PL159489B1 - Skaner pomiarowy PL - Google Patents

Abstract

Skaner pomiarowy, zwlaszcza do pomiaru srednic malych elementów cylindrycznych, zawiera- jacy element odbijajacy swiatlo zainstalowany w osi obrotu, uklad napedowy oraz zródlo swiatla skolimo- wanego o malej srednicy, padajacego na ten element, znamienny tym, ze zawiera interferometr zlozony z dwóch reflektorów (ZP1, ZP2) odbijajacych wiazke swiatla równolegle wzgledem wiazki padajacej (WP1 , WP2) i zamocowanych korzystnie symetrycznie wzgledem osi obrotu (O) oraz ma usytuowane na drodze wiazek odbitych (WO1 , WO2) zwierciadlo (ZN2) prostopadle do tych wiazek odbitych (WO1 , WO2), przy czym na drodze wiazki padajacej (WP1) pierwszego reflektora (ZP1 ) i na drodze skolimowanej wiazki (WS) ze zródla swiatla usytuowane jest pod katem 45° do obu tych wiazek (WP1, WS) zwierciadlo nieruchome (ZN1), zas na drodze wiazki padajacej (WP2) drugiego reflektora (ZP2) i skolimowanej wiazki (WS) ze zródla swiatla usytuowany jest pod katem 45° do obu tych wiazek (WP2, WS) dzielnik swiatla (D2). ( 73) Uprawniony z patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa, PL ( 72) Twórca wynalazku: Ryszard Jablonski, Warszawa, PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest skaner pomiarowy zwłaszcza do pomiaru średnic małych elementów cylindrycznych i do pozycjonowania wiązki światła.

Znany jest skaner pomiarowy zawierający deflektor - element odbijający światło zainat suwany na osi obrotu wspólnie z układem napędowym, który umiiżioia przemieszczanie kątowe deflektora. Źródło światła skllemowanegl o maaej średnicy, np. laser wysyła wiązkę padającą na deflektor, który przemiata wiązkę w poprzek mierzonego elementu. 9 układach do pomiaru średnicy włókien niezależny układ detektora rejestruje początek i koniec przesłonięcia, odpowiBdający dwóm położeniom kątowym deflektora. Średnica elementu merzona jest pośrednio poprzez pomar czasu przesłonięcia przy założeniu stałej lui jednoznacznie zdef^no^wanej prędkości obrotowej deflektora.

Wadą znanych skanerów jest duży iłąd pomiaru spowodowany tym, że prędkość obro tow-a deflektora jest znana w przybliżeniu, gdyż układ skanera nie podaje jednoznacz nej wartości położenia kątowego deflektora.

Skaner według wynalazku zaopatrzony jest w interferometr złozony z dwóch reflektorów oabijających wiązkę światła równolegle względem wiązki ^padającej, zamocowanych symetrycznie wz^ględem oai obrotu. Ka drodze wiązek odbitych ^przez reflektory us^ytuowane jest zwierciadło ^prostopa^dłe do tych wi^ązek. Ka drodze wi^ązki ^padając^{ej p}iewwszego ref lektora i na dro^dze skolimowanej wi^ązlti ze źródła ^światła ^usytuowane jast ^pod ^kątern 45° do tych wiązek zwierciadło nieruchome. Ka drodze wi^ązki ^padaj^ącej dru^giego reflektora i sko^niow/ane j wiąz^ki ze źródła ^światła ^us^ytuov.'^any jest pod ^kątem ⁴5° <ło obu tych wiązek dzielnik światła.

^Skar.er według wynalazku ^pozwala jednoczenie na stonowanie wi^ązki i ^pomiar ^pcłozenia ^kątowego (ieflektora. ^Sta^bilnośó odchylenia ^kątowego ^deflektora nie ^ma supeł:

nie znaczenia, nie jest też potrzebny pomiar czasu przesłoni^ęcia, aiii inny pomocniczy wzorzec odniesienia. Praca stonera przy poz^ycjonowaniu wi^ąz^ki polega ⁿa zadawaniu dcreślonego ^kąta obrotu w oparciu o watozania licznika intθrfecom^etru.

159 489

Przedm,ot wynalazku przedstawiony Jest w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowo-blokowy układu do pomiaru średnic małych elementów cylindrycznych. Układ ten zaw.era zwierciadło płaskie ZA zainstalowane na osi obrotu układu wraz z silniczkemm napędzającym, pełniące rolę deflektora. Symmtrycznle względem tego zwierciadła, na wspólnej podstawie zamocowane są dwa reflektory ZPp ZPg, odbijające wiązkę równolegle w postaci dwóch zwierciadeł prostokątnych. Za tymi reflektorami zamocowane jest zwierciadło ZN prostopadle do wiązek padających WP^, W?2 na oba reflektory ZP^, ZP₂ i- na drodze promieni odbitych V0^, V0₂ prostopadle do tych wiązek SOj WO2·

Za tym zwierciadłem usytuowane jest takie źródło światła 8kllimlosnegl, laser, tak że wiązka skolimoosna WS Jest równoległa do tego zwierciadła ZN. Na drodze wiązki skolmmowanej WS i pod kątem 45° do tej wiązki na wysokości piewczego reflektora ZP^ usytuowane jest zwierciadło nlerechome ZN^, zaś na wysokości drugiego reflektora ZP₂ usytuowany jest dzielnik światła Dl. Przed tym dzielnikemm Dl usytuowany jest drugi dzielnik światła D2. Na drodze promienia odbitego od tego drugiego dzielnika D2 usytuowane jest trzecie zwierciadło ZN3 kierujące wiązkę skllimlwaną na zwierciadło ZR deflektora.

Opisany wyżej układ stanowi intefeelomttr, który współpracuje z zespołem optotlektlonCzznym pomiaru średnicy włókien. W jego skład wchodzi usytuowana za deflektorem soczewka skaningowa SS, za którą kolejno usytuowane jest włókno mierzone EM, soczewka detektora SD i fotodetektor DS. Ten fotodetektor połączony jest z mikrokomputerem /-C, którego licznik LI połączony jest z fotodetekton^m interferometru DI. Fotodetektor DI usytuowany Jest na drodze wiązki WP2 z drugiego reflektora ZP2· Ruchomy zespół utworzony przez reflektory ZPp ZP2 oraz zwierciadła ZR przemieszcza się kątowo wokół osi 0 leżącej w płaszczyźnie zwierciadła deflektora ZR. Przemieszczenie kątowe zespołu jest reje8tlowane w postaci impulsów przez foiedetektor DI i licznik LI. Dwa położenia kątowe i zespołu ruchomego ldpowOadają obszarowi przesłonięcia wiązki pomiarowej przez mierzone włókno SM Jak to jest uwidocznione na rysunku. Te sygnały na granicy światła i cienia dochodzące do fotodetektora DS określają Uość impulsów zicdonych przez licznik LI, które odpowwadają średnicy elementu mierzonego EM. Sygnały te wytwarzają w układzie detektora DS dr/a impulsy elektryczne, powodujące wpis aktualnego stanu licznika LI do paimęci mikrlkomiUjeta_/uC. Kąt obrotu O wyznacza się z zależności:

#= arc sin gdzie: N - liczba impulsów zarejestlowana przez licznik LI Λ. - ^ugość ^fali wi^ąz^ki świetlnej r - ramię obrotu reflektorów ΖΡ^, Z?₂

Dzięki temu, że czas przesłonięcia wiązki pomiarowej nie jest bezpośrednim miernikiem średnicy włókna a jedynie kąt obrotu skanera przemiatającego wiązkę pomiarową, błąd pomiaru średnicy spowodowany zmianą prędkości obrotowej skanera nie wpływa na wynik pomiaru.

159 489

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Skaner pomiarowy·, zwłaszcza do pomiaru średnic młych elementów cylindrycznych, zawierający element odbijający światło zainataoowany w oai obrotu, układ napędowy oraz źródło światła akolimowanego o małej średnicy, padającego na ten element, znamienny tym, że zawiera interferometr złożony z dwóch reflektorów /ZPpZPg odbijających wiązkę światła równolegle względem wiązki padającej /WPp Wg 1 zamocowanych korzystnie symetrycznie względem osi obrotu /0/ oraz ma usytuowane na drodze wiązek odbitych /W0pV0₂/ zwierciadło /ZH2/ prostopadle do tych wiązek odbitych /W^₁,V0₂/, przy czym na drodze wiązki padającej tWP.^1 piewszego reflektora /ZPg i na drodze skolimlwanej wiązki /WS/ ze źródła światła usytuowane jest pod kątem 45° do oiu tych wiązek fWPpWS/ zwierciadło nieuuchone /ZN1/, zaś na drodze wiązki padającej /W?₂/ drugiego reflektora /ZP₂/ i skllemowanej wiązki /WS/ ze źródła światła usytuowany jest pod kątem 45° do odu tych wiązek /W^, WSS dzielnik światła /D2/· * * »