Устройство для измерения остаточных напряжений в стекле
Использование: производство стеклоизделий. Сущность изобретения: устройство содержит источник 2 монохроматического света, поляризаторы 3. 4 и 5, оптические модуляторы 6 и 7, две четвертьволновые пластины 8 и 9, фотоприемник 10,усилитель 11. управляюще-вычислительный блок. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857462/33 (22) 07,08,90 (46) 30,10,92. Бюл. К. 40 (71) Тверской политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт научно-производственного обьединения "Хрусталь" . (72) А.Н.Киселев, Н.В,Малимоненко, А.А,Шейнман, А.В.Шичков и В.А.Шмуклер (56) Авторское свидетельство СССР ¹I 844592, кл. С 03 В 25/04, 1985. Авторское свидетельство СССР К. 948905, кл. С 03 В 25/04, 1980 (прототип) 1772087 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ 0СТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТЕКЛЕ (57) Использование: производство стеклоизделий. Сущность изобретения: устройство содержит источник 2 монохроматического света, поляризаторы 3. 4 и 5, оптические модуляторы 6 и 7, две четвертьволновые пластины 8 и 9, фо оприемник 10,усилитель 11. управляюще-вычислительный блок. 2 ил. 1772087 Изобретение относится к оптико-механическим средствам контроля и может быть прИменено при автоматическом контроле технологических параметров при производстве стеклоизделий. ля подключен через последовательно соединенные блок селекции и блок вычитания к блоку регистрации, а четвертьвопновые пластины установлены на соответствующем диске, оси которых парал50 лельны оси источника монохроматического света (2), Недостатком этого устройства является зависимость точности измкерений от интвн55 сивности источника монохроматического света и прозрачности стеклоизделий. Целью изобретения является повышение точности измерения. Известно устройство для измерения напряжений в стекле, содержащее источник поляризованного света, анализатор, опти-. ческий клин с механизмом перемещения, 10 обьектив, фотоприемник, преобразователь сигнала, блок регистрации, две четвертьволновые пластины, фазовую пластину с механизмом циклического перемещения, три зеркала, модулятор, расположенный в апти- 15 ческом канале источника поляризованного света, блок селекции сигнала и усилитель, причем фазовая, две четвертьволновые пластины, анализатор и фотоприемник образуют рабочий оптический канал, а оптический 20 клин, объектив и фотоприемник — опорный оптический канал, выход преобразователя сигнала подключен к входу блока селекции сигнала, выходы которого подключены к соответствующим входам усилителя, выход 25 которого соединен с блоком регистрации, а выход фотоприемника подключен ко входу и реобразователя сигналов. Недостатком этого устройства является низкая точность измерения так как в 30 этом устройстве имеется лишь прямолинейное перемещение подвижной каретки по направляющим и не предусмотрена ориентация оптических элементов относительно главных направлений напряжений 35 в стекле, Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения остаточных напряжений в стекле, содержащее источник монохроматического света, 40 два поляризатора, фотоприемник, усилитель и две четвертьвопновые пластины, расположенные вдоль .светового луча bio обе стороны образца стекла, блок регистрации, два диска с сельсиновыми приводами, блок вычитания и блок сравнения, причем сельсины связаны между собой, выход усилитеЭта цель достигается тем, что устройство для измерения остаточных напряжений в стекле, содержащее источник монохроматического света, два поляризатора, фотоприемник, усилитель и две четвертьволновые пластины, расположенные вдоль светового луча по обе стороны образца стекла, причем первая четвертьволновая пластина через первый поляризатор оптически связана с фотоприемником, выход которого подключен к входу усилителя, снабжено двумя оптическими модуляторами, третьим поляризатором и управляюще-вычислительным блоком, причем источник монохроматического света через третий поляризатор оптически связан с одним модулятором, который оптически связан через последовательно расположенные второй поляризатор и второй модулятор с другой четвертьволновой пластиной при этом выход усилителя подключен к входу управляюще-вычислительного блока. выходы которого подключены к входам соответствующих модуляторов. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг, 2 — представлен управляюще-вычислительный блок. Устройство содержит основание, в средней части которого расположен измеряемый образец 1 источник 2 монохроматического света, первый, второй и третий поляризаторы 3, 4 и 5 оптические модуляторы 6 и 7, первую и вторую четвертьволновые пластины 8 и 9, фотоприемник 10, усилитель 11. управляюще-вычислительный блок 12. Управляюще-вычислительный блок l2 состоит из генератора 13 прямоугольных импульсов, ключа 14, делителя 15 частоты, элементов И 16, 17, двоичного счетчика 18, дешифратора 19, аналого-цифрового преобразователя 20, демультиплексора 21, регистров 22 и 23 хранения, блоков 24 и 25 вычитания, блока 26 деления, блока 27 извлечения квадратного корня, блока 28 вычитания функции агсщ, блока 29 умножения. задатчика 30 константы и индикатора 31. По одну сторону измеряемого образца находится передающая часть, которая включает элементы 2, 45, б, 7 и 9. По другую сторону измеряемого образца находится анализирующая часть которая включаег элементы 3, 8, 10 и 11. Устройство работает таким образом, что процесс измерения происходит в 3 этапа путем измерения трех интенсивностей света с последующей их обработкой блоком 12 и выводом результата вычислений на индикатор. 1772087 Этап 1. Монохроматический свет от источника излучения 2 проходя через поляризатор 5. превращается в плоско поляризованный, Затем он проходит без изменений через модулятор 6 и поляризатор 4, так как на первый не подан управляющий сигнал, а второй имеет ту же плоскость поляризации, что и поляризатор 5. Проходя через модулятор 7 так же без изменений, свет падает на четвертьволновую пластину 9, на выходе которой становится циркулярно-поляризованным. Проходя через измеряемый образец 1, он анализируется четвертьволновой пластиной 8, оптическая ось которой параллельна оптической оси пластины 9, и поляризатором 1, плоскость поляризации которого перпендикулярна плоскостям поляризаторов 5 и 4, и в результате чего фотоприемник 10 регистрирует интенсивность !! электрический сигнал с которого через усилитель 11 поступает в управляюще-вычислительный блок 12 в виде соответствующего потенциала U>. Этап 2 отличается от этапа 1 тем, что при подаче управляющего сигнала на модулятор 7 на его выходе плоскость поляризации света меняется на 90 в результате чего на измеряемый образец 1 падает циркулярно-поляризованный в противоположную по сравнению с этапом 1 сторону свет. При этом фотоприемник 10 фиксирует интенсивность !, а в блок 12 поступает соответствующий электрический потенциал U2. Этап 3. В результате подачи управляющего сигнала на модулятор 6 на его выходе плоскость поляризации света становится перпендикулярной плоскости поляризации поляризатора 4, на выходе которого интенсивность монохроматического света окажется равной нулю. Таким образом, на фотоприемник 10 падает свет с интенсивностью !з, соответствующей внешней освещенности, усилительный в потенциал !!з, поступающий в блок 12. Обработка сигналов происходит следующим образом. При замыкании ключа 14. происходит запуск генератора 13. С приходом первого импульса на счетчик 18 через делитель частоты 15 на выходе 1 дешифратора 19 появляется сигнал логической о1", который подается на первый управляющий вход демультиплексора 21 и на регистр хранения 22, Тем самым в последний записывается число, преобразованное АЦП 20 и пропорциональное интенсивности li. С приходом второго импульса на счетчик 18 на выходе 2 дешифратора появляется сигнал логической "1", который подается í; второи вход элемента 16, в результате чего на модулятор 6 . с выхода элемента 16 поступает электрический сигнал, что приводит к повороту плоскости поляризации падающего света на Сигнал логической "1" с выхода 2 дешифратора подается так же на второй управляющий вход демультиплексора 21 и управляющий вход регистра 23 хранения. Тем самым в последний записывается число, пропорциональное интенсивности 1 . С приходом третьего импульса на счетчик 18 на выходе 3 дешифратора появляется сигнал логической "1о который подается на второй вход элемента 17, в результате чего на модулятор 6 с выхода элемента 17 поступает электрический сигнал. что приводит к повороту плоскости поляризации падающего света на 90О, Сигнал логической "1" с выхода 3 дешифратора подается также на третий управляющий вход демультиплексора 21 и управляющие входы блоков вычитания 24, 25, в результате чего через демультиплексор на входы вычитаемых блоков 24, 25 подается число, пропорциональное интенсивности з, а на выходах последних появляются разности: 1 I U1 U> - Оз: Ur=- Ur — Ua Следующий импульс, пришедший на счетчик 19, вызывает появление логической "1" на выходе 4 дешифратора "9. которая подается на управляющий вход блока 26 деления, B результате на выходе последнего появляется число, пропорциональ1;ое оТ ношению Uz /О . Пятый выход дешифратара подключен к управляющему входу блока извлечения квадратного корня. Появление логическо,; "1" на пятом выходе дешифратора приводит к появлению на выходе блока 27 числа, равного 9 О2/U! . Шестой выход дешифраг"ра 19 подключен к блоку 28 вычислени функции арктангенс и поян .ение на зт": выходе сигнала логической "1" приводи к появлению на выходе блока 28 числа, равного arctg v 07/U> . Седхыод выход деогофратора 19 подключен к блоку 29 умножения HB константу и появление на этом выходе сигнала логической "1о приводит к появлению на выходе блока 29 числа, равного разности хода обыкновенного и необыкновенного лучей .,Г; Ь = А a t ctg !. /U ; А = A/ë; ). — длина волны источника 2; т= 3.1416 пропорционального остаточным напряжением в стеклоизделии. Последний. восьмой 1772087 Составитель Л.Шарова Техред M.Ìîðãeíòàë Корректор Н.Ревская с Редактор Заказ 3811 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 выход дешифратора 19 подключен к индикатору 31, двоичному счетчику 18 и генератору 13 прямоугольных импульсов. Появление на этом выходе сигнала логической "1" сбрасывает счетчик 18 в "нулевое" состояние и ос- 5 танавливает генератор 13 прямоугольных импульсов, а на индикаторе 31 устанавливается число равное Ь, это состояние продлится до следующего запуска генератора 13 ключом 14. f0 Данное устройство позволит повысить точность измерения. Формула изобретения Устройство для измерения остаточных 15 напряжений в стекле. содержащее источник монохроматического света, два поляризатора, фотоприемник. усилитель и две четвертьвалновые пластины, расположенные вдоль светового луча llO обе стороны образца стекла. причем первая четвертьволновая пластина через первый поляризатор оптически связана с фотоприемником. выход которого подключен к входу усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя оптическими модуляторами, третьим поляризатором и управляюще-вычислительным блоком, причем источник монохроматического света через третий поляризатор оптически связан с одним модулятором. который оптически связан через последовательно расположенные второй поляризатор и второй модулятор с другой четвертьволновой пластиной, при этом выход. усилителя подключен к входу управляюще-вычислительного блока, выходы которого подключены к входам соответствующих модуляторов, 
