MD942Z

MD942Z - Metodă de măsurare a diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului

Info

Publication number: MD942Z
Application number: MDS20150023A
Authority: MD
Inventors: Валериан ДОРОГАН; Серджиу ЗАПОРОЖАН; Еуджениу МУНТЯНУ; Владимир ЛАРИН; Виктор ПАВЕЛ; Станислав ВИЕРУ; Татьяна ВИЕРУ; Игорь КАЛМЫКОВ
Original assignee: Технический университет Молдовы
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2016-03-31
Also published as: MD942Y

Abstract

Invenţia se referă la tehnica de măsurare, şi anume la metodele de măsurare optice, şi poate fi utilizată pentru măsurarea diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului.Metoda de măsurare a diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului include amplasarea microfirului în tăieturile, executate pe partea de mijloc a corpurilor, a cel puţin două ansambluri de colimare pentru măsurarea diametrului miezului pentru lumină vizibilă şi a cel puţin două ansambluri de colimare pentru măsurarea grosimii învelişului pentru lumină ultravioletă. Metoda de asemenea include formarea fluxurilor de lumină vizibilă cu lungimea de undă λ1 în primele ansambluri de colimare şi de lumină ultravioletă cu lungimea de undă λ2 în cele de a doua ansambluri de colimare, colimarea fluxurilor de lumină cu ajutorul unor lentile, formarea unei pete de lumină de formă dreptunghiulară sau ovală cu ajutorul unui obturator optic cu o lăţime de cel puţin două ori mai mare decât diametrul microfirului, iluminarea transversală a microfirului, captarea fluxului atenuat de microfir cu ajutorul unor fotodetectoare, transmiterea semnalelor fotodetectate la nişte blocuri de amplificare diferenţiale, care formează semnale electrice cu valoarea Uλ1 şi Uλ2 respectiv, transmiterea acestor semnale la un bloc de calcul şi calcularea diametrului miezului şi a grosimii învelişului din sticlă al microfirului.

Description

Invenţia se referă la tehnica de măsurare, şi anume la metodele de măsurare optice, şi poate fi utilizată pentru măsurarea diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului.

Cea mai apropiată soluţie este metoda de măsurare a diametrului firelor subţiri de lungime mare, care include iluminarea transversală a firului cu ajutorul unui emiţător de lumină formând un desen de difracţie, care se proiectează pe o matrice din elemente fotosensibile. Desenul de difracţie este analizat de un dispozitiv de scanare care ulterior calculează diametrul firului [1].

Dezavantajele acestei metode constau în aceea că se utilizează o matrice fotosensorică de rezoluţia căreia depinde direct precizia de măsurare şi nu este posibilă măsurarea grosimii învelişului microfirului.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în posibilitatea măsurării atât a diametrului miezului microfirului, cât şi a grosimii învelişului microfirului, păstrând precizia de măsurare.

Metoda de măsurare a diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include amplasarea microfirului în tăieturile, executate pe partea de mijloc a corpurilor, a cel puţin două ansambluri de colimare pentru măsurarea diametrului miezului pentru lumină vizibilă şi a cel puţin două ansambluri de colimare pentru măsurarea grosimii învelişului pentru lumină ultravioletă. Metoda de asemenea include formarea fluxurilor de lumină vizibilă cu lungimea de undă λ1 în ansamblurile de colimare şi de lumină ultravioletă cu lungimea de undă λ2 în ansamblurile de colimare, colimarea fluxurilor de lumină cu ajutorul unor lentile, formarea unei pete de lumină de formă dreptunghiulară sau ovală cu ajutorul unui obturator optic cu o lăţime de cel puţin două ori mai mare decât diametrul microfirului, iluminarea transversală a microfirului, captarea fluxului atenuat de microfir cu ajutorul unor fotodetectoare, transmiterea semnalelor fotodetectate la nişte blocuri de amplificare diferenţiale, care formează semnale electrice cu valoarea Uλ1 şi Uλ2 respectiv, transmiterea acestor semnale la un bloc de calcul şi calcularea diametrului miezului şi a grosimii învelişului din sticlă al microfirului.

Rezultatul invenţiei constă în simplificarea metodei de măsurare şi posibilitatea măsurării atât a diametrului miezului microfirului, cât şi a grosimii învelişului microfirului.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1- 3, care reprezintă:

- fig. 1, schema dispozitivului pentru măsurarea diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului;

- fig. 2, secţiunea ansamblului de colimare;

- fig. 3, amplasarea microfirului în direcţia fluxului de lumină.

Dispozitivul pentru măsurarea diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului include o carcasă, pe care sunt fixate două ansambluri de colimare pentru măsurarea diametrului miezului pentru lumina vizibilă 2 şi 3 şi două ansambluri de colimare pentru măsurarea grosimii învelişului pentru lumina ultravioletă 4 şi 5, ansamblurile fiind executate în formă de corpuri tubulare, amplasate în paralel. Pe partea de mijloc a corpurilor ansamblurilor de colimare 2, 3, 4, 5 este executată câte o tăietură pentru amplasarea în aceasta a microfirului 1. În corpul fiecăruia din ansamblurile de colimare 2, 3, 4, 5 este montat câte un emiţător de lumină 9, un obturator optic 10 de formă dreptunghiulară sau ovală pentru a da formă fasciculului de lumină, un fotodetector 13, o lentilă colimatoare 11 pentru emiţătorul de lumină 9 şi o lentilă colimatoare 12 pentru fotodetectorul 13. Ieşirile fotodetectoarelor 13 ale ansamblurilor de colimare pentru lumina vizibilă 2 şi 3 şi ale ansamblurilor de colimare pentru lumina ultravioletă 4 şi 5 sunt conectate la intrările unor blocuri de amplificare diferenţiale 6 şi 7 corespunzător, ieşirile cărora sunt conectate la intrarea unui bloc de calcul 8 pentru prelucrarea datelor măsurărilor.

Metoda de măsurare a diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului include amplasarea microfirului 1 în tăieturile, executate pe partea de mijloc a corpurilor, a cel puţin două ansambluri de colimare 2 şi 3 pentru măsurarea diametrului miezului pentru lumina vizibilă şi a cel puţin două ansambluri de colimare 4 şi 5 pentru măsurarea grosimii învelişului pentru lumina ultravioletă. Metoda de asemenea include formarea fluxurilor de lumină vizibilă cu lungimea de undă λ1 în ansamblurile de colimare 2 şi 3 şi de lumină ultravioletă cu lungimea de undă λ2 în ansamblurile de colimare 4 şi 5, colimarea fluxurilor de lumină cu ajutorul unor lentile 11 şi 12, formarea unei pete de lumină de formă dreptunghiulară sau ovală cu ajutorul unui obturator optic 10 cu o lăţime de cel puţin două ori mai mare decât diametrul microfirului 1, iluminarea transversală a microfirului 1, captarea fluxului atenuat de microfirul 1 cu ajutorul unor fotodetectoare 13, transmiterea semnalelor fotodetectate la nişte blocuri de amplificare diferenţiale 6 şi 7, care formează semnale electrice cu valorile Uλ1 şi Uλ2 respectiv, transmiterea acestor semnale la un bloc de calcul 8 şi calcularea diametrului miezului şi a grosimii învelişului din sticlă al microfirului 1.

Conform metodei propuse microfirul 1 atenuează fluxul de lumină generat de către emiţătorul 9 de lumină vizibilă şi formează în fotodetectoarele 13 ale ansamblurilor de colimare 2 şi 3 câte un fotocurent Iλ11 şi Iλ12 respectiv. Valoarea fotocurentului Iλ11 poate fi calculată prin relaţia:

Iλ11=Kλ11(Sλ11-Sm11)/ Sλ11, (1)

unde: Kλ11 - constantă de transformare a fluxului de lumină în fotocurent, Sλ11 - suprafaţa fluxului de lumină care iluminează microfirul, Sm11 - suprafaţa iluminată a obiectului.

Conform fig. 3, în funcţie de poziţia axei microfirului faţă de fluxul de lumină, suprafaţa iluminată a obiectului Sm11 va avea valori diferite, de aceea valoarea fotocurentului Iλ12 al ansamblului de colimare 3 poate fi calculată prin relaţia:

Iλ12=Kλ12(Sλ12-Sm12)/ Sλ12. (2)

Pentru a simplifica calculul diametrului miezului microfirului 1, ansamblurile de colimare 2 şi 3 sunt configurate astfel încât fluxul de lumină să posede aceeaşi intensitate, prin urmare:

Kλ11 = Kλ12,

iar obturatorul 10 să formeze o pată de lumină de arie identică, prin urmare:

Sλ11 = Sλ12.

Semnalele fotocurenţilor ansamblurilor de colimare 2 şi 3 sunt filtrate şi amplificate de blocul de amplificare diferenţial 6, care la ieşire va avea tensiunea:

Uλ1=Ku(Iλ12- Iλ11), (3)

unde: Ku - coeficientul de amplificare a fotocurentului.

Substituind relaţiile (1) şi (2) în relaţia (3) şi aplicând simplificările în calcul menţionate mai sus, obţinem relaţia:

Uλ1=Ku Kλ11(Sm11-Sm12)/ Sλ11. (4)

Cunoscând valorile Ku, Kλ11, Sλ11 şi măsurând Uλ1, blocul de calcul 8 va calcula valoarea diametrului miezului microfirului 1.

În cazul când microfirul 1 are înveliş din sticlă, atunci prin aceeaşi metodă poate fi măsurată şi grosimea învelişului din sticlă cu ajutorul ansamblurilor de colimare 4 şi 5 pentru lumină ultravioletă. Deoarece învelişul din sticlă posedă un coeficient de transparenţă pentru spectrul ultra-violet şi vizibil, atunci constanta de transformare a fluxului de lumină ultravioletă cu lungimea de undă λ2 în fotocurent este:

Kλ21≠Kλ11.

Cunoscând Kλ21 şi Uλ2, blocul de calcul 8 va calcula valoarea grosimii învelişului din sticlă.

1. RU 2310159 C2 2007.05.27

Claims

Metodă de măsurare a diametrului miezului şi grosimii învelişului din sticlă al microfirului, care include amplasarea microfirului (1) în tăieturile, executate pe partea de mijloc a corpurilor, a cel puţin două ansambluri de colimare (2 şi 3) pentru măsurarea diametrului miezului pentru lumină vizibilă şi a cel puţin două ansambluri de colimare (4 şi 5) pentru măsurarea grosimii învelişului pentru lumină ultravioletă, formarea fluxurilor de lumină vizibilă cu lungimea de undă λ1 în ansamblurile de colimare (2 şi 3) şi de lumină ultravioletă cu lungimea de undă λ2 în ansamblurile de colimare (4 şi 5), colimarea fluxurilor de lumină cu ajutorul unor lentile (11 şi 12), formarea unei pete de lumină de formă dreptunghiulară sau ovală cu ajutorul unui obturator optic (10) cu o lăţime de cel puţin două ori mai mare decât diametrul microfirului (1), iluminarea transversală a microfirului (1), captarea fluxului atenuat de microfir (1) cu ajutorul unor fotodetectoare (13), transmiterea semnalelor fotodetectate la nişte blocuri de amplificare diferenţiale (6 şi 7), care formează semnale electrice cu valoarea Uλ1 şi Uλ2 respectiv, transmiterea acestor semnale la un bloc de calcul (8) şi calcularea diametrului miezului şi a grosimii învelişului din sticlă al microfirului (1).