Измеритель поперечных размеров частиц типа волокон

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к оптическим средствам измерения линейных размеров малых объектов (например, толщины нитей порядi ка 5- ЮОООмкм). Целью изобретения является повышение точности результатов изме-. рений при одновременном повышении производительности процесса измерений. Устройство содержит злектронно-лучевую трубку 1 с устройством 2 развертки, носитель 3 микрообъектов, окуляр А, фотоприемник 5 и измеритель б длительности импульсов. Выход последнего соединен с вычислительным устройством. Носитель 3 объектов механически связан с шаговым двигателем, который электрически связан с вычислительным устройством. Последний соединен также с устройством 2 развертки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 21/08 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4911145/28 (22) 28.12.90 (46) 15.04.93. Бюл. N. 14 (71) Московский технологический институт (72) Б;.С. Розов и А. А. Шуренков (56) Авторское свидетельство СССР

М 832325, кл. G 01 В 11/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 263974, кл. G 01 В 11/02, 1968. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕР0В ЧАСТИЦ ТИПА ВОЛОКОН (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к оптическим средствам измерения линейных размеров малых. объектов (например, толщины нитей порядÄÄ5UÄÄ 1809304 А1, ка 5 — 10000мкм). Целью изобретения является повышение точности результатов измерений при одновременном повышении производительности процесса измерений.

Устройство содержит электронно-лучевую трубку 1 с устройством 2 развертки, носитель 3 микрообьектов, окуляр 4, фотоприемник 5 и измеритель 6 длительности импульсов. Выход последнего соединен с вычислительным устройством. Носитель 3 обьектов механически связан с шаговым двигателем, который электрически связан с вычислительным устройством. Последний соединен также с устройством 2 развертки.

1 ил, 1809304

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим средствам измерения длины, ширины или толщины объектов небольшого поперечного размера (толщии порядка 5-1000 мкм), Такими объектами могут быть отрезки волокон, в которых линейная протяженность в несколько раз превышает поперечные размеры, например шерстинки, капроновые нити и т.п, по распределению поперечных размеров которых можно судить о качестве продукции.

10

Целью изобретения является повышение точности и производительности изме- 15 рений, На чертеже представлена блок-схема измерителя распределения поперечных размеров (толщии) частиц типа волокон.

Измеритель содержит электронно-луче- 20 вую трубку (ЭЛТ) 1 с устройством 2 развертки электронного луча по телевизионному растру, на оптической оси которой расположен носитель 3 микрообъектов, окуляр 4 и фотоприемник 5, измеритель длительно- 25 стей импульсов 6, выход которого соединен с вычислительным устройством 7 (ЭВМ), шаговой двигатель 8, механически связанный с носителем 3 микрообъектов.

Электрический вхОД двигателя 8 соединен с управляющим ВыхОдОм вычислительного устройства 7 и с устройством 2 развертки электронного луча, Функции (ЭЛТ) может выполнять, например, однолучевой осциллограф в жду- 35 щем режиме развертки луча с проекционной насадкой, уменьшающей размеры экрана до размеров поля носителя

3 микрообъектов. 8 качестве устройства 2 развертки электронного луча может слу- 40 жить, например, схема импульсного одновибратора, соединенная с входом синхронизации однолучевого осциллографа и последовательно соединенными и разрядными счетчиками (и- 6, напри- 45 мер), и-разрядным цифроаналоговым преобразователем и входом У осциллографа. Носитель 3 микрообъектов — это два яебольших стеклышка, на первое из которых (предметное) можно насыпать хаотиче- 50 ски (в произвольном порядке) измеряемые волокна (шерстинки), либо положить стандартную амплитудно-пропускающую дифракционную решетку или уменьшенную фотографию чередования темных и светлых 55 полос. Второе стеклышко служит для прижима, Устройство работает следующим образом.

Измерение распределения поперечных размеров (толщин) частиц типа волокон производится в два этапа.

На первом этапе на носитель 3 микрообъектов помещают стандартную амплитудно-пропускающую дифракционную решетку, запускают в момент времени to на счет программу 38М, специализированного вычислительного устройства 7, в соответствии с которой через определенные промежутки времени (например, Л t- 1 с) посылаются тактовые импульсные сигналы в устройство 2 развертки светового луча

ЭЛТ 1, через каждые промежутки времени

Ьt 2" посылаются импульсы на поворот шагового двигателя 8, сообщающего носителю 3 микрообъектов поворот на угол Л1р (град). При этом шаговый двигатель и механическая конструкция носителя

3 микрообъектов выбираются так, чтобы ве180 личина - — была целым числом, С каждым тактовым импульсным сигналом световое пятно ЭЛТ 1 сканирует после носителя 3 микрообъектов и длительности считанных импульсов фотоприемника 5 (эа исключением импульсов в ближайшей временной окрестности тактовых импульсов) в память вычислительного устройства 7. Частота ждущей развертки ЭЛТ 1 выбирается из условия

f- (1,1-1,2)

Измерение и запоминание длительностей считанных импульсов фотоприемника

5 заканчивается, когда длительность отсчета времени достигнет

to+At 2 -у —.

Если форму темных линий дифракционной решетки можно считать прямолинейной, поперечный размер темных линий d, длительность считанных сигналов т, скорость сканирующего пятна ч и отклонение Р направления сканирования от поперечного направления темных линий связаны следующим простым равенством. б" ч t(cos у), Поперечный размер темных линий дифракционной решетки d является перемножением случайной длительности т считанных сигналов и случайной величины (cos 1р), плотность распределения которой

1809304

f1 (u)—

2л

10

11 г()1

fdf(d)=-v (сг (, „) du, ю

1 — л

fdic(d)=v f tvt () )-d,, (1) ( где fd1(d) — плотность распределения поперечных размеров темных линий дифракциОННОй РЕШЕТКИ; E1= dmin/Imax д(,)((— минимальный поперечный размер темных линий дифракцион ной решетки и измеряемых частиц типа волокон;

lm>)(— максимальный размер темных линий дифракционной решетки и частиц типа волокон; а2 — небольшое положительное число.

Поэтому среднюю скорость ч можно рассчитывать из следующего уравнения:

v=fdt(d))(f tvt (Е ) ()-((— е))-Е„), r

Й1(б) — среднее значение темных линий стандартной дифракционной решетки.

f fn („. „) „dv — среднее значение длительностей считанных импульсов с поправкой на отклонение направлеСоставитель А.Щуренков

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н;Король

Редактор Т,Пигина

Заказ 1279 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 для значений аргумента и и полуинтервале (0,1), при условии равномерности закона распределения угла р в диапазоне углов от нуля до 360 градусов, которое обеспечивается законом развертки светового пятна по полю носителя микрообъектов. Легко убедиться в том, что длительность импульсного сигнала не изменится, если угол р заменить на p+ 180О, что позволяет ограничивать угол поворота носителя микрообъектов до диапазона от нуля до 180 градусов.

Средняя скорость ч движения сканирующего светового пятна ЭЛТ 1 в плоскости носителя микрообъектов 3 и измерения плотности распределения f r1 (т) считанных импульсных сигналов при сканировании эталонной дифракционной решетки связаны следующим соотношением: ния сканирования от поперечного направления темных линий дифракционной решетки и на среднюю скорость.

Ка втором этапе на носитель 3 микрообьектов помещают измеряемые частицы типа волокон и повторяют операции первого этапа по измерению и запоминанию считанных импульсов фотоприемника 5 для этих насыпанных измеряемых частиц.

Плотность распределения fdic(d) поперечных размеров частиц типа волокон находится где f тг (г} — измеренная плотность распределения считанных импульсов при сканировании световым пятном ЭЛТ 1 измеряемых частиц типа волокон.

Предложенное уСтройство создает экономический эффект. Оно состоит в том, что устройство позволяет вести процесс исследования волоконных и нитевых материалов с высокой производительностью, объективностью и точностью. Большим преимуществом устройства является также возможность документирования результатов исследований.

Формула изобретения

Измеритель поперечных размеров частиц типа волокон, содержащее носитель микрообьектов и окуляр, оптически связанный с ним, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений; он снабжен шаговым двигателем. электронно-лучевой трубкой с устройством развертки луча, соединенными. последовательно фотоприемником, измерителем длительности импульсов и вычислительным устройством, носитель микрообьектов и окуляр расположены последовательно между электронно-лучевой

45 трубкой и фотоприемником, шаговый двигатель соединен механически с носителем микрообьекта и электрически с вычислительным устройством, которое соединено с устройством развертки,