SU1019388A1 - Оптико-механическое сканирующее устройство - Google Patents

Abstract

От ИКр-МБХАНЙЧЕСКОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее два оптич С.ки св занных набора св&товодов , объективj оптически :св ьанный с первым набором, дв.а приемника оп- ;: тического излучени -, О т л и ч а ющ е ,е с   тем, что/ с целью обеспе- . чени  измерени  параметров вибрации крйтролируемогр сйъекта путем сканирова«и  по координатам его неподвижной поверхности,, в него введены источник зондирующего излучени , блок обработки информации, двигатель, -отдельный рветрвод и линза, причем источник зондирующего излучени  и первый приемник оптического излучени  оптически св заны через линзу с одним конусом Отдельного световода, другой конец которого оптически св ,зан с одним из входных концов световодов второго набора, при этом-вто . рой набор соединен с двигателем, входные концы световодов первого и второ ю наборов расположены на окружност х , концентричных оси вращени , через один угловой шаг, соотвётствук цие выходные концы второго набора расположёны на. окружност х, концентричных оси вращени , через два угловых шага, при этом один кз выходных концов.первого набора оптически св зан со вторым приемником оптического излучени , а остальные (/ размещены в виде пр моугольной мат .рицы, приемник оптического излучени  электв ческй соединен с блоком ; обработки информации,: а блок, обработки информации электрически соедй- g . первым приемником оптического излучен-и .

Description

00 00

Изобретение относитс  к технике оптических устройств дл  управлени  направлением световых лучей, а более конкретно к оптико-механическим устройствам дл  сканировани  световых лучей в пространстве и предназначе- 5 но дл  измерени  бесконтактным методом параметров вибрации плоских поверхностей изделий и коммутации световодных каналов.

Известно оптико-механическое ска- 10 нирующое устройство, содержащее развертывающий барабан/ вращаемый электродвигателем , фотоэлектрический . датчик с диафрагмой, где указанный барабан выполнен в виде волоконного 5 трансформатора изображени  с цилиндрической поверхностью, на которой .ступенчато закреплены концы световодных волокон, другие концы этих волокон закреплены на торце барабана и jn расположены на окружности, концентричной оси вращени , а вблизи торца ба-. рабана .установлен указанньой фотоэлектрический датчик о диафрагмой, центр отверсти  которой совпадает с окруж- 25 ностью вращени  волокон

Однако это устройство «е обеспе ч вает измерение параметров вибрации, .кроме того, не оканирование изображени  контзррлируемого объекта по двум координатам по при- чине его фокусировки на образующую цилиндрического барабана и ограничиБаетс  врем  активной передачи информации по причинеугловых поворо тов световодов tSaQa6aHa относитесь- 35 но плоскости сканирующего изображег ки  в пределах номинального апертурного угла световода.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 40 мому результату  вл етс  оптикомеханическое сканирующее устройство, содержащее два оптически св занных набора световодов, объектив, оптически св занный с первым набором, 5 два приемника оптического излучени  Сгз. ;, ; , . Однако это устройство не обеспечивает измерение параметров вибрации , кроме того, сканирование изоб- -.. ражени  этого объекта осуществл етс  аи одной координате, имеют место . .  опойнйтельные потери при передаче световой энергии между набором световодов по причине увеличений рас- сто ни  между Нш«и на; толщину враща- 55 кадагос  диска.; ; . , - ;, / . . Целью изобретени   вл етс  ббес . печение измерени  параметров вибра-; 1(ии контролируемого объекта дутем сканировани  по координатам ёэто не- 60 подвижной поверхно&ти, а также уьюньшенй  потерь при передаче световой

энертйи.. . , . - - - : , . , , .

Доставленна  цель достигаетс  тем, что в оптико-механическое сканир5 - 5

щее устройство, содержащее два оптически св занных набора световодов, объектив, оптически св з&нный с первым набором, два приемника оптического излучени , введены источник зондирующего излучени , блок обработки информации, двигател5Ь, отдельный световод и линза/ причем источник зондирующего излучени  и первый приемник оптического излучени  оптически св заны через линзу с одним концом отдельного световода, другой конец которого оптически св зан с одним иэ входных концов световодов второго набора/ при этом второй на .бор соединен с двигателем, входные концы световодов первого и второго наборов расположены на окружност х, концентричных оси вращени  через один угловой шаг, соответствующие выходные концы второго набора расположены на окружност х/ концентричных оси вращени , через два угловых лаага, ПРИ этом один из выходных коншов первого набора оптически св зан со BTOpbwприемником оптического излучени  а остальные размещены в вид пр моугольной матрицы/ приемник оптического излучени  электрически соединен с блоком обработки информации, а блок обработки информации электрически соединен с первым приемником оптического излучени .

На фиг. 1 изображена блок-схема оптико-механического сканирующего yCTpwicTisa; на фиг. 2 - схема размещени  входных концов световодов первого набора; на фиг. 3 - схема размещени  выходных концов световодов первого набора; на фиг. 4 - схема размещени  входных концов световодов второго набора; на фиг. 5 - схема разме|цени  верхних концов соответственно первого и второго наборов пр четнсм числе световодов.

ОпТико- механическое сканирующее устройство состоит из первого набора 1 световодов, второго набора 2 световолов , объектива 3 отдельного светойода 4, лкнзы 5, двигател  б, второго приемника 7 оптического излучени  (фотодетектора), источника 8 оптического излучени  первого и приемника 9 оптического излучени . Источник 8 оптического излучени  и приемник оптического излучени  Оптически св заны через линзу 5 с одним концом световода 4, а другой конец .световода оптически св зан с одНич из световодов торцаЦ набора 2 Набор 2 соединен с двигателем б. Торец набора 2 оптически св зан с торцом 0 набора 1. Торец А набора 1 оптически св зан с объективом 3, который рптически св зан с диффузионно-отражающей пов хностью контролируемого объектива 10.

Фотодетектор 7 оптически св зан с набором 1 световодов 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 и электрически св зан с устройством 11 обработки информации.

На торце А набора 1 (фиг. 3) размещены четыре конца световодов 12.1, 5 12.2, 12.3, 12.4 в виде пр моугольной матрицы. На торце В,набора 1 (фиг. 2) размещены п ть концов световодов 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5 в виде р да на окружности с равным 10 угловым шагом oi. ДОугой конец световода 12.5 оптически св зан с фотодетектором 7 . На торце набора 2(фиг.4) размещены п ть световодов

12.6,12.7, 12.8, 12.9, 12.10 в ви- 5 де р да на окружности, концентричной оси вращени , с равным угловым ша- / гом oL На торце С набора 2 (фиг . 5) размещены п ть концов световодов 12.6,

12.7,12.8, 12.9, 12.10 в виде р да jQ на окружности, концентричной оси вра- щени , с равным угловым шагом 2tJLn отношению к размещению концов световодов на торце D.Конец отдельного световода 4 оптически св зан с концом 25 световода торца D HaiBopa 2.Конец световода12 . 10 на торце С набора 2 оптич ски св зан с концом световода

12.5 на тсфце В набега 1.

Количество световодов в наборах «О 1 Н 2 может отличатьс  от указанного Bbmaie, исход  из прартических потребностей . В случае че; рного числа светр- . водов в наборах размещение концов световодов на торцах на боров 1 и 2 должно выполн тьс  на двух окруж 35 ностйк разного радиуса. На торце С набора 2 (. 6) размещены шесть концов световодов 12.11, 12.12, 12,13, 12.14, 12.15, 12.16 в виде р да на двух окр1гасност х. Концы све- 40 товодов 12.Ilji2.12 12.13 размещены на окружноЛи одного радиуса, а концы световодов 12.14, 12.15, 12.16наокр5шности меньшего радиуса.

На торце В набора 1 (фиг. 7) раз- 45 мещеныш сть концов световодов 12.17, 12.18, 12.19, 12.20, 12.21, 12/22 в Виде р да на двух окружност х с равным угловым Шагом /S. Концы световодов 12. 17, 12,18, 12.19 размещены «О на окружности то1Ч же радиуса, что и аналогичные световоды на торце С набора 2, концы световодов 12.20, 12.21, 12.22 -г на другой окружности того же радиуса что и аналогичные световоды на торце С набора 2.

Рассто ние между торцами в наборов 1 и 2, торцом Ь набора 2 и конЦ9М световода 4 должно быть минимгшьным ,что обеспечивгмгт передачу свето- вого луча с машлми потер ми световой 60

энергии.Минимгшьное рассто ние между

торцг|ми А и В набора 1 и минимальна 

длина отдельного световода 4 должны быть достаточны дл  исключени  вли низ на оптическую юстировку торца А 65

набора 1 и конца световода 4, оптически св занного с линзой 5, по npriчине вращени  набора 2 и двигател  6

Устройство с нечетным или четным числом световодов в наборах 1 и 2 работает аналогичным образом. При нахождении устройства в исходном положении (фиг. 1) зондирующий луч от источника 8 оптического излучени  проходит через линзу 5, световод 4, световод 12.5, 12.10 наборов 1 и 2 и попадает на фотодетектор 7, электрический сигнал с которого поступает на устройство 11 обработки информации и обеспечивает его синхронизацию . При повороте набора 2 двигателем 6 на уголoioT исходного пбложени  зондирующий луч проходит через световоды 12.1, 12.6 наборов 1,2 и фокусируетс  объективом 3 в точку 13 диффузионно-отражающей поверхности контролируемого объектива, в ибрируюЦего в направлении зондирующего луча. Часть отрешенного «BeTaj juoдержаща  информацию в виде доппле ровской частоты, проходит в обратном направлении по тому же каналу. Линэой 5 осуществл етс  фокусировка отраженного света,выход щего с &о«1 световода 4,н§1 первый приемник 9 рп ческого излучени ,сигнал с которого поступает на устройство 11 ос абдххи информации дл  получени  сигнгша вибрационной скорости контролируемо го объекта, измерени  и- представлени результатов в нужном виде . При -повороте набора 2 на угол 2oi обеСПеЧНГ ваетс  контроль точки 14 пове{$хнсй:1ги объекта через световод 12.2, 12.7 наборов 1 и 2. При повороте набора 2о на угол Зоб обеспечиваетс  контроль точки 15 поверхности объектга. череЭ световоды 12.3, 12.8 набор| 10 1 и 2. При повороте набора 2 на угол 4oL обеспечиваетс  контроль точки 16 поверхности объекта через световод 12.4, 12,9 наборов 1 и 2. Йри повороте набора 2 на угол 5 oL устройство возвращаетс  в исходное положение.

3 насто щее врем  дл  бесйонтактного измерени  параметров вибрации широко используетс  лазерный -допплеровский виброметр. Этот виброметр/ обеспечивает необходимые характерис тики и поэтому может быть прин т и качестве базового объекта.

Лазерный допплеровский виброметр 55LМарк П, разработанный датской фирмой DiSA ELEKTRONiK и использованный на предпри тии, имеет следующие базовые харбистеристики измерение вибрации в одной точке; ручное перемещение зондирунхцего луча совместно с источником и приемником оптического излучени  и только по пр мой линии; размещение источника   приемника оптического излучени  вблизи вибрирующих объектов, вли юUiee на возможность и, точность измерений за счет высокой чу&ствительности к смещению оптических элементов .

Предлагаемое изобретение обеспечивает новые функциональные возможности и имеет следунхцие технические характеристики: автоматическое с разделением по времени измерение вибрации плоских поверхностей во многих точка ; автоматическое сканирование зондирующегоИ отраженного луча при неподвижном источнике и приемнике оптического излучени ; синхронизаци  работа устройства обработки информации со сканированием зондирующего луча; размещение источника и приемника оптического излучени  вдали от вибрирующих объектов, уменьшающее вЛИЯние вибрации на возможность и точность измерений за счет высокой чувствительности к смещению оптических элементов.

При этом остальные показатели устройства по сравнению с базовым не ухудшились.

Claims (1)

1. . ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее два оптически связанных набора световодов, объектив^ оптически связанный с первым набором, два приемника оп- ; тического излучения, от лич а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения измерения параметров вибрации ^:контролируемого объекта путем сканирования по координатам его неподвижной поверхности,. в него введены ис. точник зондирующегоизлучения, блок обработки информации, двигатель, отдельный световод и линза, причем источник зондирующего излучения и первый приемник оптического излучения оптически связаны через линзу с одним конусом Отдельного световода, другой конец которого оптически свя,зан с одним из входных концов световодов второго набора, при этом второй набор соединен с двигателем, входные концы световодов первого и второго наборов расположены на окружностях, концентричных оси вращения, через один угловой шаг, соответствующие выходные концы второго набора расположены на окружностях, концентричных оси вращения, через два угловых шага, при этом один из выходных концов первого набора оптически связан со вторым приемником оптического излучения, а остальные размещены в виде прямоугольной мат рицы, приемник оптического излучения электрически соединен с блоком обработки информации, а блок обработки информации электрически соеди.нейс первым приемником оптического излучения.