Устройство для контроля наружного контура волокна в процессе его изготовления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАРУЖНОГО КОНТУРА ВОЛОКНА В ПРОЦЕССЕ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси осветитель , систему проецирования с отверстиями для прохождения волокна и анализатор изображения,о тличаю .щееся тем, что, с целью повышения точности контроля непрозрачного волокна в процессе его изготовления и возможности контроля прозрачного волокна, осветитель выполнен в виде последовательно расположенных на оптической оси коллиматора, сменных двух кольцевых диафрагм и двух кольцевых поляризаторов с взаимно перпендикулярными направлениями плоскостей, поляризации и узлом ввода и вывода поляризаторов из светового пучка коллиматора

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9(ЯЭ 6 01 В 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3371340/25-28 (22) 23.12.81 (46) 23.04.83. Бюл. 9 15 (72) Ю.A.Tàìååí (53) 531 ° 715.27 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 229833, кл. G 01 В 11/08, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 214088, кл, G 01 В 9/08, 196& (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

НАРУЖНОГО КОНТУРА ВОЛОКНА В ПРОЦЕССЕ

ЕгО ИЗГОТОВЛЕНИЯ, содержащее последо вательно расположенные на одной оптической оси осветитель;систему проеци-

З,.SU„„1 1 4 А рования с отверстиями для прохождения волокна и анализатор изображения,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля непрозрачного волокна в процессе его изготовления и возможности контроля прозрачного волокна, осветитель выполнен в виде последовательно расположенных на оптической оси колли- " матора, сменных двух кольцевых диафрагм и двух кольцевых поляризаторов. с взаимно перпендикулярными направ« лениями плоскостей поляризации и узлом ввода и вывода поляризаторов иэ светового пучка коллиматора, 1013749

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности,для контроля наружного контура волокна в процессе его изготовления.

Известно устройство для контроля наружного контура площади поперечного сечения волокна, содержащее микроскоп с фотонасадкой. В центре линз объектива микроскопа сделаны отверстия, через которые пропускают 10 исследуемое волокно.

Волокно протягивается при помощи направляющих валиков 13 .

Однако для производственных целей необходим оперативный количественный контроль поперечного контура. Равномерное всестороннее освещение волокна не позволяет получить контрастное изображение поперечного контура волокна и неприемлемо при контроле прозрачных объектов, так как они имеют низкий контраст в условиях .всестороннего освещения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля наружного контура волокна в процессе его изготовления, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси осветитель, систему проецирования с отверстиями для прохождения волокна и анализатор иэображения-. Осветитель выполнен. в виде источника света и объектива (2).

Указанное устройство позволяет измерить площадь сечения волокна,,причем с низкой точностью, так как используется. световое пятно большой ! площади в фокусе осветителя, поэтому одновременно контролируется значительный по длине участок волок- 4() на, Неравномерность распределения освещенности в пятне при небольших подвижках волокна, флуктации яркости источника света также вносят погрешности в измерение. Конт- 45 роль 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 контроля непрозрачного волокна в процессе его изготовления и не обеспечивает контроль прозрачного волокна.

Целью изобретения является повышение точности контроля непрозрачного волокна в процессе его изготовления и возможность контроля прозрачного волокна. 60

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля наруж- ного контура волокна в процессе

его изготовления, содержащем последовательно расположенные на одной оптической оси осветитель, систему проецирования с отверстиями для прохождения волокна в анализатор изображения, осветитель выполнен в виде последовательно расположенных на оптической оси коллиматора сменных двух кольцевых диафрагм и двух кольцевых поляризаторов с взаимно перпендикулярными направлениями плоскостей поляризации и узлом ввода и вывода поляризаторов из светового пучка коллиматора.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для контролянаружного контура волокна в процессе его изготовления, на фиг.2 — поляризатор, у которого направления плоскостей поляризации направлены по радиусу кольца, на фиг.3 - то же, у которого направления плоскостей поляризации направлены перпендикулярно радиусу кольца.

Устройство для контроля наружного коятура волокна в процессе его изготовления содержит осветитель, включающий последовательно расположенные на одной оптической оси коллиматор 1, сменные кольцевые диафрагмы 2 и 3, кольцевое зеркало 4, сменные кольцевые поляризаторы 5 и 6, кардиод-конденсор 7, также узел ввода и вывода поляризаторов иэ светового пучка коллиматора (не показан), систему проецирования, включающую микрообъектив 8, кольцевое зеркало 9, расфокусированную трубу 10 Галилея, анализатор 11 изображения. Коллиматор 1 используется в качестве источника авета, дающего параллельный пучок лучей на входе осветителя. Сменные кольцевые диафрагмы 2 и 3 предназначены для контроля либо по схеме светлого поля (диафрагма 2 и ход лучей показан тонкими сплошными линиями), либо для контроля по схеме темного поля (диафрагма 3 и ход лучей показан тонкими. штриховыми линиями).

Кольцевое зеркало 4 служит для излома хода лучей и имеет отверстие для прохождения волокна 12.

В устройстве может быть использован либо поляризатор 5, либо 6 (фиг.2 и 3). Поляризаторы 5 и 6 установлены на плоском поворотном диске (не показан), имеющем возможность вращения вокруг оси 0-0. Диск имеет три отверстия: для поляризатора 5, для поляризатора 6, для работы без поляризаторов 5 и 6.

Стрелками на фиг.2 и 3 показано направление плоскости поляризации в каждом секторе укаэанных поляризаторов 5 и 6. При использовании поляризатора 5 направление плоскостей поляризации света, падающего на -волокно 12, будет параллельно образую1.0,1 3749 щим волокна 12, а при использовании поляризатора б — перпендикулярно им.

Поверхность 13 микрообъектива 8 зачернена. Таким образом, при работе по схеме темного поля апертура кардиод-конденсора 7 будет превышать апертуру микрообъектйва 8.

Кардиод-конденсор 7 и микрообъектив 8 имеют отверстия для про". хождения волокна 12, Так как малому наклону лучей íà 10 входе трубы 10 Галилея будет соответствовать большой наклон на выходе трубы, а труба 10 Галилея расфокусирована, то зто позволит получить сильно увеличенное изображе- 15 ние наружного контура волокна 12 на анализаторе 11 изображения.

В качестве анализатора 11 изображения может быть использовано устройство, состоящее, например, иэ передающей телевизионной трубки и процессора.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащее контролю волокно 12 пропускают через отверстия в кольцевом зеркале 9, микрообъективе 8, кардиод-конденсоре 7, поляризаторе .5 (или б) и зеркале 4.

Параллельный пучок света, выхо-. дящий из коллиматора 1, падает на сменную кольцевую диафрагму 2 (или Я, затем, отразившись от кольцевого зеркала 4, проходит через поляризатор 5 (или б; или минует их и фокусируется на волокне 12 кардиод-кон- З5 денсором 7. Прошедший нли отраженный -от контролируемого контура волокна 12 свет собирается микрообъективом 8. Свет пройдет через волокно 12, если оно прозрачно, и 40 отразится от него, если оно не про- . зрачно. После выхода из мнкрообъектива 8 свет параллельным пучком падает на кольцевое зеркало 9, отража-. ется от него и, пройдя расфокусиро- 45 ванную трубу 10 Галилея, строит увеличенное изображение контролируемого контура на анализаторе 11 изображения.

В каЧестве объекта измерения могут выступать нити, жппкна, проволоки, и т.п. Например, волокна для волоконно-оптических линий связи, оптические волокна разнообразного поперечного профиля и,.в частности, фоконы, прецизионные проволоки для изготовления часовых. пружин, микрохирургические инструменты.

Введение коллиматора позволяет высветить на волокне узкое кольцо в Фокальной плоскости системы проецирования, что, в свою очередь, обеспечивает получение контрастного изображения наружного контура волокна и контроль прозрачных волокон, а также уменьшить влияния посторон» них засветок и дефокусировок.

Наличие сменных кольцевых диафрагм в осветителе даст возможность наблюдения волокна как в светлом (т.е. апертура полого конуса лучей осветителя равна апертуре проекционного микрообъектива), так и в темном (т.е. апертура полого конуса лучей осветителя превышает апертуру проекционного микрообъектива) поле.

Кроме того, устройство дополнено, двумя поляризаторами с возмо>:.алостью введения и выведения каждого из них из пучка лучей осветителя, причем в одном поляризаторе направления плоскостей поляризации перпендикулярны образующим волокна, а в другом - параллельны им.-С этой целью поляризаторы выполнены либо наборными, либо цельйыми, специальным образом изготовленными. Например, нарезанные -в виде сегментов из пленочного поляризатора и расположенные по кольцу, причем в одном поляризаторе направления плоскостей поляризации направлены по радиусу кольца, а в другом - перпендикулярны ему в каждом из сегментов.

При проведении измерений на пред« лагаемом устройстве оператор имеет возможность подбирать различные вилы освещения, использовать поляризован-. ный.свет в зависимости:.от формю, meроховатости поверхности и прозрачности контролируемого волокна для ,получения наиболее контрастного иэображения контура, чем и обеспечивается высокая точность контроля.

1013749

ВНИИПИ Заказ 2998/47

Тираж 600 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектиая,4