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

Современная судовая газотурбинная установка
Современная судовая газотурбинная установка (ГТУ) успешно конкурирует с аналогичными по назначению паротурбин­ными и дизельными. От последних она выгодно отличается ком­пактностью и малой удельной массой, маневренностью и высокой ремонтопригодностью, лучшей приспособленностью к автоматиза­ции ...

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 ...

Меню сайта