Способ измерения геометрических размеров прозрачных труб

Способ измерения геометрических размеров прозрачных труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения внешнего и внутреннего диаметров прозрачных труб в процессе их изготовления. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения погрешности от нестабильности движения ослабителя. В устройстве, реализукнцем способ, имеются два оптических канала, один из которых предназначен для формирования интервалов времени, пропорциональных значениям внутреннего и внешнего диаметров труб, другой - для формирования импульсов заполнения с периодом следования , пропорциональным скорости смещения ослабителя светового луча. Изменение периода следования импульсов заполнения регистрируется с помощью дифракционной решетки, установленной в другом оптическом канале и связанной с ослабителем. При этом два луча направляют на решетку, получают совмещения изображений, мультиплицированных решеткой, и регистрируют пульсации освещенности при смещении изображений за счет движения ослабителя. 4 ил. (Л § кэ N5 СО О со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 12230 8 А (Я) 4 G 01 В 21/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Вр g,(Рр;.,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -, - l

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3697737/24-28 (22) 09.02.84 (46) 07.04.86. Бюл. У 13 (71) Куйбышевский филиал Физического института им. П.Н.Лебедева АН СССР (72) В.Н.Куликов и А.Н.Малов (53) 531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 815487, кл, С 01 В 11/08, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 945648, кл. С 01 В 11/08, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

РАЗМЕРОВ ПРОЗРАЧНЫХ ТРУБ (57) Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для измерения внешнего и внутреннего диаметров прозрачных труб в процессе их изготовления. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения погрешности от нестабильности движения ослабителя. В устройстве, реализующем способ, имеются два оптических канала, один из которых предназначен для формирования интервалов времени, пропорциональных значениям внутреннего и внешнего диаметров труб, другой — для формирования импульсов заполнения с периодом следования, пропорциональным скорости смещения ослабителя светового луча.

Изменение периода следования импульсов заполнения регистрируется с помощью дифракционной решетки, установленной в другом оптическом канале и связанной с ослабителем. При этом два луча направляют на решетку, получают совмещения изображений, мультиплицированных решеткой, и регистрируют пульсации освещенности при смещении изображений эа счет движения ослабителя. 4 ил.

1 12230

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения внешнего и внутреннего диаметров прозрачных труб в процессе их изго5 товления.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения погрешности от нестабильности движения ослабителя светового пучка °

На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 — схема, поясняющая способ; на фиг.3 — график зависимости интенсивности коллимированного светового пучка от положения ослабления во времени и временные диаграммы сигналов, формируемых устройством; на фиг.4 схема формирования пульсаций освещенности совмещенных мультиплицированных световых лучей.

Устройство содержит лазер 1, систему зеркал 2-4, зеркало 3 в которой выполнено полупрозрачным, светоделительный кубик 5, призму 6, коллиматор 7, в световой пучок которого помещается контролируемая труба 8, фотоприемник 9, усилитель-формирователь 10, соединенный с ним, подвижный ослабитель 11, линзу 12, в фокаль-З0 ной плоскости которой установлена дифракционная решетка 13, жестко связанная с ослабителем 11, соединенные последовательно фотоприемник 14, усилитель 15 и электронный блок 16 обработки выходных сигналов.

Способ осуществляют следующим образом.

Световой луч от лазера 1 зеркалом 2 направляют на полупрозрачное зеркало 3, которым делят световой луч на две части, образуя два оптических канала измерения, один из которых (основной) предназначен для формирования интервалов времени, про— порциональных значениям внешнего и внутреннего диаметров контролируемой, трубы 8, другой (дополнительный) для формирования импульсов заполнения с периодом следования, пропорцио50 нальным скорости смещения ослабителя светового пучка.

Одну из частей светового луча от зеркала 3 устройством 7 коллимируют до поперечного сечения, большего по значению внешнего диаметра трубы 8, геометрическая ось которой перпендикулярна направлению распространения света. При освещении трубы 8 колли38 2 мированным световым пучком на вход фотоприемника 9 попадает рассеянное излучение. Рассеяние света происходит в точках А, В, С и D поверхности трубы 8 (фиг.2).

С целью определения расстояний между точками А и D В и С, соответствующих внешнему и внутреннему диаметрам трубы 8, в коллимированный пучок вводят ослабитель 11, предварительно жестко связанный с дифракционной решеткой 13. При движении ослабителя в моменты времени t„, происходит измерение интенсивнос4 ти 3 попадающего на вход фотоприемника 9 рассеянного излучения (фиг.3), Значения t, с, t и t< соответствуют четырем положениям ослабителя

11, при которых перекрываются части

II III u IV светового пучка (фиг.2).

Изменение интенсивности 3 при указанных положениях ослабителя 11 регистрируют фотоприемником 9, а блоком 10 формируют четыре импульса 17-20 (фиг.3), последовательно поступающие в электронный блок 16, где измеряются заполняемые импульсами 21 интервалы 22 и 23 времени.

Другую часть светового луча от зеркала 3 зеркалом 4 направляют на систему из светоделительного кубика

5 и подвижной призмы 6, формирующую из луча 24 два параллельных луча

25 и 26 (фиг.1 и 4). Лучи 25 и 26 фокусируют линзой -12 и мультиплицируют установленной в фокальной плоскости линзы дифракционной решеткой

13 (сечение 27 на фиг.4) . Изменяя расстояние между лучами 25 и 26 смещением призмы 6, добиваются совмещения изображений "+1" и "-1" порядка, сформированных решеткой 13 соответственно от луча 25 и луча 26 (сечение 28). Совмещенные лучи при этом распространяются в направлении, совпадающем с главной оптической осью линзы 12.

При смещении решетки 13, жестко связанной с ослабителем 11, разность фаз совмещенных лучей периодически изменяется от 0 до Т и вновь доII Il сти г ае т 0 . При этом освещенность результирующего изображения в пло скости фотоприемника 1 4 с о о т в ет ст ве ин о либо возрастает, либо достигает минимума (с ече ния 2 8 -3 0 ) .

Из пульсаций освещенности с овмещен ных изображений, регистрируемых

3 122 фотоприемником 14, усилителем 15 формируют импульсы 21 заполнения (фиг.3), поступающие в блок 16. В электронном блоке 16 импульсами 21 заполняют интервалы 22 и 23 времени и по их числу определяют значения внутреннего .и внешнего диаметров контролируемой трубы 8.

Частота следования импульсов 21 заполнения определяется скоростью смещения ослабителя 11 и периодом дифракционной решетки 13 (величиной постоянной). Количество же импульсов 21 при измерении интервалов 22 и 23 времени зависит от пути, пройденного ослабителем 11, и не зависит от закона изменения скорости смещения ослабителя, т.е. не зависит от того, смещался ли ослабитель равномерно, с ускорением или с длительными остановками, что и позволяет по сравнению с известным устройством повысить точность измерения.

Формула изобретения

Способ измерения геометрических размеров прозрачных труб, заключающийся в том, что на контролируемую трубу в плоскости, перпендикулярной ее геометрической оси, направляют световой луч, коллимированный до по3038 4 перечного сечения, большего внешнего диаметра трубы, вводят в световой пучок ослабитель, регистрируют его положения, соответствующие измене5 ниям интенсивности рассеянного на поверхности трубы светового пучка в точках, лежащих на линии пересечения трубы с плоскостью падения коллимированного светового пучка, регист10 рируют интервалы времени между первым и четвертым, вторым и третьим изменениями интенсивности рассеянного света, соответствующими границам внешнего и внутреннего диаметров контролируемой трубы, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, с ослабителем жестко связывают дифракционную решетку, фокусируют на нее два па20 раллельных световых луча, изменением расстояния между которыми добиваются совмещения близлежащих изображений, мультиплицированных дифракционной решеткой соответственно от первого и второго луча, и при смещении ослабителя регистрируют освещенность совмещенных изображений, пульсации которой регистрируют и используют в качестве импульсов заполнения зарегист30 рированных интервалов времени, по числу импульсов определяют внешний и внутренний диаметры контролируемой трубы.

1223038

Фиг. Ф

Составитель E.Ãëàçêîâà

Техред О. Сопко КорректоР В Бутяга

Редактор А.Ворович

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1700/42 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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