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
Естественно-научные концепции развития микроэлектронных и лазерных технологий
Электроника - наука о взаимодействии электронов
с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и
устройств (вакуумных, газоразрядных, полупроводниковых), используемых для
передачи, обработки и хранения информации. Возникла она в начале ХХ века. На ее
основе были созданы элект ...
Ремонт колесных пар
Из-за больших
статических и динамических нагрузок, которые возникают в условиях эксплуатации
колёсной пары, возникают различные дефекты.
Для обеспечения
надёжной работы на железной дороге создана система выявления дефектов колёсных
пар. Основой такой системы является выявление дефек ...