Способ измерения диаметра волокна

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ВОЛОКНА, заключающийся в том, что производят сканирование волокна световым лучом, преобразуют теневое изображение волокна в электрический импульс, измеряют длительность этого импульса и определяют диаметр волокна , отличающийся тем, что, с целью повьаиения точности измерения, изменяют при сканировании направление движения светового луча на противоположное в момент выхода волокна из светового луча, измеряют частоту импульсов и определяют диаметр волокна по длительности импульса и частоте импульсов. с ® ел to 00 СП 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

МВЬ01 В 11 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И OTHPb(TH4 (21) 3457075/25-28 (22) 21.06.82 (46) 07.11. 83. Бюл. 9 41 (72) Ю.В.Закорюкин, Б.А.Староверов,и В.В.Кашин (71) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им. В.И.Ле-: . нина (53) 531.715.27(088.8) (56) 1. Любутин О.С. Автоматизация производства стеклянного волокна.

М., "Химия", 1973, с. 5-10.

2. Auto readont laser diameter

gange. Инструкция по эксплуатации.

Beta instrumens company limited, England, 1980 (прототип ).

„„SU„„1052858 A (54 ) (57 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА

ВОЛОКНА, заключающийся в том, что производят сканирование волокна светова лучом, преобразуют теневое иэображение волокна в электрический импульс, измеряют длительность этого импульса и определяют диаметр волокна, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, изменяют при сканировании направление движения светового луча на противоположное в момент выхода волокна из светового луча, измеряют частоту импульсов и определяют диаметр волокна по длительности импульса и частоте импульсов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано для измерения диаметра нолокна при производстве искусственного волокна, кабеля, проволоки.

Известен способ измерения диамет- 5 ра волокна, заключающийся в том, что облучают волокно световым потоком, фотоэлектрически преобразуют поток. н электрический сигнал и определяют диаметр волокна по изменениям этого сигнала, вызванным ослаблением светового потока присутствующим н нем волокном(1 ).

Недостатком известного способа является низкая точность измерения вследствие значительной погрешности от смещений волокна н световом луче, имеющих место в процессе производства волокна.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 20 способ измерения диаметра волокна, заключающийся в том, что производят сканирование волокна световым лучом, преобразовывают теневое иэображение волокна в электрический 25 импульс, измеряют длительность этого импульса и определяют диаметр во-, локна(2 g.

При смещении и колебаниях волокна, имеющих место н процессе его 30 производства, для обеспечения измерений укаэанным способом необходимо перемещать сканирующий луч н зоне, превышающей возможные смещения волокна, которые на порядок и более могут ч5 превосходить диаметр волокна, вследствие чего длительность импульса, по которому определяют диаметр, несыта мала по сравнению с периодом сканирования, что ограничивает частоту замерон указанным способом, так как затруднительно измерить длительность короткoro импульса с высокой точностью

Таким образом, известный способ g$ не обеспечивает высокую точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения диаметра волокна, заключающемуся в том, что производят сканиронание волокна сбытовым лучом, преобразуют теневое изображение нолокна н электрический импульс, измеряют длительность этого импульса и определяют диаметр волокна, изменяют при сканировании направление движения светового луча на противоположное в момент выхода волокна из светового луча, SO измеряют частоту импульсон и опреде.ляют диаметр волокна по длительности импульса и частоте импульсов.

На фиг.1 изображена принципиаль.ная схема устройства, реали".-. ° . þùeго способ измерения диаметра волокна, на фиг.2 — диаграмма работы устройства.

Устройство содержит последовательно расположенные излучатель 1, например ла-ер, зеркало 2, двояковыпуклые линзы 3 к 4, фотодиод 5, усилительформирователь 6, однонибратор 7, частотомер-хронометр 8, триггер 9, реле 10 и 11, электродвитель 12 постоянного тока, контакты 13 и 14 реле 10 и 11.

Способ осуществляют следующим образом.

Сканируют световым лучом 15 контролируемое волокно 16. Изменение светового потока прк пересечении световым лучом 15 волокна 16 преобразуют с помощью фотодиода 5 в электрический импульс. По окончании импульса (что свидетельствует о выходе волокна 16 из светоного луча 15) изменяют направление движения сканирующего светового луча 15 на противоположное.

Частоту и длительность импульсов измеряют частотомером-хронометром 8.

Для сканирования волокна 16 светоной луч 15 направляют на отклоняющее зеркало 2, вращающееся вокруг своей оси и расположенное в фокусе двояковыпуклой линзы 3. При повороте зеркала 2 изменяется угол падения на двояковыпуклую линзу 3 отраженного зеркалом светового луча.Так как зеркало

2 расположено в фокусе этой линзы 3, то изменение угла падения приводит к параллельному перемещению преломленного линзой 3 светового луча, сканирующего волокно 16. Двояковыпуклая линза 4 направляет сканирующий световой луч на фотодиод 5.

При пересечении с волокном 16 светоной луч 15 ослабляется эа счет

его рассеяния, отражения и поглоцения волокном 16. Изменения интенсивности светового луча при пересечении с волокном 16 преобразуют с помоцью фотодиода 5 в электрический импульс И (фиг.2), который затем усиливают на усилителе-формиронателе 6.

Частота и длительность усиленных импульсов И (фиг.2) измеряется частотомером-хройометром 8. С помощью одновибратора 7, формируюцего короткий импульс И 8(Фиг.2) по заднемУ фронту усиленного импульса И>, определяют момент выхода волокна 16 иэ светового луча 15 и этим коротким импульсом управляют. перемещением светового луча 15. Перемещение сканируюцего светового луча 15 осуцестнляется поворотом зеркала 2, например, с помощью электродвигателя 12 постоянного тока, подключаемого контактами 13 и 14 реле 10 и реле 11 к источнику напряжения 1не показан), причем реле 10 включает двигатель 12 постоянного тока ка одну полярность

1052858 и Ч +2tÐ

Ч

+г

И

- частота импульсов; — диаметр измеряемого волокна;

- скорость сканирования, — время, необходимое для реверсирования сканирующего светового луча.

Составитель Л.Лобэова

Техред И.Метелева . Корректор A.Äçÿòêî

Редактор Н.Кешеля

Заказ 8843/35 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

« «»

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проект ная, 4 напряжения, а реле 14 — на противоположную. Обмотки реле 10 и 11 подключены соответственно к прямому и инверсному выходу триггера 9. При выходе волокна 16 иэ светового луч.. 15 на счетный вход триггера 9 5 поступает короткий импульс с одновибратора 7, что приводит к изменению состояния триггера . Соответственно переключаются реле 10 и 11, реверсируя двигатель 12 и тем самым изменяя направление движения светового луча 15. Например, если в момент Ф„ (фиг.2l триггер 9 находится в единичном состоянии, реле 10 включено, реле 11" -выкпючено и плюс источника подключен к нижней (фиг.11 клемме двигателя 12, то в момент Ф по приходу импульса с одновибратором 7 триггер 9 переключается в нулевое состояние, реле 10 выключено, реле 11 включено, на двигатель

12 подается напряжение И (фиг.2) противоположной полярности. 4

В качестве излучателя 1, дающего сканирующий световой луч, используют лазер, обеспечивающий малое рассеяние, малый диаметр и большую мощность луча, что способствует повышению точности измерения. В предлагаемом способе.измерения перемещение светового луча 15 при сканиро- 3О ванин равно сумме диаметра волокна 16 и двойного расстояния, необходимого для реверса системы перемещения луча и не зависит от величины возможных смещений волокна 16. Для определения диаметра можно измерять также частоту импульсов одновибратора 7 или срабатываний триггера 9.

Период одного измерения при использовании предлагаемого способа равен

Предлагаемый способ позволяет при той же длительности импульса с фотоди-. ода получить большую частоту замеров, чем в известном способе, за счет сокращения необходнмых пределов переме» щения луча, и соответственно, уменьшения периода сканирования. Кроме того-, в предлагаемом способе имеется дополчительная возможность определения диаметра волокна по частоте импульсов с фотодиода, что позволяет повысить точность измерения.