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.
Дополнительно
Эволюция и самоорганизация химических систем. Макромолекулы и зарождение органической жизни
Понятие самоорганизация означает упорядоченность
существования материальных динамических, то есть качественно изменяющихся
систем. Оно отражает особенности существования таких систем, которые
сопровождаются их восхождением на все более высокие уровни сложности и
системной упорядоченности или матер ...
Развитие представлений о природе тепловых явлений и свойств макросистем
Вокруг нас происходят явления, внешне весьма
косвенно связанные с механическим движением. Это явления, наблюдаемые при
изменении температуры тел, представляющих собой макросистемы, или при переходе
их из одного состояния (например, жидкого) в другое (твердое либо
газообразное). Такие явления наз ...