. С. Юров, Ю. Г. Аникиев, В. А. Пет овД "фттЯуркови Р, М. Галиулин"(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СТЕКЛЯННЫХ ТРУБ ИЛИ СТЕКЛОВОЛОКНА В ПРОЦЕССЕ ВЫТЯЖКИ Недос ся зависот локалломлениястоянияверхност ац Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения наружного и внутреннего диаметров труб или волокон из стекла, кварца и прозрачной пластмассы и толщины их стенки (оболочки).Известен способ измерения геометрических параметров стеклянных труб или стекловолокна в процессе вытяжки 11, заключающийся в том, что плоскость симметрии цилиндрического элемента, проходящую через цилиндрическую образующую, наклоняют к оси измеряемости стекловолокна на угол, не менее и не более 70 о, а апертурный угол в этой плоскости составляет 10-90 атками этого способа являютмость результата измеренийных изменений показателя преизмеряемого изделия, от сого наружной и внутренней пой, а также сложность регистметров, поскольку зависимость между регистрируемым параметром (шириной интерференционной полосы) . и измеряемым геометрическим параметром изделия нелинейна.Известен способ измерения геометрических параметров стеклянных труб илн стекловолокна 2), заключающийся в том, что между осветителями и измеряемым изделием устанавливают экран так, что он закрывает от осветителей дапьнюю по отношению к объективу половину измеряемого изделия,Недостатком этого способа является то, что при случайных смещениях измеряемого изделия возникают световые помехи в плоскости анапнза, сннжакацие точность измерений.Известен способ измерения геометрических параметров стеклянных труб или стекловолокна в процессе вытяжки 3, заключающййся в том, что формируют узкий световой пучок и направ- . ляют его на измеряемое изделие под углом т= 45-75 о к плоскости попереч6518 3 83ного сечения изделия, в плоскости анализа сканируютсветовые сигналы, сформированные четырьмя световыми пучками, отраженными от наружной и внутренней поверхностей измеряемого изделия,.и преобразуют их в электрическиесигналы, по которым определяют наружный и внутренний диаметры изделия итолщину его стенки (оболочки), Приэтом узкий пучок лучей формируют параллельным и плоским.Недостатком этого способа является то, что при смещениях изделия относительно оси падающего на него узкого светового пучкавозникают погреш,ности измерения .геометрических параметров изделия в результате проявленияего Фокусирующих свойств, посколькуизмеряемое иэделие представляет собойвыпуклое цилиндрическое зеркало.Целью изобретения является повышение точности измерений геометрическихпараметров изделий,Поставленная цель достигается тем,что формируют узкий световой пучоки направляют его на измеряемое изделие под углом Ч= 45-75 .к плоскостипоперечного сечения изделия, в плоскости анализа сканируют световые сигналы, сформированные четырьмя световыми пучками, отраженными от внешнихи внутренних границ измеряемого иэделия, и преобразуют их в электрическиесигналы, по которым определяют наружный и внутренний диаметры изделия итолщину его стенки (оболочки). Приэтом для Формирования узкого светового пучка предварительно направляют наизмеряемое изделие параллельный плоский световой пучок перпендикулярнок его образующей и ограничивают ноапертуре образовавшийся за измеряемымизделием световой пучок до параксиального светового пучка. визны в точке О расположен от объектива 4 на расстоянии 1 = Й + Г , гдеК - радиус сферического отражателя 6,а Г,з - Фокусное расстояние объектива 4. Оптическая ось сферического отражателя 6 расположена в плоскости,проходящей через оптическую ось объектива 4 и ось симметрии щелевой диафрагмы 5, параллельную длинной сторо не ее щели. При этом оптическая осьсферического отражателя 6 параллельна оптической оси объектива 4 и смещена относительно нее в плоскостирасположения этих оптических осей 15 на расстояние Ь .Существо способа заключается в следующем.Перед измерениями устанавливаютизмеряемое изделие 7 вблизи передней 20 Фвкальной плоскости объектива 4 такимбразом, что его образующая становитя перпендикулярной длинной сторонещели 8 в экране 3 и параллельной длинной стороне щели диафрагмы 5. Выбира ют величину смещения оптических осейобъектива 4 и сферического отражателя 6 .Ь = -1. 4 гчф, где Ч = 45-752. ОГ задаваемый угол падения узкого светового пучка к плоскости поперечного се 30 чения измеряемого изделия. Фотоприемник 1 размещают в плоскости анализа.Затем от осветителя 2 направляютна измеряемое изделие 7 перпендикулярно к его образу 1 ощей параллельный све товой пучок с диаметром сечения, равным, например, 2-3 внешним диаметрамизмеряемого изделия 7 (зависит от диаметра измеряемого иэделия 7 и диапазона его колебаний в процессе вытяжки). Этот световой пучок ограничивают по сечению экраном 3 вдоль образующей измеряемого изделия 7.Измеряемое изделие 7, действуя как оптический элемент (цилиндрическийНа фиг. 1, 2 представлена схема устройства (в двух проекциях), реализующего предлагаемый способ.Устройство содержит фотоприемник 1 сканирующего типа и последовательно расположенные осветитель 2, экран 3, объектив 4, щелевую диафрагму 5 и сферический отражатель 6, При этом в качестве осветителя 2 использован колпиматор, который расположен соосно с экраном 3, объективом 4 и щелевой диафрагмой 5, установленной в задней фокальной плоскости объектива 4. Сферический отражатель 6 с центром криобъектив), преобразует часть падающего на него параллельного светового пучка в световой пучок с цилиндрическим волновым фронтом 5. Образовавшийся за измеряемым изделием 7 этот световой пучок ограничивают диафрагмой 5 по апертуре до параксиального светового пучка.С помощью сферического отражателя 6 и объектива 4 направляют сформированный параксиальный световой пучок на измеряемое изделие 7 под углом М= 45-75 о к плоскости поперечного сечения изделия 7.5 8365В плоскости анализа сканируют фотоприемником 1 световые сигналы (рефлексы), сформированные четырьмя световымии пучками, отраженными от наружной и внутренней поверхностей измеряемого изделия 7, и преобразуют их в электрические сигналы (последовательность четырех коротких импульсов), по которым определяют наружный и внутренний диаметры измеряемого изделия 7 0 и толщину его стенки, Например, временные интервалы между первым и вторым импульсами, а также между третьим и четвертым импульсами соответст,вуют толщине стенки (оболочки) изме з ряемого изделйя 7, временной интервал между первым и четвертым импульсами соответствует наРужному диаметру изделия, временной интервал между вторым йтретьим импульсами соответству ет внутреннему диаметру изделия.В предлагаемом способе узкий (параксиальный) световой пучок при любых смещениях измеряемого иэделия 7 падает.наклонно постоянно к одной и той 25 же образующей, например образующей, наиболее приближенной к объективу 4, В этом случае исключены фокусирующие свойства измеряемого изделия, а область тени, сформированная измеряемымзОо иэделием 7, как экраном на пути параллельного светового пучка, и вторично направляемая на измеряемое изделие, является наиболее резкой.Предлагаемый способ реализован в цеховых условиях на машине для вытяжки стеклянных и кварцевых труб при наружном диаметре трубы 1,0- 10,0 мм, толщине стенки трубы 0,2- 2 мм, амплитуде вибраций трубы 2-3 4 о внешних диаметра трубы. При этом18 6 относительная погрешность измерения не превышала Д = 0,5 Х.формула изобретенияСпособ измерения геометрических параметров стеклянных труб или стекловолокна в процессе вытяжки, заключающийся в том, что фомируют узкий световой пучок и направляют его на иэмео ряемое изделие под углом ф 45-75 к плоскости поперечного сечения иэделия, в плоскости анализа сканируют световые сигналы, сформированные четырьмя световыми пучками, отраженными от наружной и внутренней поверхностей измеряемого изделия, и преобразуют их в электрические сигналы, по которым. определяют наружный и внутренний диаметры изделия и толщину его стенки (оболочки), о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений геометрических параметров, для формирования узкого светового пучка предварительно направляют на измеряемое изделие параллельный плоский световой пучок перпендикулярно к его образующей и ограничивают по апертуре образовавшийся за измеряемым изделием световой пучок до параксиального свето вого пучка.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 532000, кл. О 01 В 9/02, 23,11.76,2. Авторское свидетельство СССР У 511519, кл. О 01 В 11/08, 5,09.76.3. Харазов В.Г. Автоматизация высокотемпературных процессов. "Энергия", 1974, с. 85-88. оРСоставитель А. ХаритоновБратчикова Техред З,Фанта, КорректорП Редак з 3099/31 Тираж 64213 исн ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий035, Москва Ж"35, Раушская наб., д. 4/5ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,би