Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе

Прибор предназначен для оперативного измерения среднего диаметра волокон, нитей, проволочек в группе хаотически расположенных экземпляров. Оптимальный диапазон диаметров (10-100) мкм. Принцип действия прибора основан на анализе углового распределения дифрагированного на волокнах лазерного излучения в предположении малой дисперсии функции распределения волокон по диаметрам.

Схема прибора показана на рис. 1, обозначения на которой следующие:

1- лазерный диод мощностью излучения (5-50) мвт; 2- объектив; 3- пучок волокон, помещенных между двумя пластинами с отверстиями в центре 4- фотоэлектрический детектор, состоящий из двух концентрических фотодиодов с центром на оптической оси.; 5- аналого-цифровой преобразователь. 6- компьютер.

Рис. 1

Если расстояния и удовлетворяют формуле линзы, где v фокусное расстояние объектива, то оптическая схема обеспечивает, в приближении дифракции Френеля, безлинзовое преобразование Фурье амплитудного пропускания в области объекта, где - радиус вектор в плоскости 3. В этом случае комплексная амплитуда в плоскости детектора определяется выражением:

где, - длина волны лазера, - расстояние от волокон до фотодетектора.

При использовании линейного по световому потоку фотодетектора средний диаметр волокон вычисляется по следующей приближенной формуле:

,

где и - средние радиусы колец (); и - их площади; и - амплитуды электрических сигналов, снимаемых , соответственно, с первого и второго колец фотодетектора. Вклад неучтенной дисперсии в погрешность измерения среднего диаметра определяется величиной порядка. В случаях, когда условие не выполняется, для измерения среднего диаметра и дисперсии используется фотодетектор состоящий из трех светочувствительных колец.

Перейти на страницу: 1 2

Дополнительно

Высокопроизводительная, экономичная и безопасная работа технологических агрегатов металлургической промышленности
Высокопроизводительная, экономичная и безопасная работа технологических агрегатов металлургической промышленности требует применения современных методов и средств измерения величин, характеризующих ход производственного процесса и состояние оборудования. Автоматический контроль является логически ...

Счетчики ядерного излучения
Реальная перспектива использования человеком огромных энергий, скрытых в недрах атома, появилась впервые в 1939 году. На сегодняшний день широкое практическое применение получают различного рода ядерные излучения, несмотря на то, что они опасны для организма человека и в то же время неощущаемы, п ...

Меню сайта