SU1597532A1

SU1597532A1 - Устройство дл контрол диаметра прозрачных волокон

Info

Publication number: SU1597532A1
Application number: SU874334728A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Евсеенко; Галина Артемьевна Коровченко; Евгений Гурьянович Попов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5532
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1990-10-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности и надежности контрол за счет увеличени отношени сигнал/шум. В результате рассе ни на волокне лазерного излучени получаетс интерференционна картина, наклоны смещени которой из-за наклонов волокна компенсируютс цилиндрической оптической системой, выполненной с эквивалентным фокусным рассто нием F¹, удовлетвор ющим условию F¹=(1/A+1/B)^-1, причем BΑ, где A - рассто ние от предметной плоскости до главной плоскости оптической цилиндрической системы и объектива

B - рассто ние от главной плоскости до регистрирующего фотоприемника. 4 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в системах неразрушающего контрол диаметра изделий волокнистой .оптики.

Целью изобретени вл етс повьште- ние надежности и точности контрол за счет увеличени отношени сигнал/шум.

На фигр 1 представлена схема устройства с цилиндрическим объективом; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема устройства со сферическим объективом; на фиг. -4 - то же, вид сверху

Устройство (фиг. 1) содержит лазер 1, за которым располагают волокно 2, объектив 3, цилиндрическую оптическую систему 4, блок 5 сканировани и пре- образовани , в состав которого входит регистрирующий фотоприемник 6. Цилиндрическа оптическа система 4 устройства выполнена с эквивалентным фокусным рассто нием f , равным

(Л

f О

1

-)

(1)

где а - рассто ние от йредметной плоскости (волокна) до главной плоскости цилиндрической оптической системы и объектива; b - рассто ние от главной плоскости цилиндрической оптической системы и объектива от регистрирующего фотоприемника , причем b а.

Устройство работает следующим образом .

Пучок света диаметром D от лазера 1 освещает контролируемое волокно 2 в направлении, перпендикул рном его оптической оси. Полученна в результате рассе ни лазерного излучени на волокне 2 интерференционна картина формируетс цилиндрическим объективом 3 в его задней фокальной плоскости.

сд

со

ел

:о с

Объектив 3 расположен так, что радиусы кривизны его преломл ющих поверхностен лежат в плоскости, перпендикул рной оси волокна 2, В задней фокальной плоскости объектива 3 уставов- лан блок 5 сканировани и преобразовани , который преобразует про-стран- ственное распределение интенсивности рассе нного света во временной элект- « рический сигнал. Между объективом 3 и блоком 5 установлена цилиндрическа оптическа система 4, котора компенсирует вли ние наклона волокна 2 на смещение плоскости пол рассе ни в задней фокальной плоскости объектива 3. Цилиндрическа оптическа система 4 расположена так, что ее оптическа ось совпадает с оптической осью объектива 3, а радиусы кривизны преломл - 20 ющих поверхностей лежат в плоскости, параллельной оси волокна 2. При этом в плоскости пол рассе ни (перпен- ;дикул рной оси волокна) цилиндричесприемника . Размер I) изображени в плоскости регистрирующего фотоприемника 6 св зан с размером D освещенно го участка волокна 2 формулой

D V D,

(2)

где V коэффициент увеличени

цилиндрической оптическо системы.

Освещенность Е в пределах площад ки чувствительного элемента регистри рующего фотоприемника св зана с осве щенностью Е в плоскости волокна зависимостью ;

, Е у

(3)

где k - константа, пропорциональна коэффициенту отражени света от волокна. В устройстве дл контрол диаметр

волокон (фиг. 1 и 2) используетс ци

;Ка оптическа система 4 работает как 25 линдрический объектив. Такого же эфсплоскопараллельна пластинка, котора практически не измен ет направлени распространени рассе нного света и величину эквивалентного фокусного рассто ни оптической системы по сравнению с фокусным рассто нием объектива. В плоскости, параллельной оси волокна 2, объектив 3 работает как плоскопараллельна пластинка, а цилиндрическа оптическа система 4 - как система переноса изображени . Оптические параметры цилиндрической оптической системы 4 выбраны такими, что ее эквивалентное фокусное рассто ние удовлетвор ет условию f

30

35

)- .

40

где а - рассто ние от

фекта (повьпаени освеп;енности в пределах чувствительного элемента регис рирующего фотоприемника) мож1Ю достичь и при использовании сферическог объектива. Например, в устройстве (фиг. 3) дл формировани картины рассе нного света используетс объйк- тив со сферическими поверхност ми. В этом случае оптическа , сила системы в плоскости, параллельной оси волокна, складываетс из оптических сил. цилинд рической оптической системы и объекти ва, а эквивалентное фокусное рассто ние всей- оптической системы также удовлетвор ет условию (1).

Таким образом, предлагаемое выполнение устройства обеспечивает увеличение освещенности на чувствительном элементе регистрирующего фотоприемника , что повышает надежность работы устройства и снижает погрешность измерений ,

предметной плоскости (волокна) до главной плоскости Н цилиндрической оптической системы и объектива; b рассто ние от главной плоскости Н до регистрирующего фотоприемника 6. При таком соотношении параметров цилиндрическа оптическа система 4 переносит изображение освещенного лазерным пучком участка волокна 2 на регистрирующий фотоприемник 6 с размерами чувствительного элемента h x h . При этом в параксиальном приближении отклонение плоскости, рассе ни от оптической оси, происход: щее при накло- не волокна, не приводит к смещению регистрируемой картины с чувствительного элемента регистрирующего фото

приемника. Размер I) изображени в плоскости регистрирующего фотоприемника 6 св зан с размером D освещенного участка волокна 2 формулой

D V D,

(2)

где V коэффициент увеличени

цилиндрической оптической системы.

Освещенность Е в пределах площадки чувствительного элемента регистрирующего фотоприемника св зана с осве- щенностью Е в плоскости волокна зависимостью ;

, Е у

(3)

где k - константа, пропорциональна коэффициенту отражени света от волокна. В устройстве дл контрол диаметра

волокон (фиг. 1 и 2) используетс цилиндрический объектив. Такого же эф5 линдрический объектив. Такого же эф0

5

0

5

0

фекта (повьпаени освеп;енности в пределах чувствительного элемента регистрирующего фотоприемника) мож1Ю достичь и при использовании сферического объектива. Например, в устройстве (фиг. 3) дл формировани картины рассе нного света используетс объйк- тив со сферическими поверхност ми. В этом случае оптическа , сила системы в плоскости, параллельной оси волокна, складываетс из оптических сил. цилиндрической оптической системы и объектива , а эквивалентное фокусное рассто ние всей- оптической системы также удовлетвор ет условию (1).

I.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл контрол диаметра прозрачных волокон, содержащее лазер и последовательно установленные по ходу луча лазера объектив, цилиндрическую оптическую систему и фотоприемник , отличающеес тем, что, с целью повьшени точности и надежности контрол , цилиндрическа оптическа система выполнена с

эквивалентным фокусньпч рассто нием . ;

равным

.

где а - рассто ние от предметной плоскости до главной плоскости

цилиндрической оптической системы и об7 ектива; -рассто ние от главной плоскости цилиндрической оптической системы и объектива до .фотоприемника и удовлетвор ет условию b а.

аг.2

Фие.5