JP4975034B2 - ダブル光ファイバ接続を利用した微小空洞測定装置および方法 - Google Patents
ダブル光ファイバ接続を利用した微小空洞測定装置および方法 Download PDFInfo
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Description
ステップ1 プローブが微小空洞に挿入され、測定方向における微小空洞の一方の側面に移動させられる。
ステップ2 プローブが微小空洞の一方の側面と良好に接触しているかどうか確かめる。プローブが微小空洞の一方の側面と良好に接触していない場合、測定プロセスはステップ1から再開される。
ステップ3 プローブが微小空洞の一方の側面と良好に接触している場合、照準器付き送信器は長さ測定装置に信号を送り、プローブの位置をp1として記録させる。
ステップ4 コントローラはプローブを測定方向とは逆の方向に移動させる。
ステップ5 プローブが、逆方向における微小空洞の他方の側面と良好に接触しているかどうか確かめる。プローブが微小空洞の他方の側面と良好に接触していない場合、測定プロセスはステップ4から再開される。
ステップ6 プローブが、微小空洞の他方の側面と良好に接触している場合、照準器付き送信器は長さ測定装置に信号を送り、プローブの位置をp2として記録させる。
ステップ7 微小空洞の寸法を、式L=|p1−p2|+d0(d0はプローブの直径)を用いて算出する。
ステップ1 微小穴の中心と作業台の回転中心の間の離心率を許容可能な値とするべく、作業台に対する微小穴の位置を調整する。
ステップ2 微小穴の測定対象の断面にプローブを配置するべくプローブに対する微小穴の位置を調整し、回転を行う前に微小穴の位置をrp0として記録し、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp00として記録する。
ステップ3 プローブが微小穴の壁面と良好に接触しているか確認する。プローブが微小穴の壁面と良好に接触している場合、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp01として記録する。
ステップ4 コントローラが微小穴の壁面からプローブを移動させた後で、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp10として記録する。
ステップ5 回転角rp1で作業台を回転させる。プローブが微小穴の壁面と良好に接触していることが確認されれば、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp11として記録する。
ステップ6 全周に対して測定が完了するまで上記のステップを繰り返す。完了すれば、LSEやMCEなどの推定方法を利用して、測定対象の微小穴の真円度を推定する。
ステップ1 微小穴の中心と作業台の回転中心の間の離心率を許容可能な値とするべく、作業台に対する微小穴の位置を調整する。
ステップ2 微小穴の測定対象の断面にプローブを配置するべくプローブに対する微小穴の位置を調整し、回転を行う前に微小穴の位置をrp0として記録し、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp00として記録する。
ステップ3 プローブが微小穴の壁面と良好に接触しているか確認する。プローブが微小穴の壁面と良好に接触している場合、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp01として記録する。コントローラが微小穴の壁面からプローブを移動させた後で、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp10として記録する。
ステップ4 回転角rp1で作業台を回転させる。プローブが微小穴の壁面と良好に接触していることが確認されれば、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp11として記録する。
ステップ5 微小円筒の全ての断面に対して測定が完了するまで上記のステップを繰り返す。完了すれば、LSEやMCEなどの推定方法を利用して、測定対象の微小円筒の円筒度を推定する。
ステップ1 対象物の中心と作業台の回転中心の間の離心率を許容可能な値とするべく、作業台に対する対象物の位置を調整する。
ステップ2 対象物の空洞内の測定対象である断面にプローブを配置するべくプローブに対する対象物の位置を調整し、回転を行う前に空洞の位置をrp0として記録し、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp00として記録する。
ステップ3 プローブが空洞の壁面と良好に接触しているか確認する。プローブが空洞の壁面と良好に接触している場合、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp01として記録する。コントローラが空洞の壁面からプローブを移動させた後で、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp10として記録する。
ステップ4 回転角rp1で作業台を回転させる。プローブが空洞の壁面と良好に接触していることが確認されれば、センサにおける出射光ファイバの端面の位置をp11として記録する。
ステップ5 必要な測定が全て完了するまで上記のステップを繰り返す。完了すれば、取得した情報をソフトウェアが処理して相対的な位置を提示する。
測定装置の構成は図1に示す通りである。レーザ(1)から出てくる光ビームは、ビーム用視準器/拡大器(2)を通過し、光接続レンズ(3)で集束し、入射光ファイバ(5)を通ってカプラ(6)へと入り、出射光ファイバ(13)を通って出てきた後、CCDカメラ(14)によって電子信号へと変換される。この電子信号はコンピュータ(12)に入力され、プローブの空間的位置を実現するべく処理される。照準器付き送信器は、プローブが微小空洞の壁面と良好に接触すると、コントローラに開始信号を送り、コントローラは長さ測定装置の動作を開始させる。長さ測定装置は、リフレクタ(8)、λ/4波長スライス(9)、偏光ビームスプリッタ(10)および二重周波数干渉計(11)から構成される。長さ測定装置の測定結果は直接コンピュータ(12)に入力され、コンピュータ(12)で処理される。コントローラは測定プロセスを全体にわたって自動的に制御するプログラムを有する。このダブル光ファイバ接続システムの光源はレーザ(15)である。
測定装置の構成は図1に示す通りである。レーザ(1)から出てくる光ビームは、ビーム用視準器/拡大器(2)を通過し、光接続レンズ(3)で集束し、入射光ファイバ(5)を通ってカプラ(6)へと入り、出射光ファイバ(13)を通って出てきた後、CCDカメラ(14)によって電子信号へと変換される。この電子信号はコンピュータ(12)に入力され、プローブの空間的位置を実現するべく処理される。照準器付き送信器は、プローブが微小空洞の壁面と良好に接触すると、コントローラに開始信号を送り、コントローラは長さ測定装置の動作を開始させる。長さ測定装置は、リフレクタ(8)、λ/4波長スライス(9)、偏光ビームスプリッタ(10)および二重周波数干渉計(11)から構成される。長さ測定装置の測定結果は直接コンピュータ(12)に入力され、コンピュータ(12)で処理される。コントローラは測定プロセスを全体にわたって自動的に制御するプログラムを有する。このダブル光ファイバ接続システムの光源はLED(16)である。
測定装置の構成は図1に示す通りである。レーザ(1)から出てくる光ビームは、ビーム用視準器/拡大器(2)を通過し、光接続レンズ(3)で集束し、入射光ファイバ(5)を通ってカプラ(6)へと入り、出射光ファイバ(13)を通って出てきた後、CCDカメラ(14)によって電子信号へと変換される。この電子信号はコンピュータ(12)に入力され、プローブの空間的位置を実現するべく処理される。照準器付き送信器は、プローブが微小空洞の壁面と良好に接触すると、コントローラに開始信号を送り、コントローラは長さ測定装置の動作を開始させる。長さ測定装置は、リフレクタ(8)、λ/4波長スライス(9)、偏光ビームスプリッタ(10)および二重周波数干渉計(11)から構成される。長さ測定装置の測定結果は直接コンピュータ(12)に入力され、コンピュータ(12)で処理される。コントローラは測定プロセスを全体にわたって自動的に制御するプログラムを有する。このダブル光ファイバ接続システムの光伝導性装置はCCDカメラ(17)である。
測定装置の構成は図1に示す通りである。レーザ(1)から出てくる光ビームは、ビーム用視準器/拡大器(2)を通過し、光接続レンズ(3)で集束し、入射光ファイバ(5)を通ってカプラ(6)へと入り、出射光ファイバ(13)を通って出てきた後、CCDカメラ(14)を介して電子信号へと変換される。この電子信号はコンピュータ(12)に入力され、プローブの空間的位置を実現するべく処理される。照準器付き送信器は、プローブが微小空洞の壁面と良好に接触すると、コントローラに開始信号を送り、コントローラは長さ測定装置の動作を開始させる。長さ測定装置は、リフレクタ(8)、λ/4波長スライス(9)、偏光ビームスプリッタ(10)および二重周波数干渉計(11)から構成される。長さ測定装置の測定結果は直接コンピュータ(12)に入力され、コンピュータ(12)で処理される。コントローラは測定プロセスを全体にわたって自動的に制御するプログラムを有する。このダブル光ファイバ接続システムの光伝導性装置はCMOSカメラ(18)である。
測定装置の構成は図1に示す通りである。レーザ(1)から出てくる光ビームは、ビーム用視準器/拡大器(2)を通過し、光接続レンズ(3)で集束し、入射光ファイバ(5)を通ってカプラ(6)へと入り、出射光ファイバ(13)を通って出てきた後、CCDカメラ(14)によって電子信号へと変換される。この電子信号はコンピュータ(12)に入力され、プローブの空間的位置を実現するべく処理される。照準器付き送信器は、プローブが微小空洞の壁面と良好に接触すると、コントローラに開始信号を送り、コントローラは長さ測定装置の動作を開始させる。長さ測定装置は、リフレクタ(8)、λ/4波長スライス(9)、偏光ビームスプリッタ(10)および二重周波数干渉計(11)から構成される。長さ測定装置の測定結果は直接コンピュータ(12)に入力され、コンピュータ(12)で処理される。コントローラは測定プロセスを全体にわたって自動的に制御するプログラムを有する。このダブル光ファイバ接続システムの光伝導性装置はPSDセンサ(19)である。
測定装置の構成は図1に示す通りである。レーザ(1)から出てくる光ビームは、ビーム用視準器/拡大器(2)を通過し、光接続レンズ(3)で集束し、入射光ファイバ(5)を通ってカプラ(6)へと入り、出射光ファイバ(13)を通って出てきた後、CCDカメラ(14)によって電子信号へと変換される。この電子信号はコンピュータ(12)に入力され、プローブの空間的位置を実現するべく処理される。照準器付き送信器は、プローブが微小空洞の壁面と良好に接触すると、コントローラに開始信号を送り、コントローラは長さ測定装置の動作を開始させる。長さ測定装置は、リフレクタ(8)、λ/4波長スライス(9)、偏光ビームスプリッタ(10)および二重周波数干渉計(11)から構成される。長さ測定装置の測定結果は直接コンピュータ(12)に入力され、コンピュータ(12)で処理される。コントローラは測定プロセスを全体にわたって自動的に制御するプログラムを有する。長さ測定装置の線形格子は図4Aに示す通りである。ここで、可動格子(20)とプローブの間には相対的な動きは存在しない。
測定装置の構成は図1に示す通りである。レーザ(1)から出てくる光ビームは、ビーム用視準器/拡大器(2)を通過し、光接続レンズ(3)で集束し、入射光ファイバ(5)を通ってカプラ(6)へと入り、出射光ファイバ(13)を通って出てきた後、CCDカメラ(14)によって電子信号へと変換される。この電子信号はコンピュータ(12)に入力され、プローブの空間的位置を実現するべく処理される。照準器付き送信器は、プローブが微小空洞の壁面と良好に接触すると、コントローラに開始信号を送り、コントローラは長さ測定装置の動作を開始させる。長さ測定装置は、リフレクタ(8)、λ/4波長スライス(9)、偏光ビームスプリッタ(10)および二重周波数干渉計(11)から構成される。長さ測定装置の測定結果は直接コンピュータ(12)に入力され、コンピュータ(12)で処理される。コントローラは測定プロセスを全体にわたって自動的に制御するプログラムを有する。異なる範囲に対応してマクロとミクロの位置を組み合わせた容量センサを図4Bに示す。固定ブロック(22)および極板(23)が載置された容量センサの可動ブロック、および、固定ブロック(25)および極板(24)が載置された容量センサの不動ブロックは共に、広い範囲を測定するための測定ブロック(26)の上に位置するように設けられている。ここで、可動ブロックおよび不動ブロックの間には相対的な動きが存在する。
測定装置の構成は図1に示す通りである。レーザ(1)から出てくる光ビームは、ビーム用視準器/拡大器(2)を通過し、光接続レンズ(3)で集束し、入射光ファイバ(5)を通ってカプラ(6)へと入り、出射光ファイバ(13)を通って出てきた後、CCDカメラ(14)によって電子信号へと変換される。この電子信号はコンピュータ(12)に入力され、プローブの空間的位置を実現するべく処理される。照準器付き送信器は、プローブが微小空洞の壁面と良好に接触すると、コントローラに開始信号を送り、コントローラは長さ測定装置の動作を開始させる。長さ測定装置は、リフレクタ(8)、λ/4波長スライス(9)、偏光ビームスプリッタ(10)および二重周波数干渉計(11)から構成される。長さ測定装置の測定結果は直接コンピュータ(12)に入力され、コンピュータ(12)で処理される。コントローラは測定プロセスを全体にわたって自動的に制御するプログラムを有する。異なる範囲に対応してマクロとミクロの位置を組み合わせたインダクタンスセンサを図4Cに示す。インダクタンスセンサの設置取り付け対象物(28)およびゲージヘッド(27)は、固定物(29)の上に載置される。固定物(29)は、広い範囲の測定用の測定部(30)に位置するように設けられる。
Claims (10)
- 微小空洞の壁面に接触する移動可能なカプラと、
一端が前記カプラに固定され、他端から入射された光を前記カプラに導く入射光ファイバと、
一端が前記カプラに固定され、前記カプラからの光を他端から出力する移動可能な出射光ファイバと、
前記出射光ファイバの前記他端からの光に対応して電子信号を生成するデータ収集/処理部と、
前記データ収集/処理部が生成した電子信号の変化に応じて、開始信号および停止信号を出力するコントローラと、
前記開始信号に基づいて動作を開始し、前記停止信号に基づいて動作を停止する長さ測定器と、
前記長さ測定器の検出値から前記微小空洞の寸法を算出するコンピュータと
を備える、微小空洞測定装置。 - 前記入射光ファイバは、1/4円弧の形状を有し、
前記出射光ファイバは、直線の形状を有し、
前記入射光ファイバの他端および前記出射光ファイバの他端は、互いに同一の平面上にある、請求項1に記載の微小空洞測定装置。 - 前記長さ測定装置は、複数の異なる測定範囲に対応してマクロおよびミクロを組み合わせた容量センサである、請求項1または2に記載の微小空洞測定装置。
- 前記長さ測定装置は、複数の異なる測定範囲に対応してマクロおよびミクロを組み合わせたインダクタンスセンサである、請求項1または2に記載の微小空洞測定装置。
- レーザ、ビーム用視準器/拡大器、光ファイバ接続レンズ、および固定ブロックを有するレーザ接続部
をさらに備え、
前記レーザ、前記視準器/拡大器、および前記光ファイバ接続レンズは、前記入射光ファイバの一端と同軸であり、
前記入射光ファイバの他端は、前記固定ブロック上に固定され、
前記データ収集/処理部は、レンズおよびCCDカメラを有し、
前記レンズおよび前記CCDカメラは、前記出射光ファイバの一端と同軸であり、
前記コントローラは、前記CCDカメラから前記電子信号を受け取ると、前記電子信号の変化に応じて、前記開始信号および前記停止信号を前記長さ測定器へ送り、
前記長さ測定装置は、リフレクタ、λ/4波長スライス、偏光ビームスプリッタ、および二重周波数レーザ干渉計を有し、
前記リフレクタ、前記λ/4波長スライス、前記偏光ビームスプリッタ、および前記二重周波数レーザ干渉計は、互いに同軸であり、
前記二重周波数レーザ干渉計は、前記コントローラから前記開始信号を受け取ると前記カプラの位置をp1として記録し、前記コントローラから前記停止信号を受け取ると前記カプラの位置をp2として記録する、請求項1から4のいずれか一項に記載の微小空洞測定装置。 - 前記レーザの光源はLEDである、請求項5に記載の微小空洞測定装置。
- 前記データ収集/処理部は、PSDセンサを有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の微小空洞測定装置。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の微小空洞測定装置を利用した微小空洞測定方法であって、
前記カプラを前記微小空洞に挿入し、測定方向における前記微小空洞の一方の側面に移動させる工程1と、
前記カプラを前記微小空洞の一方の側面に接触しているかどうか確認し、前記カプラが前記微小空洞の一方の側面に接触していない場合、前記工程1から再度開始させる工程2と、
前記カプラが前記微小空洞の一方の側面に接触している場合、前記コントローラが、前記長さ測定装置に対して、前記カプラの位置をp1として記録させるべく信号を送る工程3と、
前記測定方向と逆方向に前記カプラを移動させる工程4と、
前記カプラが、前記逆方向の前記微小空洞の他方の側面に接触しているかどうか確認し、前記カプラが前記微小空洞の他方の側面に接触していない場合、前記工程4から再度開始させる工程5と、
前記カプラが前記微小空洞の他方の側面に接触している場合、前記コントローラが、前記長さ測定装置に対して、前記カプラの位置をp2として記録させるべく信号を送る工程6と、
前記微小空洞の寸法を、d0を前記カプラの直径として、式L=|p1−p2|+d0を用いて計算する工程7と
を備える、微小空洞測定方法。 - 前記微小空洞の寸法の前記測定および前記計算を繰り返して、最大値Δmax=|p1−p2|を前記微小空洞の直径として取得する工程8
をさらに備える、請求項8に記載の微小空洞測定方法。 - 前記最大値Δmaxを、
(1)前記カプラを前記微小空洞の断面に挿入し、前記コントローラが、前記長さ測定装置に対して前記開始信号を送り、前記長さ測定装置の動作を開始させ、前記カプラが前記微小空洞の一方の側面に接触している場合に前記カプラの位置をp1として記録させる工程と、
(2)前記コントローラが、前記カプラを前記測定方向において前記微小空洞の反対側の側面に移動させ、前記長さ測定装置に対して前記停止信号を送り、前記長さ測定装置の動作を停止させ、前記カプラが前記反対側の側面に接触している場合に前記カプラの位置をp21として記録させる工程と、
(3)式Δ1=|p1−p21|を計算する工程と、
(4)前記カプラの挿入方向および前記測定方向に対して垂直な方向において、前記カプラに対して前記微小空洞を移動し、前記カプラを前記微小空洞に接触するように移動し、前記コントローラは、前記長さ測定装置に対して前記停止信号を送り、前記長さ測定装置の動作を停止させ、前記カプラの位置をp22として記録させる工程と、
(5)式Δ2=|p1−p22|を計算する工程と、
(6)前記測定および前記計算を繰り返す工程と
により取得する、請求項9に記載の微小空洞測定方法。
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