SU1441192A1

SU1441192A1 - Device for measuring lateral dimensions of thread-like objects

Info

Publication number: SU1441192A1
Application number: SU874230352A
Authority: SU
Inventors: Андрей Сергеевич Москвин
Original assignee: Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1988-11-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в измерении. попе ечных размеров объектов. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени поперечных размеров нитевидных объектов и достигаетс она за счет увеличени числа сканирований в единицу времени. Световой поток от лазера I делитс пластиной 2 на два так, что первый направл етс на зеркало 5, а второй через зеркало 3 - на зеркало 6, при этом зеркала 5 и 6 закреплены на вибраторах камертона 4 и колеблютс в противофазе. На пути потоков в передней фокальной плосг кости первой сканирук цей линзы 8 установлена дифракционна решетка 7, и каждьй из лучей преобразуетс во вторичные световые лучи, вторичные лучи собираютс линзой 9 на фотоприемники 10 и 11 соответственно. За измер емым объектом в ,момент пересечени его краев одним из вторичньрс .лучей происходит изменение интенсивности потока, которое фиксируетс блоком обработки. i (ЛThe invention relates to a measurement technique and can be used in measurement. transverse dimensions of objects. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the transverse dimensions of thread-like objects and it is achieved by increasing the number of scans per unit of time. The luminous flux from laser I is divided by plate 2 into two so that the first is directed to mirror 5 and the second through mirror 3 to mirror 6, while mirrors 5 and 6 are fixed on vibrators of the tuning fork 4 and oscillate in antiphase. On the path of the streams in the front focal plane of the first scanner of the lens 8, a diffraction grating 7 is installed, and each of the rays is converted into secondary light rays, the secondary rays are collected by the lens 9 to the photodetectors 10 and 11, respectively. Behind the object being measured in, the instant of intersection of its edges by one of the secondary rays causes a change in the flow intensity, which is fixed by the processing unit. i (L

Description

юYu

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в фотоэлектричес1 их устрой - ствах бесконтактного измерени поперечных размеров нитей, проволок, волокон в процессе их производства.The invention relates to a measurement technique and can be used in photoelectric means for their contactless measurement of the transverse dimensions of filaments, wires, fibers during their production.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени поперечных размеров нитевидных объектов.путем увеличени числа сканирований в единицу времени.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the transverse dimensions of thread-like objects. By increasing the number of scans per unit of time.

На чертеже представлена схема устройства дл измерени поперечных размеров нитевидных объектов. Устройство содержит лазер 1, све- тоделительную пластину 2, отражающее зеркало 3, камертон 4, втгорое зеркало 5, третье зеркало 6, дифракционную решетку 7, первую сканирующую линзу 8, вторую сканирующую линзу 9, первый фотоприемник 10, второй фотоприем ник 11, блок J 2 обработки сигналов фотоприемников, измер емый объект 13The drawing shows a diagram of a device for measuring the transverse dimensions of thread-like objects. The device contains a laser 1, a lighting plate 2, a reflecting mirror 3, a tuning fork 4, a second mirror 5, a third mirror 6, a diffraction grating 7, the first scanning lens 8, the second scanning lens 9, the first photodetector 10, the second photoreceiver 11, block J 2 photodetector signal processing, measured object 13

Пластина 2 расположена между лазером 1 и зеркалом 3 и оптически св зана с зеркалом 5, а зеркало 3 оптически св зано с зеркалом 6, зеркала 5 и 6 закреплены на торцах камертона 4. Дифракционна решетка 7 установлена между камертоном 4 и первой сканирующей линзой 8 в ее фокальной плоскости, между сканирующими линзами . 8 и 9 помещаетс измер е ш объект 13, а в задней фокальной плоскости второй сканирующей.линзы 9 располагаютс фотоприемники, св занные с блоком 12 обработки сигналов фотоприемников .Plate 2 is located between laser 1 and mirror 3 and is optically connected to mirror 5, and mirror 3 is optically connected to mirror 6, mirrors 5 and 6 are fixed at the ends of the tuning fork 4. Diffraction grating 7 is installed between tuning fork 4 and the first scanning lens 8 its focal plane, between scanning lenses. 8 and 9, a measuring object 13 is placed, and in the rear focal plane of the second scanning lens 9 there are photodetectors associated with the unit 12 for processing the signals of the photodetectors.

Устройство дл измерени поперечных размеров нитевидных объектов работает следующим образом.A device for measuring the transverse dimensions of the threadlike objects operates as follows.

Световой поток от лазера 5 делитс полупрозрачной пластиной 2 так, что образуетс два параллельных меж- ду собой световых потока одинаковой интенсивности. Первьш световой поток направл етс полупрозрачной пластиной 2 на зеркало 5. Второй световой поток направл етс отражающим зеркалом 3 на зеркало 6. Зеркала 5 и 6, закрепленные на торцах вибраторов камертона 4, колеблютс в противофазе, что приводит к противофазному, симметричному относительно оптической оси пер мещению отраженных от нкх световых потоков. На пути этих потоков в перед ней фокальной плоскости первой скаThe light flux from the laser 5 is divided by a semitransparent plate 2 so that two parallel light fluxes of the same intensity are formed. The first luminous flux is directed by the semitransparent plate 2 to the mirror 5. The second luminous flux is directed by the reflecting mirror 3 to the mirror 6. The mirrors 5 and 6, fixed on the ends of the vibrators of the tuning fork 4, oscillate in antiphase, which leads to an antiphase, perpendicular to the optical axis of the tuning fork 4 The distribution of reflected light fluxes from NCs. On the way of these streams in front of her the focal plane of the first

5five

00

5five

00

5five

00

нирующей линзы 8 установлена дифракционна решетка 7. При этом в сканируемом пространстве между первой 8 и второй 9 сканирующими линзами каждый из световых потоков, отраженных от зеркал 5 и 6, преобразуетс во вторичные световые лучи, совершающие противофазные возвратно-поступательные перемещени вдоль оси X. Вторичные световые лучи, источником которых вл етс световой поток, отраженный от зеркала 5, направл ютс второй сканирующей линзой 9 на поверхность второго фотоприемника 11, Вторичные световые лучи, источником которых вл етс световой поток, отраженньй От зеркала 6, направл ютс второй сканирующей линзой 9 на по.верхность первого фотоприемника 0. За измер емым объектом 13, помещенным в сканируемое пространство в момент пересечени его краев одним из вторичных световых лучей происходит изменение интенсивности светового потока, прошедшего сканируемое пространство. Это изменение преобразуетс фотоприемниками О и 11 в импульсы фототока , которые поступают на входы блока 12 обработки сигналов фотоприемников . Блок обработки, вл сь двух- канальным, производит в каждом канале вычисление поперечного размера измер емого объекта 13 в соответствии с промежутком времени между импульсами фототока, поступающими с фотоприемников 10 и 11. Дл компенсации погрешности, вызванной смещением объекта в процессе измерени в направлении сканировани , производитс последовательное усреднение результатов вычислений.diffractor grating 7 is mounted on the lens 8. In this case, in the scanned space between the first 8 and second 9 scanning lenses, each of the light fluxes reflected from mirrors 5 and 6 is converted into secondary light rays that perform antiphase reciprocating movements along the X axis. Secondary the light rays, the source of which is the light flux reflected from the mirror 5, are directed by the second scanning lens 9 to the surface of the second photodetector 11, the secondary light rays, the source of which is light The output flux reflected from the mirror 6 is directed by the second scanning lens 9 to the top of the first photodetector 0. Behind the measured object 13 placed in the scanned space at the moment of intersection of its edges with one of the secondary light rays there is a change in the intensity of the light flux passed the scanned space. This change is converted by photodetectors O and 11 into photocurrent pulses, which are fed to the inputs of the photodetector signal processing unit 12. The processing unit, being two-channel, performs in each channel a calculation of the transverse size of the object to be measured 13 in accordance with the time interval between the photocurrent pulses received from the photoreceivers 10 and 11. To compensate for the error caused by the object displacement in the scanning direction, sequential averaging of the results is performed.

45Ф ормула изобретени 45F formula of invention

00

Устройство дл измерени поперечных размеров нитевидных объектов, содержащее лазер и последовательно установленные по ходу его излучени зеркало, камертон, второе зеркало, установленное на одном из вибраторов камертона, первую и вторую сканирующие линзь, фотоприемник и блок обработки сигналов фотоприемников, отличающеес тем, что, с целью повьачени точности измерени , оно снабжено третьим зеркалом, за- крепленны м на втором вибраторе ка-.A device for measuring the transverse dimensions of threadlike objects, comprising a laser and a mirror, a tuning fork, a second mirror mounted on one of the tuning fork vibrators, the first and second scanning lenses, the photodetector, and the signal processing unit of the photodetectors, characterized in that In order to improve measurement accuracy, it is equipped with a third mirror fixed on the second vibrator ka-.

5five

314411924314411924

мертона, светоделительной пластиной, зеркалами и первой линзой в ее пе- установленной между лазером и зерка- редней фокальной плоскости, и вторым лом и оптически св занной с третьим фотоприемником, установленным в зад- зеркалом, дифракционной решеткой, ней фокальной плоскости второй ска- установленной между вторым и третьим нирующей линзы.a merton, a beam-splitting plate, mirrors and the first lens in its re-installed between the laser and the mirror focal plane, and the second scrap and optically connected with the third photoreceiver installed in the rear-mirror, a diffraction grating, her focal plane of the second missed between the second and the third one of the lens.

Claims

Claim

A device for measuring the transverse dimensions of filamentary objects, containing a laser and a mirror, tuning fork, a second mirror mounted on one of the tuning fork vibrators, a first and second scanning lens, a photodetector and a processing unit for photodetector signals, characterized in that, with In order to improve the measurement accuracy, it is equipped with a third mirror mounted on a second vibrator ka ~.

Merton, a beam splitting plate installed between the laser and the mirror and optically coupled to the third mirror, a diffraction grating installed between the second and third mirrors and the first lens in its front focal plane, and a second photodetector installed in the rear focal plane of the second scanning lens.