SE503513C2 - Förfarande och anordning för bestämning av tjocklek och koncentricitet hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp - Google Patents

Förfarande och anordning för bestämning av tjocklek och koncentricitet hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp

Info

Publication number
SE503513C2
SE503513C2 SE9403974A SE9403974A SE503513C2 SE 503513 C2 SE503513 C2 SE 503513C2 SE 9403974 A SE9403974 A SE 9403974A SE 9403974 A SE9403974 A SE 9403974A SE 503513 C2 SE503513 C2 SE 503513C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
light
cylindrical body
fiber
reflected
incidence
Prior art date
Application number
SE9403974A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9403974L (sv
SE9403974D0 (sv
Inventor
Erik Krahbichler
Georges Borak
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Priority to SE9403974A priority Critical patent/SE503513C2/sv
Publication of SE9403974D0 publication Critical patent/SE9403974D0/sv
Priority to DE69521141T priority patent/DE69521141T2/de
Priority to EP95937290A priority patent/EP0792438B1/en
Priority to US08/836,223 priority patent/US6055058A/en
Priority to AU39441/95A priority patent/AU3944195A/en
Priority to JP8516768A priority patent/JPH10508946A/ja
Priority to PCT/SE1995/001358 priority patent/WO1996016314A1/en
Publication of SE9403974L publication Critical patent/SE9403974L/sv
Publication of SE503513C2 publication Critical patent/SE503513C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0625Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
    • G01B11/0633Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection using one or more discrete wavelengths

Description

503 513 2 I den publicerade japanska patentansökningen JP-A 4-363612 visas metoder liknande dem i ovan diskuterade skrift. Tjocklek hos en optisk fibers hölje bestäms genom att fibern belyses från sidan och intensiteten därefter mäts hos ljus, som har passerat genom fibern. Eventuellt mäts också intensiteten hos reflekterat ljus.
Höljets tjocklek bestäms sedan genom att jämföra det genomström- made ljusets intensitet, eller möjligen det reflekterade ljusets intensitet, med en kalibreringskurva.
Vid bestämning av höljets läge enligt patentet US-A 4,583,851 belyses fibern från sidan och reflekterad ljusintensitet uppmäts i förhållande till utfallsvinkeln. En avvikelse från symmetrin i en given profil anger excentriskt läge. En ljuskälla 10 belyser en optisk fiber 12 och det reflekterade ljusets intensitet detek- teras via en konvergerande lins 14, en vridbar spegel 16, en spalt 20 i förhållande till detekteringsvinkeln medelst en foto- detektor 18.
I den publicerade japanska patentansökningen JP-A 63-274804 be- skrivs bestämning av en optisk fibers kärnas diameter och man- telns tjocklek genom att två ljusstrålar med olika våglängd pro- jiceras ortogonalt mot och genom en fiber och genom att absorp- tionen av ljusstrålarna uppmäts. Principen är att man med känne- dom om kärnans och höljets olika absorptionskoefficienter samt uppmätt intensitet på det ljus som reflekterats respektive upp- mätt intensitet på det ljus som passerat genom fibern kan bilda sig en uppfattning om kärnans diameter och höljets tjocklek. Den i den publicerade japanska patentansökningen JP-A 63-286738 visa- de metoden uppvisar stora likheter med detta mätningsförfarande.
Den största skillnaden synes vara att här nyttjas enbart en ljus- stråle i stället för två.
I patentet US-A 5,216,486 visas en anordning för detektering av diameteravvikelser hos företrädesvis optiska fibrer. En monokro- matisk ljuskälla används och med hjälp av linser och prisman de- las ljuset upp i två strålar vilka detekteras med detektorer D1 och D2. Dessa genererar två spänningar V1 och V2, vilka subtrahe- ras från varandra. När differensen V1 - V2 eller V2 - V1 ej är lika med noll, har ett fel detekterats (kolumn 3, rad 50 - 62). 503 513. 3 I den japanska publicerade patentansökningen JP-A 5-079821 (an- sökningsnr 3-243284) beskrivs mätning av tjocklek av beläggningen på kolbelagda optiska fibrer, där mätningen förmodligen utnyttjar absorption vid en ljusstråles passage genom fibern.
I den japanska publicerade patentansökningen JP-A 5-288517 be- handlas mätning av tjocklek hos ett hölje, vid vilken man bestrâ- lar en optisk fiber, bestående av en glasdel 100a och ett plast- hölje 100b, med antingen röntgen- eller ultraviolett strålning, varefter intensiteten hos genom fibern passerat ljus uppmäts, bearbetas och avbildas för att man skall bilda sig en uppfattning om höljets tjocklek (se figur 2 och 3). Intensiteten sägs i stort enbart bero på fiberkärnans och höljets absorption och ej nämn- värt vara påverkbar av refraktion.
I patentet US-A 3,017,512 beskrivs bestämning av en tunn films tjocklek på ett föremål. Man använder här en referensstråle av infrarött ljus med en våglängd som ej absorberas av höljet samt en provstrâle av infrarött ljus med en våglängd, som till en viss del absorberas av höljet. I enlighet med formeln i spalt 2 kan man nämligen med kännedom om intensiteten hos de nämnda strålarna efter reflektion beräkna tjockleken hos höljet eller filmen. En mätanordning visas i figur 1, där polykromatiskt infrarött ljus alstras vid 11, vilket ljus medelst en chopper 12 (se figur 2), speglar och optiska filter 28 och 29 delas upp i en referensstrå- le 20 och en mätstråle 21, vars intensiteter mäts upp med hjälp av en detektor 31 och förstärks. I figur 3 visas en annan utfö- ringsform, där man har separata ljuskällor 40 och 41 och därmed slipper användandet av en chopper 12.
RnDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett syfte med uppfinningen att möjliggöra en tillförlitlig koncentricitetsmätning för en optisk fiber med ett tunt hölje, särskilt av polyimid.
Det är ett ytterligare syfte med uppfinningen att anvisa en be- stämning av koncentritetsavvikelser direkt vid tillverkningsför- farandet med dragning av fibern. 505 513 4 De ovan nämnda syftena uppnås med uppfinningen, vars närmare kän- netecken framgår av de bifogade patentkraven.
Metoden för koncentricitetsmätningen går i korthet ut på att en ljusstråle riktas mot den belagda optiska fibern från sidan, vil- ken ljusstråle delvis reflekteras mot och delvis absorberas av höljet och av fiberns inre, egentliga ljusledande del. Ju tjocka- re höljet är, desto mer ljus absorberas av höljet. Ljusets ab- sorption är proportionellt mot höljets tjocklek. Genom att detek- tera det reflekterade ljusets intensitet kan höljets tjocklek be- stämmas.
Anordningen innefattar i princip en ljuskälla, företrädesvis en laser, och en fotodetektor. Med hjälp av dessa kan höljets tjock- lek detekteras. Om man dessutom delar upp ljuset i två ljusstrå- lar med en stråldelare och speglar, nyttjar två fotodetektorer som detekterar det reflekterade ljusets intensitet på var sin sida om fibern och slutligen subtraherar intensiteterna eller signalerna från fotodetektorerna, kan fiberns koncentricitet be- stämmas.
Vid mätningen gäller att: - ljuset ej riktas tvärs eller ortogonalt mot fiberns längdrikt- ning, utan med en viss vinkel som exempelvis är väsentligen 45° och som allmänt inte är i närheten av 90° mot densamma, - det reflekterade ljusets intensitets uppmäts och kopplas till höljets tjocklek, - bestämningen av fiberns koncentricitet sker genom subtraktion av höljets uppmätta tjocklek från tvâ håll.
Allmänt bestäms sålunda tjockleken hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp, genom att den cylindriska kroppen belyses med en ljusstråle med sned infallsvinkel i förhållande till den cy- lindriska kroppens längdriktning och genom att det i en riktning reflekterade ljuset detekteras. Infallsvinkeln kan ligga i områ- det 15° - 75° och är företrädesvis väsentligen 45°. Den riktning, i vilken det reflekterade ljuset detekteras, ligger vidare med fördel i det plan, som passerar genom den infallande ljusstrålen och genom fiberns längdaxel, och bildar samma vinkel med kroppens s 503 513 längdaxel, som den infallande ljusstrålen, så att man kan säga att reflektion i fiberns längdriktning utnyttjas. En sådan mät- ning ger en relativ tjockleksbestämning. En absolut tjockleksbe- stämning erhålls genom kalibreringsmätning på en kropp med känt pålagt skikt.
Särskilt kan avvikelsen från koncentriskt läge för ett skikt på- lagt på en cylindrisk kropp bestämmas. Två sidor, företrädesvis diametralt motställda sidor, av den cylindriska kroppen belyses med ljusstrålar med samma sneda infallsvinkel mot den cylindriska kroppens längdriktning. Det av sidorna reflekterade ljuset detek- teras för att bilda signaler och skillnaden bildas av signalerna.
Infallsvinklarna kan som ovan ligga i området 15° - 75° och före- trädesvis vara väsentligen 45°.
För att undvika inverkan av en infallande ljusstråle på den re- flekterade strålen, som härrör från den andra infallande ljus- strålen, och för att ge ett enkelt mätarrangemang kan ljusstrå- larna reflekteras vid områden på den cylindriska kroppen, som ligger på avstånd från varandra i fiberns längdriktning.
I motsvarande mätanordningar finns minst en ljuskälla för att avge en ljusstråle och olika strålledande organ för att belysa den cylindriska kroppen med ljusstrålar med önskad infallsvinkel.
De strålledande organen kan innefatta speglar och om så erfordras en eller flera strålklyvare. Vidare finns detektororgan för att detektera av fibern reflekterat ljus för att avge motsvarande signaler. Vid koncentricitetsbestämning används subtraktionsorgan för att bilda skillnaden av signalerna.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas närmare i anslutning till ej be- gränsande utföringsexempel i samband med de bifogade ritningarna, i vilka: - Fig. 1 schematiskt åskådliggör absorption av en ljusstråle vid reflektion i ett skikt på en yta, - Fig. 2 visar ett tvärsnitt av en med plastskikt belagd optisk fiber, - Fig. 3 schematiskt visar strålgång vid reflektion och detektion 505 513 6 av ett strålknippe, som träffar en fiber i en sned vinkel i för- hållande till dennas längdaxel, - Fig. 4 schematiskt visar strålgång vid reflektion av ett strål- knippe, som träffar en fiber i en rät vinkel i förhållande till dennas längdaxel, och vid detektion av strålar avböjda i rät vin- kel vid brytning och reflektion, - Fig. 5 visar en anordning för mätning av koncentricitetsfel för en beläggning på en optisk fiber, - Fig. 6 visar ett diagram över transmissionen för polyimid.
BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER När en ljusstråle Il från ett första medium M1 med brytningsindex nl såsom den omgivande luften, se fig. l, infaller mot en gränsy- ta L1 till ett annat, andra medium M2 med olika stort brytnings- index n2, bryts ljusstrålen Il vid gränsytan L1 till en bruten stråle I2. Reflektion av den infallande ljusstrålen Il fås också vid gränsytan L1 och ger en första reflekterad stråle R2. Om det andra mediet M2 är ett skikt, som ligger på ett tredje medium M3 med skilt brytningsindex n3 med en andra gränsyta L2 däremellan, fås reflektion av den brutna strålen I2 vid denna andra gränsyta L2 och ger en andra reflekterad stråle R2 i det andra mediet M2.
Denna reflekterade stråle R2 passerar sedan åter med brytning i den första gränsytan L1 in i det första mediet M1 och ger därvid en bruten stråle R3, som går parallellt med den första reflekte- rade strålen R1, om gränsytorna L1 och L2 är parallella. Även en tredje bruten stråle I3 kan erhållas vid den första brutna strå- lens I2 infall mot den andra gränsytan L2 och passerar då i det tredje mediet M2. Om det andra mediet M2 uppvisar en avsevärd absorption av det använda ljuset, kommer den första brutna strå- len I2 och den andra reflekterade strålen R2, som passerar i det- ta andra medium M2, att delvis absorberas i det andra mediet M2 och denna absorbtion är beroende av strålarnas vägsträcka i det andra mediet M2 och därigenom av tjockleken av det andra mediet M2. I det här behandlade fallet är det första mediet M2 den om- givande luften och det andra mediet M2 en tunn beläggning av plast på den cylindriska manteln, som bildar det tredje mediet M2 till en optisk fiber och som är gjord av kvartsglas. För vissa plasttyper såsom polyimid kan absorption av ljus för vissa våg- längder vara stor medan absorptionen är liten i särskilt den om- 7 503 513 givande luften och även i kvartsdelen av fibern.
Ett tvärsnitt av en optisk fiber visas schematiskt i fig. 2, där den optiska fibern allmänt betecknas 1. Den innefattar en cylind- risk del 3, vanligen av kvartsglas, vars yttre del är en mantel eller "cladding", ej särskilt markerad, och ett omgivande hölje 5. Höljet 5 har också en yttre cylindrisk yta och den kan oftast ligga excentriskt i förhållande till fiberns kvartsglasdel 3, så- som visas i figuren. Den stora excentriciteten beror på svårighe- ter vid framställningen av beläggningen. En beläggning av poly- imidfilm kan sålunda typiskt ha en tjocklek av ca 10 pm medan den inre delens 3 yttre diameter är omkring 125 um. Vidare kan in- ställningsnoggrannheten för ett munstycke, med hjälp av vilket polyimidskiktet påförs vid framställning av fibern, normalt vara ca 5 um på grund av instabilitet hos mekaniska komponenter etc., vilket ger koncentricitetsfel av storleksordningen 5 um, dvs ca 50 % av det pålagda skiktets tjocklek. I praktiken kan ändå stör- re fel förekomma.
I fig. 3 och 4 schematiskt olika möjliga strålgångar vid utnytt- jande av absorption av bruten och reflekterad stråle enligt ovan för mätningar på en optisk fiber 1. I fig. 3 visas sålunda ett fall, där ett inkommande strålknippe ligger i ett plan som går genom fiberns 1 längdaxel och där strålknippet vidare bildar en sned vinkel med denna längdaxel, typiskt av storleksordningen 45° men allmänt kan vinklar mellan 15° och 75° vara tänkbara. Strål- knippet reflekteras och endast strålar reflekterade vid ett smalt område 2 vid fiberns yta kan detekteras av en detektor 4. Området 2 kan ha en avsevärd längd i fiberns längdriktning och men är mycket smalt sett i fiberns 1 omkretsriktning. Strålar i det in- fallande strålknippet, vilka inte träffar området 2, reflekteras åt sidan, bort från planet genom strålknippet och fiberns längd- axel, och påverkar inte detektorn 4.
Vid användning av ett strålknippe som infaller vinkelrätt mot fi- berns l längdaxel erhålls en situation vilken åskådliggörs av fig. 4. Här infaller strålknippet så att det reflekteras i en rät vinkel i förhållande till infallsriktningen. En central stråle A i strålknippet träffar härvid en detektor 4. Om emellertid höl- 503 513 8 jets 5 tjocklek är större, såsom visas av den streckade linjen, kommer den centrala strålen A i strålknippet inte längre reflek- teras och avböjas i en rät vinkel utan i en mindre vinkel såsom visas av strålen A'. Detta innebär att denna centrala stråle A' faller utanför detektor 4, åtminstone om denna är placerad på inte alltför ringa avstånd från fibern 1, säg på ett avstånd större än någon fiberdiameter. I stället kommer en vid sidan lig- gande stråle B i strålknippet att avböjas och träffa detektorn.
Denna stråle har dock oftast lägre intensitet än mittstrålen, varför den av detektorn 4 uppmätta intensiteten för en tjocklek beläggning inte kan relateras till den ljusintensitet, som upp- mäts för en tunnare beläggning. Denna mätmetod skulle sålunda kunna användas endast för mätning med detektorn 4 placerad allde- les invid fibern 1 eller för mätning av endast mycket små tjock- leksvariationer.
När man i stället använder ett strålknippe i en vinkel i förhål- lande till fiberns längdriktning enligt fig. 3, erhålls vid vari- ation av beläggningsskiktets tjocklek endast en liten parallell- förskjutning i sidled av det reflekterade strålknippet. Detta vi- sas i fig. 1, där en gränsyta L1' visad med streckad linje ligger mellan det första mediet M1 och ett tjockare skikt av ett andra medium M2. Den vid denna gränsyta L1' reflekterade strålen R1' förflyttas i sidled något mer än den stråle R3', som är resulta- tet av brytning vid övergången från det första mediet M1 till det andra mediet M2, reflektion vid gränsytan L2 mellan det andra me- diet M2 och det tredje mediet M3 och brytning vid övergången från det andra mediet M2 till det första mediet M3. Parallellförflytt- ningarnas storlek är av samma storleksordning som tjockleksvaria- tionen hos skiktet av det andra M2. De reflekterade strålarna kommer alltså att kunna detekteras av samma detektor förutsatt att denna inte har mycket liten aktiv yta eller öppning, vilket alltid är uppfyllt i praktiska fall.
I fig. 5 visas en anordning, som utnyttjar den beskrivna effek- ten, att absorptionen av ljus med en lämplig våglängd är beroende av tjockleken av ett pålagt skikt, och är utförd för den före- dragna, fördelaktiga strålgången som i princip visas i fig. 3. I anordningen används absorptionseffekten för att bestämma avvikel- so: 5131 9 sen från koncentriskt läge för ett på en inre cylindrisk del be- lagt yttre skikt. En ljusstråle alstras av en lämplig ljuskälla såsom en laser 7, exempelvis en HeNe-laser, och ljusstrålen upp- delas i två strålar av en stråldelare 9, så att en ljusstråle passerar rakt genom stråldelaren 9 och en annan stråle avböjs från denna i vinkelrät riktning. Den första ljusstrålen träffar en sida av en optisk fiber 1 och reflekteras av denna till en fotodetektor 11. Den andra ljusstrålen från stråldelaren 11 re- flekteras av lämpligt placerade speglar 15, 17 för att träffa den motsatta sidan av den optiska fibern 1 med samma infallsvinkel som den första strålen. Speglarna 15 och 17 är härvid vara anord- nade, så att de ger en ljusstråle, som går parallellt med den andra utgångsstrålen från stråldelaren 1 men i motsatt riktning mot denna, dvs med speglarna 15 och 17 åstadkoms en riktningsför- ändring av 180°. Den ljusstråle, som reflekteras av den motsatta sidan av den optiska fibern 1, träffar en fotodetektor 15. Ut- gångssignalerna från fotodetektorerna 13, 19 tillförs en subtrak- tionskrets 21 för att på dennas utgång bilda en skillnadssignal.
Med motstående sidor hos fibern 1 avses sådana områden av fiberns yttre yta, att ett plan genom områdenas mittpunkter och paral- lellt med fiberns 1 längdaxel också passerar genom fiberns mitt- axel och att områdena ligger vid olika skärningslinjer för detta plan med fiberns yttre yta.
För en fullständig mätning av koncentricitetsfel erfordras två anordningar enligt fig. 5, som är anordnade i rät vinkel mot var- andra. Man detekterar då intensitet hos ljusstrålar som reflekte- ras vid områden liggande på ett vinkelavstånd av 90° från varand- ra, jämför strålarna A, B, C och D i fig. 2. Minimalt skulle en koncentricitetsmätning erfordras tre ljusstrålar, som reflekteras vid områden liggande på ett avstånd av 120° i fiberns omkrets- riktning. Detta skulle erfordra ytterligare en stråldelare i an- ordningen enligt fig. 5, fler och på lämpligt sätt placerade speglar och ytterligare en detektor. En sådan uppställning skulle kunna vara fördelaktig för mätning på en fiber under dragningen av denna, när den passerar vertikalt nedåt i ett dragtorn. I ett sådant fall kan också de områden, vid vilka ljusstrålarna reflek- teras mot fiberns yta, ligga vid samma radialplan eller tvärsnitt 503 513 10 genom fibern, eftersom de ljusstrålar som passerar förbi fibern vid denna geometri inte kan träffa någon detektor.
De båda ljusstrålar, som reflekteras av den optiska fiberns 1 motstående sidor, träffar ytan på fibern vid ställen, som ligger på avstånd från varandra sett i fiberns längdriktning. Dessa ställen ligger alltså inte diametralt motsatta. Om nämligen strå- larnas träffområden låg vid samma tvärsnitt av fibern 1 eller nära ett sådant läge, skulle sådant ljus från varje ljusstråle, som efter passagen av fibern 1, t ex ljus som helt enkelt passe- rar utanför denna, också passera in i fel detektor 13, 19 och störa mätningen. Skillnaden mellan lägena för strålarnas träffom- råden vid fiberns bör vara sådant, att avståndet mellan träffom- råden, sett i en infallande stråles riktning, skall överstiga bredden av de använda ljusstrålarna och helst vara minst några gånger större än denna bredd.
Den vinkel, vid vilken ljusstrålarna träffar ytan på fibern, är vidare sned i förhållande till fiberns 1 längdriktning, i det fö- redragna fallet ca 45°. Vinkeln kan väljas olika för olika mate- rialkombinationer i skikt och inre cylindrisk del, men ligger för det mesta inom intervallet 15 - 75°.
Viktiga konstruktionsparametrar är att detektorerna 13 och 19 är placerade med en hög grad av symmetri, så att den vinkel, vid vilken strålarna från lasern träffar ytan hos fibern 1, där ljus- strålen reflekteras, måste vara precis densamma för strålarna på fiberns båda motstående sidor. Dessutom måste avståndet från var- dera detektorn 13, 19 till det ställe på fibern, där deras res- pektive ljusstråle reflekteras, vara lika stora. Till sist måste givetvis båda fotodetektorerna 13 och 19 ha samma känslighet.
För mätningen av skillnaden mellan absorptionerna enligt ovan vid koncentricitetsmätningen används en av fibern reflekterad stråle, vars variabla del härrör från reflektionen i gränsytan mellan den tunna beläggningen och den cylindriska inre delen. Reflektionen mot gränsytan (LI, se fig. 1) mellan luften och det tunna skiktet är väsentligen oberoende beläggningens koncentriska läge, så länge som beläggningens yttre diameter är konstant och belägg- n 503 513 ningen består av samma material. Någon reflektion måste också äga rum i den andra gränsytan L2 mellan det tunna skiktet och den in- re cylindriska delen. Detta är också normalt fallet för plastbe- läggningar av polyimidtyp. För den använda våglängden erhålls för sådana beläggningar en intensitet hos den reflekterade strålen R3, som ligger i området av 8 - 10 % av intensiteten hos den i den yttre gränsytan reflekterade strålen R1, så att den variabla delen av intensiteten, vilken skall detekteras, då utgör 8 - 10 %, medan variationerna i denna variabla del givetvis är ändå myc- ket mindre men ändå fullt detekterbara. Konventionella belägg- ningar med polyakrylatplast har ett brytningsindex, som inte av- viker särskilt mycket från brytningsindex hos den inre delen av kvartsglas, varför föga reflektion fås i den inre gränsytan, var- för anordningen är mindre lämpad för polyakrylatbelagda fibrer.
Vidare skall det tunna skiktet uppvisa en betydande absorption för den använda ljusvåglängden, vilket ofta kan erhållas genom val av lämplig ljuskälla. Ett diagram över transmissionen för olika våglängder för polyimid visas i fig. 5. Av detta framgår att ljus av synliga våglängder uppvisar en absorption i polyimid och att absorption är ganska liten för långa våglängder medan kortvågig energirikt ljus helt. En ljusvåglängd i det område, där transmissionen är ca 50 %, skulle vara fördelaktig att använda.
Dock fungerar förfarandet väl också för ljus från en heliumneon- laser enligt ovan, som avger ljus med våglängden ca 600 um, där transmissionen är omkring 90 %.
När ljuset i det infallande strålknippet är koherent, kan inver- kan av interferens mellan strålarna som reflekteras vid den yttre och inre gränsytan erhållas. Denna effekt är i allmänhet störande och får behandlas som brus vid signalbehandling. Det kan därför vara fördelaktigt att använda icke-koherent ljus.
En kalibrering av anordningen enligt fig. 5 kan göras genom att som fiber använda en fiber med en noggrant koncentrisk beläggning med känd tjocklek av samma polymermaterial, som den fiber för vil- ken en mätning skall göras. Användning av en sådan kalibrerings- fiber kan också möjliggöra en absolutmätning av tjockleken av det skiktet inom varje område av den typ som visas vid 2 i fig. 3. 503 513 12 Den i fig. 5 visade mätanordningen skulle kunna modifieras, så att de områden, där ljusstrålarna reflekteras, ligger mitt för varandra på diametralt motsatta ställen på fiberns yta, om man anordnade lämpliga chopper-anordningar i strålvägen, så att en- dast en ljusstråle är aktiv vid varje tillfälle. Detta skulle ge den fördelen, att en inställning av lika intensitet skulle kunna göras för båda strålarna med fibern borttagen, eftersom då strå- larna passerar rakt fram, till den andra detektorn. Vidare måste då finnas ett inställbart filter i minst en av strålvägarna, vil- ket även är fördelaktigt i den i fig. 5 visade anordningen. Såda- na modifieringar kan dock komplicera anordningen och gör den dy- rare.

Claims (12)

so: 513 |3 PATENTKRAV
1. Förfarande för bestämning av tjockleken hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp, k ä n n e t e c k n a t av - att den cylindriska kroppen belyses med en ljusstråle med sned infallsvinkel i förhållande till den cylindriska kroppens längd- riktning och - att det i en riktning reflekterade ljuset detekteras.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att in- fallsvinkeln ligger i området 15° - 75° och företrädesvis är vä- sentligen 45°.
3. Förfarande enligt ett av krav 1 - 2, k ä n n e t e c k n a t av att den riktning, i vilken det reflekterade ljuset detekteras, ligger i det plan, som passerar genom den infallande ljusstrålen och genom den cylindriska kroppens längdaxel, och bildar samma vinkel med kroppens längdaxel, som den infallande ljusstrålen.
4. Förfarande för bestämning av avvikelse från koncentriskt läge för ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp, k ä n n e t e c k - n a t av - att två olika sidor, särskilt två motställda sidor, av den cy- lindriska kroppen belyses med ljusstrålar med samma infallsvinkel mot den cylindriska kroppens längdriktning, - att det av sidorna reflekterade ljuset detekteras för att bilda signaler och - att skillnaden bildas av dessa signaler.
5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att in- fallsvinklarna är sneda och särskilt ligger i området 15° - 75° och företrädesvis är väsentligen 45°.
6. Förfarande enligt ett av krav 4 - 5, k ä n n e t e c k n a t av att ljusstrålarna reflekteras vid områden på den cylindriska kroppen, som ligger på avstånd från varandra i den cylindriska kroppens längdriktning.
7. Anordning för bestämning tjocklek hos ett skikt pålagt på en 503 513 14 cylindrisk kropp, k ä n n e t e c k n a d av - en ljuskälla för att avge en ljusstråle, - strålledande organ för att belysa den cylindriska kroppen med en ljusstråle med sned infallsvinkel i förhållande till den cy- lindriska kroppens längdriktning och - detektororgan för att detektera av den cylindrisk kroppen re- flekterat ljus och för avgivande av signaler representerande in- tensiteten hos detta ljus.
8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att de strålledande organen är anordnade, så att infallsvinkeln i för- hållande till kroppens längdriktning ligger i området 15° - 75° och företrädesvis är väsentligen 45°.
9. Anordning enligt ett av krav 7 - 8, k ä n n e t e c k n a d av att detektororganen är anordnade att detektera av den cylind- riska kroppen reflekterat ljus i en riktning, som ligger i ett plan, vilket passerar genom den infallande ljusstrålen och genom kroppens längdaxel, och som bildar en vinkel med kroppens längd- axel, vilken är lika stor som infallsvinkeln i förhållande till kroppens längdaxel.
10. Anordning för bestämning av avvikelse från koncentriskt läge för ett skikt pâlagt på en cylindrisk kropp, k ä n n e t e c k - n a d av - en ljuskälla för att avge en ljusstråle, - strålledande organ för att belysa två olika sidor, särskilt två motställda sidor, av den cylindriska kroppen med ljusstrålar med lika stora infallsvinklar mot den cylindriska kroppens längdrikt- ning, - detektororgan för att detektera det av sidorna reflekterade ljuset och för avgivande av signaler representerande detta ljus och - subtraktionsorgan för att bilda skillnaden av dessa signaler.
11. Anordning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att de strålledande organen är anordnade, så att de lika stora infalls- vinklarna är sneda och särskilt ligger i området 15° - 75° och företrädesvis är väsentligen 45°. sus 513 15
12. Anordning enligt ett av krav 10 - 11, k ä n n e t e c k n a d av att de strålledande organen innefattar en stråldelare och speglar.
SE9403974A 1994-11-17 1994-11-17 Förfarande och anordning för bestämning av tjocklek och koncentricitet hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp SE503513C2 (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9403974A SE503513C2 (sv) 1994-11-17 1994-11-17 Förfarande och anordning för bestämning av tjocklek och koncentricitet hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp
DE69521141T DE69521141T2 (de) 1994-11-17 1995-11-15 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der dicke einer schicht auf einem lichtwellenleiter
EP95937290A EP0792438B1 (en) 1994-11-17 1995-11-15 Method and device for determining the thickness of a layer applied to an optical fiber
US08/836,223 US6055058A (en) 1994-11-17 1995-11-15 Method and device for determining the thickness and concentricity of a layer applied to a cylindrical body
AU39441/95A AU3944195A (en) 1994-11-17 1995-11-15 Method and device for determining the thickness and concentricity of a layer applied to a cylindrical body
JP8516768A JPH10508946A (ja) 1994-11-17 1995-11-15 円筒形物体に付けた層の厚さおよび同心度を測定するための方法および装置
PCT/SE1995/001358 WO1996016314A1 (en) 1994-11-17 1995-11-15 Method and device for determining the thickness and concentricity of a layer applied to a cylindrical body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9403974A SE503513C2 (sv) 1994-11-17 1994-11-17 Förfarande och anordning för bestämning av tjocklek och koncentricitet hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9403974D0 SE9403974D0 (sv) 1994-11-17
SE9403974L SE9403974L (sv) 1996-05-18
SE503513C2 true SE503513C2 (sv) 1996-07-01

Family

ID=20396015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9403974A SE503513C2 (sv) 1994-11-17 1994-11-17 Förfarande och anordning för bestämning av tjocklek och koncentricitet hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6055058A (sv)
EP (1) EP0792438B1 (sv)
JP (1) JPH10508946A (sv)
AU (1) AU3944195A (sv)
DE (1) DE69521141T2 (sv)
SE (1) SE503513C2 (sv)
WO (1) WO1996016314A1 (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999049278A1 (en) * 1998-03-20 1999-09-30 Precimeter Ab An arrangement and a method for gauging a distance between surfaces of an object

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2345539A (en) * 1999-01-06 2000-07-12 Samfit Uk Ltd Detecting a non-uniform coating on a core member
US6285451B1 (en) * 1999-04-30 2001-09-04 John M. Herron Noncontacting optical method for determining thickness and related apparatus
DE19928171B4 (de) * 1999-06-19 2011-01-05 Leybold Optics Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung der optischen Schichtdicke von Beschichtungen
US6816243B2 (en) * 2001-03-05 2004-11-09 Omniguide Communications Optical waveguide monitoring
JP4690183B2 (ja) * 2005-12-01 2011-06-01 国立大学法人福井大学 肉厚測定装置及び肉厚測定方法
US7824730B2 (en) * 2007-08-31 2010-11-02 United Technologies Corporation Method and apparatus for measuring coating thickness with a laser
US7573586B1 (en) 2008-06-02 2009-08-11 United Technologies Corporation Method and system for measuring a coating thickness
US9593939B1 (en) * 2013-12-30 2017-03-14 Flextronics Ap, Llc Glue thickness inspection (GTI)
CN106892556A (zh) * 2017-04-28 2017-06-27 成都中住光纤有限公司 一种光纤拉丝夹头的在线调节系统
CN111344546B (zh) * 2017-11-01 2023-05-05 住友电气工业株式会社 光纤的玻璃偏心测定装置及测定方法
CN109669232B (zh) * 2019-01-17 2021-01-12 上海大学 单晶半导体芯光纤及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3017512A (en) * 1959-06-29 1962-01-16 American Can Co Coating thickness gauge
US4583851A (en) * 1981-07-13 1986-04-22 Northern Telecom Limited Method and apparatus for monitoring optical fiber concentricity
DE3503086C1 (de) * 1985-01-30 1986-06-19 Dipl.-Ing. Bruno Richter GmbH & Co. Elektronische Betriebskontroll-Geräte KG, 8602 Stegaurach Verfahren bzw.Vorrichtung zur Messung der Wanddicke von transparenten Gegenstaenden
JPS63274804A (ja) * 1987-05-01 1988-11-11 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光ファイバ寸法測定方法及び装置
JPS63286738A (ja) * 1987-05-20 1988-11-24 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光ファイバ特性測定方法およびその装置
JPH0252205A (ja) * 1988-08-17 1990-02-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 膜厚測定方法
CA2034162A1 (en) * 1990-02-23 1991-08-24 Akira Inoue Method and apparatus for measuring the thickness of a coating
JPH04363612A (ja) * 1990-07-19 1992-12-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 被覆厚測定方法及び装置並びにそれを用いた光ファイバの製造方法
FR2670883B1 (fr) * 1990-12-21 1994-03-18 Alcatel Fibres Optiques Dispositif de detection des irregularites du diametre d'un fil.
JPH0579821A (ja) * 1991-09-24 1993-03-30 Mitsubishi Cable Ind Ltd 炭素被覆光フアイバの炭素被膜厚さ測定装置
JPH05288517A (ja) * 1992-04-10 1993-11-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 偏肉測定方法及び装置
JP3737107B2 (ja) * 1993-11-29 2006-01-18 テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン 光学的な軸非対称性を持つ光ファイバの間の角オフセットの決定とファイバの芯合わせおよび継ぎ合わせ
SE502879C2 (sv) * 1994-06-16 1996-02-12 Ericsson Telefon Ab L M Sätt och anordning för att skarva ihop ändar på optiska fibrer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999049278A1 (en) * 1998-03-20 1999-09-30 Precimeter Ab An arrangement and a method for gauging a distance between surfaces of an object

Also Published As

Publication number Publication date
DE69521141T2 (de) 2001-09-20
SE9403974L (sv) 1996-05-18
US6055058A (en) 2000-04-25
EP0792438A1 (en) 1997-09-03
WO1996016314A1 (en) 1996-05-30
JPH10508946A (ja) 1998-09-02
AU3944195A (en) 1996-06-17
EP0792438B1 (en) 2001-05-30
DE69521141D1 (de) 2001-07-05
SE9403974D0 (sv) 1994-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5608530A (en) Inspection device for measuring a geometric dimension of a part
KR101857950B1 (ko) 고정확 실시간 미세 입자 크기 및 개수 측정 장치
JPS6379003A (ja) 形状測定用光プロ−ブ
JP4895109B2 (ja) 形状検査方法及び形状検査装置
SE503513C2 (sv) Förfarande och anordning för bestämning av tjocklek och koncentricitet hos ett skikt pålagt på en cylindrisk kropp
JP2008076159A (ja) 内部欠陥検査方法及び内部欠陥検査装置
JP2002098591A (ja) 屈折型照明光学系を備えたスペクトル楕円偏光計
US5636027A (en) Apparatus for making contactless measurements of the thickness of an object made of transparent material
AU623322B2 (en) Measuring a gap between a tube and a float
US6285451B1 (en) Noncontacting optical method for determining thickness and related apparatus
JP2019518197A (ja) マイクロエレクトロニクス用または光学用の基板をレーザドップラ効果によって検査するための方法およびシステム
CN108759690B (zh) 工作效果好的基于双光路红外反射法的涂层测厚仪
US20030128363A1 (en) Method and device for suppressing multiple scattering when examining turbid media by means of three-dimensional cross-correlation technique
Wang Long-range optical triangulation utilising collimated probe beam
CN205786373U (zh) 一种基于机器视觉的透光容器壁厚检测设备
RU2148790C1 (ru) Способ и устройство для высокоточного бесконтактного измерения расстояний поверхностей
JP2004257994A (ja) 熱レンズ吸光分析装置
JP2814255B2 (ja) 屈折率分布の測定方法
SU1597537A1 (ru) Способ измерени шероховатости поверхности издели и устройство дл его осуществлени
JP2779316B2 (ja) 着色光ファイバの着色層偏肉検査方法
JPS6199806A (ja) 溝の深さ測定装置
JPH04168308A (ja) 非接触式厚み・屈折率測定装置
Smithgall Light scattering fiber/coating eccentricity measurements for thin coatings
JPH08226872A (ja) レンズの屈折率検査装置
TW200923320A (en) Method of measuring refractive index and thickness of slide

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed