SU551501A1 - Измерительна головка фотоэлектронного прибора дл автоматического бесконтактного контрол размера сечени стекловолокна - Google Patents

Description

ность второй призмы образуют с осыс5 отвер стий шестерен угол 45°, а между собой уго 90°. На фиг. 1 изображена измерительна  годо ка фотоэлектронного прибора, общий вид на фиг. 2 дан графикуПо сн юший процесс модул ц и светового потока эталонной и контрол руемой нит ми, осуществл емый прибором Измерительна  головка (см фиг, 1) содер жит привод 1, который при помощи муфты 2 соединен с блоком- шестерен З, наход щихс  в зацеплении с шестерн ми 4, имеющими осевые отверсти  и пазы дл  установки в них призм - ромбов (типа БС - 0°) 5. Источник света 6 расположен на геометрической оси вращени  шестерен 4 и укреплен па неподвижном корпусе головки (на чертеже не показан). Конденсор 7 и объектив 8 установлены противоположно перед входным;; ;гверсти ми шестерен 4. Две приз гь: ромб 5 укреплены в пазах шестерен 4 так, что перва  отражающа  грань одной приз.чгы обращена в сторону источника света 6,находитс  на геометрической оси врашени  шестерен 4 и наклон этой грани соетавл ет с осью вращени  шестерен 4 угол, равный 45° а втора  ее отражающа  грань обращена в сторону противоположно расположенной отражающей грани второй призмы. Углы наклонов обеих отражающих поверхностей призм составл ют общий угол 90°. Втора  же отражающа  грань второй призмы 5 обращена в сторо.ну фотоприемника 9, находитс  на гeo feтpичecкoй оси вращени  щестерен 4 и угол ее наклона составл ет с осью вращен:1  шестерен угол 45°. Светочувствительна  площадка фотоприемника 9 также находитс  на геометрической оси вращени  щестерен 4, а сам фотоприемник укреплен на неподвижном корпусе головки. Эталонное стекловолокно 10 раст нуто в зазоре между двум  щестерн ми 4 так, что ось симметрии его пересекает геометрическую ось вращени  шестерен и образует с осью симметрии измер емого стекловолокна 1О угол 90 , которое также проходит в зазоре между двум  щестерн ми 4 и пересекает их геометрическую ось вращени . Работает предлагаема  измерительна  головка фотоэлектронного .rj6opa следующим образом. Привод 1, вращающийс  с посто нной заданной скоростью, через муфту 2 и блок щестерен 3 приводит в синхронное вращение две шестерни 4, имеющие осевые отверсти  и укрепленные в их пазах призмы - ромб 5. Расход щийс  световой поток от источника света 6, который находитс  на геометрической оси вращени  щестерен 4, пройд  через собирающую линзу - конденсор 7, преобразуюи .ую расход щийс  пучок света в паралдельный ,попадает через осевые отверсти  шестерен 4 на отражающую грань первой призмы - ромб 5, котора  также находитс  на геометрической оси вращени  шестерен 4, а угол ее наклона образует с осью вращени  шестерен угол, равный 45 . Параллельный световой пучок, отразившись от этой отражающей грани, проходит сквозь призму и при помощи второй ее отражающей грани попадает на противоположно расположенную отражающую грань второй призмы. При этом световой пучок пересекаетс  при вращении шестерен 4 поочередно измер емым и эталонным стекловолокнами, наход щимс  в зазоре между вращающимис  щестерн ми с призмами. Таким образом, модулированный световой поток, пройд  сквозь вторую приз- Щ, отразившись от ее второй отражающей грани и пройд  сквозь осевые отверсти  шестерен 4, собираетс  линзой-объективом 8 и фокусируетс  на светочувствительной площадке фотоприемника 9, котора  также расположена на геометрической оси вращени  щестерен 4. Ввиду того, что источник света 6, конденсор 7, объектив 8 и фотоприемник 9 расположены на одной геометрической оси полых щестерен 4, световой пучок при синхронном вращении призм 5 остаетс  неподвижным относительно светочувствительной площадки фотоприемника 9, В результате синхронного вращени  нризм 5 отрезок БС хода лучей описывает цилиндрическую по- верхность, радиус которой равен АВ СД. За один оборот призм 5 световой пучок ВС дважды пересекает жестко закрепленные в корпусе прибора эталонное стекловолокно Ю и дважды - прот гиваемое измер емое волокно 11. Измер емое стекловолокно 11 и эталонное волокно 10 расположены в двух взаимно перпендикул рных диаметральных секущих плоскост х цилиндрической поверхности, описываемой отрезком ВС. На фиг. 2 дан график, по сн ющий процесс модул ции светового потока эталонной и контролируемой нит ми, осуществл емый данной конструкцией, где Ф - полный световой поток, падающий на светочувствительную площадку фотоприемника; Д к величина светового потока, перекрываема  контролируемой нитью, когда она находитс  в зоне светового луча СВ, падающего на ФЗ; АФэ величина светового- потока, перекрываема  эталонной нитью, когда она находитс  в зоне светового луча СВ, папающего на ФЭ ;

Т - врем , за которое ось мотор совершает один оборот;

t - длительность импульса, соответствующа  времени, в течение которого контролируема  нить пересекает световой пучок.

В момент, когда какое - нибудь стекловолокно находитс  в зоне светового луча СВ, световой поток Ф, падающий на фотоприемник , будет ослаблен на величину ДФJ или Д Фэ в зависимости от того, какое из двух волокон пересекаетс  лучом (см.фиг. 2

Дл  удобства описани  процесса модул ции назовем провалы, показанные на фиг. 2, импульсами ослаблени  светового потока. Длительность импульсов t , или - зависит от скорости вращени  призм в размере сечени  стекловолокна. Величина импульса, т. е . глубина модул ции светового потока, зависит от размера сечени  стекловолокна. При модул ции полного светового потока Ф стекловолокнами, с размером сечени  значительно меньшим; чем ширина светочувствительной площадки фотоприемника , изменение размера сечени 

стекловолокон мало вли ет на длительность

импульсов- и сильно вли ет на величину. При модул ции потока Ф стекловолокнами, размер сечени  которых равен или больше ширины светочувствительной площадки фотоприемника , величина импульса остаетс  посто нной , а измен етс  только его длительность . Следовательно, при измерении размера сечени  стекловолокна измен етс  площа импульса. В течение периода Т, равного времени одного оборота призм, на электронный усилитель поступают поочередно четыре электрических импульса, два от эталонного

волокна и два от измер емого стекловолокна. Далее электрические сигналы поступают в электронный блок прибора (на чертеже не показан), выполненный например, по дифференциальной схеме, и на выходе которого получаем электрический сигнал, пропорциональный разности размеров сечени  эталонного и измер емого волокна.

Форм ула изобретени 

Измерительна  головка фотоэлектронного прибора дл  автоматического бесконтактного контрол  размера сечени  стекловолокна , содержаща  последовательно расположенные источник света, конденсор, модулирующее устройство, объектив и фотоприемник , отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции, сокращени  габаритных размеров и повыщени  точности контрол , модулирующее устройство выполнено в виде двух соосно расположенных и синхронно вращаемых шестерен с осевыми отверсти ми и с перпендикул рно расположенными ос м этих отверстий пазами, двух призм-ромбов типа БС-0°, установленных одна против другой в пазах щестерен так, что входна  отражающа  поверхность первой призмы и выходна  отражающа  поверхность второй призмы образуют с осью отверстий щестерен угол 45°, а между собой угол 90°.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе за вки :

1. Зарезанкова Г. X. Фотоэлектронные

приборы автоматического контрол  размера проката , Металлургиздат, 1962, 49-64.