SU1013749A1

SU1013749A1 - Device for checking outer counter of fibre in manufacturing thereof

Info

Publication number: SU1013749A1
Application number: SU813371340A
Authority: SU
Inventors: Юрий Абдулхаевич Тамеев
Original assignee: Войсковая Часть 25840
Priority date: 1981-12-23
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1983-04-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАРУЖНОГО КОНТУРА ВОЛОКНА В ПРОЦЕССЕ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси осветитель , систему проецировани с отверсти ми дл прохождени волокна и анализатор изображени ,о тличаю .щеес тем, что, с целью повышени точности контрол непрозрачного волокна в процессе его изготовлени и возможности контрол прозрачного волокна, осветитель выполнен в виде последовательно расположенных на оптической оси колли- матора, сменных двух кольцевых диафрагм и двух кольцевых пол ризаторов с взаимно перпендикул рными направлени ми плоскостей, пол ризации и узлом ввода и вывода пол ризаторов из светового пучка коллиматораA DEVICE FOR THE CONTROL OF THE EXTERNAL FIBER CONTOUR DURING ITS MANUFACTURING, containing successively the illuminator located on the same optical axis, a projection system with openings for passing the fiber and an image analyzer, in order to improve the accuracy of controlling the opaque fiber during manufacture and control of transparent fiber, the illuminator is made in the form of successively located on the optical axis of the collimator, replaceable two annular diaphragms and two tsevyh polarizers with mutually perpendicular directions of planes of polarization and the node input and output polarizers of the light beam collimator

Description

О)ABOUT)

сwith

м соm so

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано , в частности,дл контрол наружного контура волокна в процессе его изготовлени .The invention relates to a measurement technique and can be used, in particular, to control the outer contour of a fiber during its manufacture.

Известно устройство дл контрол наружного контура площади поперечного сечени волокна, содержащее микроскоп с фотонасадкой. В центре линз объектива микроскопа сделаны отверсти , через которые пропускают исследуемое волокно.A device for monitoring the outer contour of the cross-sectional area of a fiber is known, which contains a microscope with a photo-nozzle. In the center of the lens of the microscope lens are made holes through which the test fiber is passed.

Волокно прот гиваетс при помощи направл ющих валиков Г13.The fiber is drawn with the aid of G13 guide rollers.

Однако дл производственных целей необходим оперативны.й количественный контроль поперечного контура . Равномерное всестороннее освещение волокна не позвол ет получить контрастное изображение поперечного контура волокна и неприемлемо при контроле прозрачных объектов, так к они имеют низкий контраст в услови . всестороннего освещени .However, for production purposes, operational, quantitative control of the transverse contour is necessary. Uniform comprehensive illumination of the fiber does not allow a contrast image of the transverse contour of the fiber to be obtained and is unacceptable when monitoring transparent objects, as they have a low contrast under conditions. all-round coverage.

.Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл контрол наружного контура волокна в процессе его изготовлени , содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси осветитель, систему прецировани с отверсти ми дл прохож дени волокна и анализатор изображени - . Осветитель выполнен, в виде источника света и объектива Г2.The closest to the invention in its technical essence is a device for monitoring the outer contour of the fiber during its manufacture, containing successively located an illuminator on the same optical axis, a precision system with openings for passing the fiber, and an image analyzer. The lighter is made in the form of a light source and a G2 lens.

Указанное устройство позвол ет измерить площадь сечени волокна, . .причем с низкой точностью, так как 1используетс . световое п тно большой площади в фокусе осветител , поэтому одновременно контролируетс значительный по длине участок волокна . Неравномерность распределени освещенности в п тне при небольших подвижках волокна, флуктации ркости источника света также внос т погрешности в измерение. Контроль прозрачного оптического волокна с помощью такого устройства невозможен , так как свет будет проходить сквозь волокно практически без потерь. Таким образом, известное устройство имеет низкую точность контрол непрозрачного волокна в процессе его изготовлени и не обеспечивает контроль прозрачного волокна. Целью изобретени вл етс повышение точности контрол непрозрачного волокна в процессе его изготовлени и возможность контрол прозрачного волокна.This device allows to measure the fiber cross section,. And with low accuracy, since it is used. the light spot of a large area at the focus of the illuminator, therefore, a considerable length of fiber section is simultaneously controlled. The unevenness of the illumination distribution in the spot with small fiber shifts, fluctuations in the brightness of the light source also introduce errors in the measurement. The control of a transparent optical fiber using such a device is impossible, since the light will pass through the fiber almost without loss. Thus, the known device has a low control accuracy of the opaque fiber during its manufacture and does not control the transparent fiber. The aim of the invention is to improve the accuracy of control of an opaque fiber during its manufacture and the ability to control a transparent fiber.

Поставленна цель достигаетс те что в устройстве дл контрол наружного контура волокна в процессе его изготовлени , содержеицем последовательно расположенные на одной The goal is achieved by the fact that in the device for controlling the outer contour of the fiber in the process of its manufacture, are consistently located on one

оптической оси осветитель, систему проецировани с отверсти ми дл прохождени волокна в анализатор изображени , осветитель выполнен в виде последовательно расположенных на оптической оси коллиматора сменных двух кольцевых диафрагм и двух кольцевых пол ризаторов с взаимно перпендикул рными направлени ми плоскостей -пол ризации и узлом ввода и щывода пол ризаторов из светового пучка коллиматора.the optical axis of the illuminator, the projection system with holes for the passage of the fiber in the image analyzer, the illuminator is made in the form of interchangeable two annular diaphragms and two annular polarizers arranged on the optical axis of the collimator with mutually perpendicular directions of the polarization planes and an input node and a mandrel Polarizers from the collimator's light beam.

На фиг.1 изображена принципиальна схема устройства дл контрол наружного контура волокна в процесс его изготовлени ; на фиг.2 - пол ризатор , у которого направлени плоскостей пол ризации направлены по радиусу кольцаj на фиг.З - то же, укоторого направлени плоскостей пол ризации направлены перпендикул рно радиусу кольца.Fig. 1 is a schematic diagram of a device for monitoring the outer contour of a fiber in its manufacturing process; 2, a polarizer in which the directions of the planes of polarization are directed along the radius of the ring j in FIG.

Устройство дл контрол наружног койтура волокна в процессе его изготовлени содержит осветитель, включающий последовательно расположенные на одной оптической оси коллиматор 1, сменные кольцевые диафрагмы 2 и 3, кольцевое зеркало 4, сменные кольцевые пол ризаторы 5 и 6 , кардиод-кондексор j, а также узел ввода и вывода пол ризаторов из светового пучка коллиматора {не показан), систему проецировани , включающую микрообъектив 8 кольцевое зеркало 9, расфокусированную трубу 10 Галиле , анализатор 11 изображени . Коллиматор 1 используетс в качестве источника света, дающего параллельный пучок лу.чей на входе осветител . Сменные кольцевые диафрагмы 2 и 3 предназначены дл контрол либо по схеме еветлого пол (диафрагма 2 и ход лучей показан тонкими сплошными лини ми), либо дл контрол по схеме темного пол (диафрагма 3 и ход лучей показан тонкими, штриховыми лини ми). Кольцевое зеркало 4 служит дл излома хода лучей и имеет отверстие дл прохождени волокна 12. В устройстве может быть использован либо пол ризатор 5, либо 6 (фиг.2 и 3). Пол ризаторы 5 и 6 установлены на плоском поворотном диске (не показан) , имек цем возможность вращени вокруг оси 0-0. Диск имеет три отверсти : дли пол ризатора 5, дл пол ризатора 6, дл работы без пол ризаторов 5 и 6. Стрелками на фиг.2 и 3 показано направление плоскости пол ризации в каждом секторе указанных пол ризаторов 5 и 6. При использовании пол ризатора 5 направление плоскостей пол ризации света, падающего на -волокно 12, будет параллельно образующим BOjrioKHa 12, а при использовани пол ризатора б - перпендикул рно им Поверхность 13 1 мкрообъектива 8 зачернена. Таким образом, при рабо те по схеме темного пол апертура кардиод-конденсора 7 будет превыша апертуру микрообъектйва 8. Кардиод-конденсор 7 и микро . объектив 8 имеют отверсти дл прохождени волокна 12. Так как малому наклону лучей на входе трубы 10 Галиле будет соответствовать большой наклон на выходе трубы, а труба 10 Галиле расфокусирована , то это позволит получить сильно увеличенное изображе . ние наружчого контура волокна 12 на анализаторе 11 изображени . В качестве анализатора 11 изображени может быть использовано устройство, состо щее, например, из . передающей телевизионной трубки и процессора. Устройство работает следующим образом., Подлежащее контролю волокно 12 пропускают через отверсти в кольцевом зеркале 9, микрообъективе 8, кардиод-конденсоре 7, пол ризаторе 5 (или б) и зеркале 4. Параллельный пучок света, выход щий из коллиматора 1, падает на сменную кольцевую диафрагму 2 (или затем, отразившись от кольцевого зеркала 4, проходит через пол ризатор 5 (или 6) или минует их и фоку сируетс на волокне 12 кардиод-конденсором 7. Прошедший или отраженный от контролируемого контура волокна 12 свет собираетс микрообъективом 8. Свет пройдет через волокно 12, если оно прозрачно, и отрази-цс от него, если оно не прозрачно . После выхода из микрообъектива 8 свет параллельным пучком падает на кольцевое зер1Кало 9, отража етс от него и, пройд расфокусированную трубу 10 Галиле , строит уве личелнре изображение контролируемог . контура на анализаторе 11 изображени . . В ка 1естве объекта измерени могут выступать нити, .рллпкна, проволоки , и т.п. Например, волокна дл волоконно-оптических линий св зи, оптические волокна разнообразного поперечного профил и, в частности, фоконы, прецизионные проволоки дл изготовлени часовых.пружин, микрохирургические инструменты. Введение коллиматора позвол ет высветить на волокне узкое кольцо в фокальной плоскости системы проецировани , что, в свою очередь, об|еспечивает получение контрастного изображени наружного контура BCMIOKна и контроль прозрачных волокон, а также уменьшить вли ни посторонних засветок и дефокусировок. Наличие сменных кольцевых диаф- : рагм в осветителе даст возможность ; наблюдени волокна как в светлом (т.е. апертура полого конуса лучей ; осветител равна апертуре проекционного микрообъектива), так и в темном (т.е. апертура полого конуса лучей осветител превышает апертуру проекционного микрообъектива) поле. Кроме того, устройство дополнено. двум пол ризаторами с ВОЗМО);.ИОСТЬЮ введени и выведени каждого из них из пучка лучей осветител , причем в одном пол ризаторе направлени плоскостей пол ризации перпендикул рны образующим волокна, а в дру- . гом - параллельны им. -С этой целью пол ризаторы выполнены либо набор- : ными, либо цель ными, специ альным образом изготовленными. Например, . нарезанные -в виде сегментов из пленочного пол ризатора и расположенные по кольцу, причем в одном пол ризаторе направлени плоскостей пол ризации направлены по радиусу кольца, а в другом - перпендикул рны ему в каждом из сегментов. При проведении измерений на предлагаемом устройстве оператор имеет возможность подбирать различные вилы освещени , использовать пол ризован-; ный. свет в зависимости-от формл, шероховатости поверхности и прозрач- . ности контролируемого волокна дл получени наиболее контрастного изображени контура, чем и обеспечиваетс высока точность контрол .The device for controlling the outer fiber of the fiber in the process of its manufacture contains an illuminator that includes a collimator 1 sequentially arranged on the same optical axis, interchangeable annular diaphragms 2 and 3, an annular mirror 4, interchangeable polarizers 5 and 6, j cardiode-jax, and also a node input and output of polarizers from the collimator's light beam (not shown), projection system including micro lens 8 ring mirror 9, defocused Galilean tube 10, image analyzer 11. Collimator 1 is used as a light source, which produces a parallel beam of light at the input of the illuminator. The interchangeable annular diaphragms 2 and 3 are designed to control either the light field pattern (diaphragm 2 and the path of the rays are shown by thin solid lines) or for the dark field control (the diaphragm 3 and the path of the rays are shown by thin, dashed lines). An annular mirror 4 serves to break the course of the rays and has an opening for the passage of fiber 12. The device can be used with either a polarizer 5 or 6 (Figures 2 and 3). Polarizers 5 and 6 are mounted on a flat swivel disk (not shown), with the ability to rotate around the 0-0 axis. The disk has three holes: the length of the polarizer 5, for the polarizer 6, for operation without polarizers 5 and 6. The arrows in FIGS. 2 and 3 show the direction of the polarization plane in each sector of these polarizers 5 and 6. When using the polarizer 5 the direction of the planes of polarization of the light incident on the α-fiber 12 will be parallel to the generator BOjrioKHa 12, and when using the polarizer b - perpendicular to them. The surface 13 1 of the micro-lens 8 is blackened. Thus, when operating according to the dark floor scheme, the aperture of the cardiode – condenser 7 will exceed the aperture of the microobject 8. Cardiode – condenser 7 and micro. the lens 8 has openings for the passage of fiber 12. Since the small inclination of the rays at the entrance of the pipe 10 to Galileo will correspond to the large inclination at the exit of the pipe, and the pipe 10 of Galileo is out of focus, this will allow to obtain a greatly enlarged image. the outer contour of the fiber 12 on the image analyzer 11. As the image analyzer 11, a device consisting of, for example, can be used. transmitting television tube and processor. The device works as follows. The fiber 12 to be monitored is passed through the holes in the ring mirror 9, micro-lens 8, cardiore-condenser 7, polarizer 5 (or b) and mirror 4. A parallel beam of light coming out of the collimator 1 falls onto the interchangeable an annular diaphragm 2 (or, having reflected from an annular mirror 4, passes through a polarizer 5 (or 6) or bypasses them and focuses on the fiber 12 with a cardiode-condenser 7. The light transmitted or reflected from the controlled contour of the fiber 12 is collected by the micro-lens 8. Light pass t through fiber 12, if it is transparent, and reflecting from it, if it is not transparent. After leaving the micro-lens 8, the light in a parallel beam falls on the annular mirror 1, reflects 9 from it, and, having passed the defocused tube 10, Galileo builds an increased the image of a controllable contour on the image analyzer 11.. As a measurement object, there can be threads, pp, wire, etc. For example, fibers for fiber-optic communication lines, optical fibers of various cross sections and, in particular, focons, precision One wire for the manufacture of clock. Springs, microsurgical instruments. The introduction of the collimator makes it possible to highlight a narrow ring on the fiber in the focal plane of the projection system, which, in turn, provides for obtaining a contrast image of the outer contour of the BCMIOK and controlling transparent fibers, as well as reducing the effects of extraneous highlights and defocusing. The presence of interchangeable ring diaph-: ragm in the illuminator will give the opportunity; Observation of the fiber in both the light (i.e., aperture of the hollow cone of rays; the illuminator is equal to the aperture of the projection microobjective) and in the dark (i.e., the aperture of the hollow cone of the rays of the illuminator exceeds the aperture of the projection microobjective) field. In addition, the device is supplemented. two polarizers with a possible); and by introducing and removing each of them from the beam of illuminator, and in one polarizer the directions of the planes of polarization are perpendicular to the fibers that form, and in the other. gom - parallel to them. - For this purpose, polarizers are either made-up-set, or purpose-made, specially made. For example, . cut-in-shape segments of film polarizer and located around the ring, with the directions of the planes of polarization in one polarizer directed along the radius of the ring, and in the other direction perpendicular to it in each of the segments. When carrying out measurements on the proposed device, the operator has the opportunity to select various forks of illumination, use polarized-; ny. light, depending on the formulas, surface roughness and transparent. controlled fiber to obtain the most contrast contour image, which ensures high accuracy of control.

Claims

DEVICE FOR MONITORING THE EXTERNAL FIBER CIRCUIT DURING ITS MANUFACTURE, containing a illuminator sequentially located on the same optical axis ^- a projection system with holes for the passage of fiber and an image analyzer, characterized in that, in order to increase the accuracy of control of an opaque fiber in its manufacturing process and the ability to control transparent fibers, the illuminator is made in the form of collis-sequentially arranged on the optical axis. Mator, interchangeable two annular diaphragms and two annular polarizers · with mutually perpendicular directions of the planes, polarization and the input and output node of the polarizers from the light beam of the collimator _h