Способ изготовления волоконно-оптического датчика для контроля геометрических параметров объектов,имеющих плоскую или криволинейную поверхность с прямолинейной образующей

Способ изготовления волоконно-оптического датчика для контроля геометрических параметров объектов,имеющих плоскую или криволинейную поверхность с прямолинейной образующей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить стабильность параметров датчика. После раздельной формообразующей обработки на входной торец осветительного 1 и выходной торец приемного 2 световодов, размещенных перед светорассеивающим экраном 3, направляют коллимированные световые потоки 4 и 5 разного цвета, образующие на нем зоны 6 и 7. Перемещением световода 1 перпендикулярно поверхности экрана 3 добиваются равенства площадей этих зон, а относительно световода 2 - совмещения зон 6 и 7 в одну зону смешанного цвета . Фиксацией световода I относительно световода 2 образуют пакет световодов . При перемещении пакета йа входной торец световода I, в котором направлено коллимированное излучение перпендикулярно поверхности экрана 3 регистрируют интенсивность отраженного излучения, воспринимаемого световодом 2, и расстояние от торца пакета до экрана, соответствующее максимальной интенсивности. Пакеты размещают в корпусе датчика на определенном расстоянии друг от друга вдоль направления, совпадающего с нормалью к поверхности экрана. I з.п. ф-лы, 5 ил. W СХ) 00 а СХ) О)

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И

А1 (5g 4 0 02 В 6/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3822352/24-10 (22) 30.11,84 (46) 15 01 87. Бюл. Ф 2 (72) О.Л.Керцман и Г.P.Êðå÷ìàí (53) 535.813(088.8) (56) Заявка Японии У 58-31858, кл. G 01 В 11/27, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ. ОБЪЕКТОВ, ИМЕЮЩИХ ПЛОСКУЮ ИЛИ КРИВОЛИНЕЙНУЮ

ПОВЕРХНОСТЬ С ПРЯИОЛИНЕИНОИ ОБРАЗУ ЮЩЕЙ, (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить стабильность параметров датчика. После раздельной формообразующей обработки на входной торец осветительного 1 и выходной торец приемного 2 световодов, размещенных перед светорассеивающим экраном 3, направляют коллимированные световые потоки 4 и 5 разного цвета, образующие на нем эоны 6 и 7 ° Перемещением световода 1 перпендикулярно поверхности экрана 3 добиваются равенства площадей этих эон, а относительно световода 2 — совмещения эон 6 и 7 в одну зону смешанного цвета, Фиксацией световода 1 относительно световода 2 образуют пакет световодов. При перемещении пакета иа входной торец световода 1 в котором направлено коллимированное излучение, перпендикулярно поверхности экрана

3 регистрируют интенсивность отраженного излучения, воспринимаемого световодом 2, и расстояние от торца пакета до экрана, соответствующее мак симальной интенсивности. Пакеты размещают в корпусе датчика на определенном расстоянии друг от друга вдоль направления, совпадающего с нормалью к поверхности экрана. 1 з.п. ф-лы, ил.

128

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при изготовлении бесконтактных и многоконтактных волоконно-оптических датчиков для контроля геометрических параметров объектов.

Цель изобретения — повьш ение стабильности параметров датчика.

На фиг, 1 представлена схема обеспечения взаимоположения световодов в пакете, на фиг, 2 — схема определения энергетического оптимума пакета световодов, на фиг. 3 — типичная статическая характеристика пакета, на фиг. 4 — схема обеспечения вза имоположения пакетов в корпусе датчика.

Способ осуществляют следующим образом.

После изготовления заготовок волоконных световодов производится их раздельная формообразующая обработка, которая заключается в шлифовке и полировке каждого торца световода, в придании физической оси световода формы, необходимой для обеспечения требуемого пространственного положения оптической оси входа (выхода) .светонода, с контролем светопропускания и других оптических параметров каждого световода.

Затем осветительный 1 и приемный

2 световоды устанавливаются перед светорассеивающим экраном 3 на определенном расстоянии С, которое является заданным конструктивным парамет ром датчика (см. фиг. !). Расстояние С измеряется между входным торцом приемного светонода и поверхностью экрана. На входной торец осветительного световода 1 направляют коллимироваиный световой поток 4, а на выходной торец приемного — коллимированный снетоной поток 5, причем направляемые потоки имеют разный цнет, например красный, излучаемый гелий — неоновым лазером, и синий, .излучаемый аргоновым лазером, Излучение, направляемое световодом, на его выходе, вследствие эффекта симметризации, равномерно распределяется внутри апертурного конуса выхода световода. Таким образом, на поверхности экрана образуются освещенные разноцветные зоны 6 и 7, являющиеся геометрическим местом точек пересечения апертурных конусов выхода световодов с поверхности эк3686 рана. Вследствие технолог ических погрешностей формообразующей обра-! ботки сdетoвoдов оптичебкие оси световодов могут не пересекаться и освещенные зоны 6 и 7 на экране имеют различную площадь и расположение.

Перемещая осветительный световод 1 в направлении, перпендикулярном к поверхности экрана 3, добиваются равенства площадей освещенных зон

6 и 7. Перемещая осветительный све" товод l относительно приемного 2, добиваются совмещения освещенных зон

6 и 7 в одну зону смешанного (наприf5 мер, фиолетового) цвета 8. Признаком окончания операции совмещения является исчезновение участков 6 и

7, окрашенных в несмешанные цвета.

После этого осветительный световод

gp 1 фиксируют относительно приемного

2, например, с помощью компаунда, образуя пакет световодов. В силу принципа обратимости хода оптических лучей геометрической оптики, апертур25 ный конус и ось выхода световода при изменении ходу лучей на противоположное совпадают с апертурным конусов входа и осью входа того же торца, Поэтому совмещение зон 6 и 7 позволяет достичь пересечения оптической оси выхода осветительного световода с оптической осью входа приемного, что служит необходимым условием обеспечения наиболее эффективной передачи энергии между осветительным и приемным световодами в пакете, являющимися единичным каналом датчика. Описанная процедура выполняется с каждой парой осветительных щ и приемных световодов, .Затем пакет устанавливают перед экраном 3, на входной торец осветительного световода 1 направляют коллимированное излучение 4 и перемещают пакет относительно экрана н направлении, перпендикулярном к поверхности экрана 3 (фиг. 2).При этом регистрируют интенсивность отраженного от поверхности экрана 3 излучения, воспринимаемого приемным световодом

2, например, с помощью фотоприемника 9, установленного у выходного торца приемного световода.

Типичная статическая характеристика пакета, графически отображающая зависимость интенсивности V отраженного от поверхности излучения, воспринимаемого приемным световодом от расстояния h между торцом приемного

1283 световода и поверхностью экрана, представлена на фиг. 3. Статическая характеристика имеет участок монотонного возрастания, максимум и участок монотонного убывания. Перемещая пакет относительно экрана, определяют расстояние 6, которое соответствует о максимальному значению Ч интенсивмакс ности отраженного сигнала, воспринимаемого приемным световодом. 10

Значение приблизительно равно о значению С и уточняется с помощью последней операции ° Поэтому перемещение пакета относительно экрана достаточно ограничить интервалом. значений

l 3 с(ас- С

2 2 где 4 — расстояние между входным торцом приемного световода паке-20 та и поверхностью экрана.

Укаэанная процедура производится для каждого пакета, после чего пакеты устанавливают в корпусе датчика один относительно другого на расстоя-25 нии вдоль направления, совпадающего с нормалью к поверхности экрана, определяемом по формуле — 6 о „с оь

30 где о — расстояние между входными п,д торцами приемных световодов

m-го и и-го пакетов в направлении, перпендикулярном к поверхности экрана;

Ь а - полученные значения рассто >, о, яния между входным торцом приемного световода и поверхностью экрана, соответствующие максимуму ин- 40 тенсивности отраженного излучения для m-го и n-ro пакетов соответственно.

Последняя операция юстировки обес" печивает энергетический оптимум каж- 45 дого канала в отдельности при совместной работе в составе датчика, Формула изобретения

1, Способ изготовления волоконнооптического датчика для контроля геометрических параметров объектов, имеющих плоскую или криволинейную поверхность с прямолинейной образующей, заключающийся в формообразующей обработке осветительных и приемных световодов, укладке и фиксации их в корпусе датчика, о т л и686 4 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности параметров датчика, после формообразующей обра ботки световодов устанавливают попарно осветительные и приемные световоды, на входной торец осветительного и на выходной торец приемного световодов направляют коллимированные световые потоки разного цвета, перед входным торцом приемного световода размещают экран перпендику« лярно к оси световода, перемещают осветительный световод относительно экрана и приемного световода, добиваясь совмещения на экране освещенных разноцветных зон, и фиксируют осветительный световод относительно приемного в пакет, .повторно направляют коллимированный световой поток на входной торец осветительного световода и, перемещая пакет в направлении, перпендикулярном к поверхности экрана, регистрируют интенсивность излучения, отраженного от поверхности экрана в.приемном световоде, определяют расстояние между входным торцом приемного световода и экраном, соответствующее максиму"му интенсивности отраженного излучения, фиксацию пакетов осуществляют в одной плоскости, перпендикулярной экрану, причем расстояние между входными торцами приемных световодов вдоль их оси определяют по формуле

=6 -Ь где 3. — расстояние между входными л торцами приемных световодов m-ro u n-ro пакетов вдоль их оси перпендикуляр. но к поверхности экрана; — расстояния между входным торцом приемного световода и поверхностью экрана, соответствующие максимуму интейсивности отраженного излучения для m-ro и и-го пакетов соответственно.

2. Способ по ï. 1, о т л и ч аю шийся тем, что перемещение каждого пакета производят в пределах интервала 6, определяемого неравенством

0,5C (4Ь1, 5С где С вЂ” расстояние между входным торцом приемного световода и поверхностью экрана.

1283686

Составитель П.Оввян

Редактор М.Бандура Техред B. Кадар 1(оррек тор. С, Шекмар

Заказ 7435/44 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного ком тета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4