不接触测量玻璃管外径的双坐标激光测量仪_____

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1、国外计量年第期不接触测量玻璃管外径的双坐标激光测量仪opo二等。透明石英玻璃管是制造光纤光导装置的原垂直的方向上扫描测量区在装置的输出端形。,,材料玻璃管的制作工艺主要在于管子从加温成电脉冲信号其持续时间与管子的直径以。。,及管子在到软化坯料的拉制过程在制作光导装置时测量区所处的位置有关逻辑装置处,,管子直径的局部变化会引起直径的波动并且理来自光学装置的信号并计算出管子在两个、。,会破坏光导装置芯子与外皮的同心度为此对相互垂直方向上的直径以及管子的轴线相对。。管子几何尺寸的控制提出了严格的要求由于于工作区中心的坐标屏蔽用以防止光学装置。,在管子的制作

2、过程中不可能达到一个稳定的受到拉伸装置石英熔炉辐射热的影响,。拉制状态以保证直径恒定不变为了能制造2.,,仪器的光学系统出高质量的管子必需经常检测管子的直径。。一并根据检测结果来控制拉制过程在国外这种光学系统示于图2单模氦氖激光器的一,。测量系统早已广泛用于工业中(如zYGO和光束经准直管扩展后射向扫描元件扫描元。8,BETA公司的仪器)玻璃管的外径公差根据其件是一个面棱体的反射棱镜被照射的棱面,1,2,标称直径(14~4omm)应为士(100~250卜m)中心位于物镜的前焦点上两物镜彼此“。,也就是说检测仪器的测量误差应为土10卜m数形成90在扫描

3、过程中扩展的光束依次横穿。量级对检测仪器的一个补充要求就是在拉制土smm,过程中管子的轴线可在范围内移动这是由于管子的弹性变形及坯料软化部分无法测。出的位移而引起的目前苏联生产的仪器(例一,如BHnl型列宁格勒光学机械联合组织生,BHPT一2,“”产型列宁姆勒石英科研生)测量准确度都不很高,土产联合体生产为,。(40~50卜m)量级同并且现在已不再生产,,时已知已提出了一系列的技术解决方案可’使测量误差降低到必需的水平。。本文介绍一种双坐标激光测量仪该仪器用于玻璃管的拉制过程中对管子的外径进行连。续的不接触测量.1仪器的结构,_,、,,,、,,,._

4、、.,、。。口。。二_一一_一__反射镜_,认命田尤早茨直逗辑茨直相屏敝组成。(图1略)光学装置以窄激光束在两个相互一24一,过物镜1的人射光瞳(X通道)然后是物镜里.d=Hk(l二丛。户(6)2的入射光瞳(Y通道)作为物镜是使用一T,mm种专门设计的双透镜系统以保证在60视按照(6)式求得的直径数值仅决定于时间间。2一t,,场上的光线位移速度不变保护玻璃用以保护隔(t)与T的比值而与扫描速度的缓。。光学系统不被落下的灰尘弄脏聚光物镜1和慢变化无关在某一扫描行内的扫描速度的变。2把经过工作区的光束汇集在形成模件的光接化率不会超过所需要的测量准确度。收

5、器1和2上作为光接收器是使用中及24K型.,1.4光电二极管辐射源是使用功率为smw的仪器的结构图一。。,,几rH207型激光器结构图示于图8除了光学部件13,、4外光学装置包括4个信号形成模件5~83.管子直径和位置的测量方法。信号分离模件9和电源模件2两只光电接收5,6,通过测量由管子形成的阴影边缘之间的距模件记录x和Y通道中的光学信号其。,离来测量管子的直径余两只光电接收模件78是每一通道扫描的。2一119d=1(1)起始传感器信号分离模件对信号形成模件:d;l,,1:5~8,式中一管子直径一阴影边缘相对于来的信号进行预处理使之与逻辑装置。。聚

6、光物镜光阑边缘的坐标10m长的连接电缆的输出信号相匹配:根据下式确定管子轴线的坐标.甲.d飞J-!1x-lI11一二光学装置L=+(2)艺匕.

7、@{;,L1。必式中一管子轴线相对于聚光物镜光阑边缘的熟ù坐标。爵庄仍甘考根据扫描速度和光束通过相应区间的时间.t1:l:

8、L川对r.

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10、计算出距离和厂!

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12、!ō甘ù一O口/r/4,.

13、óōói沐/,L:=vt;lk(l)(3)工遐/壮卜%11121314l:=vtZk(l)(4)5V.:v;t:1112V式中一扫描速度一光束通过距离的时巧V,t:2;k间一光束通过距离1的时间(l)一考虑L由光学系统象

14、差引起的扫描残余非线性时的系嘿黔气.。J数_一一一嗯一——_一-一图3仪器的结构图根据光束从聚光物镜校准光阑(用来限制,1一;2;3;测量区)的一个边缘到另一个边缘的时间来确激光器29一电源一扫描部件。4一光学系统;5~8一信号形成模件,9一信定扫描速度;;n一微处理机;号分离模件10一控制器一HTV一(5);,12一运算存储器13一中间存储器14一输一;15一计数模件,人输出模件16一中断和顺:H,T式中一光阑的尺寸匕扫描工作区的脉序替换模;17一输出模件;件18一光学信号。冲持续时间电平指示器;19一比较器;20一数字输出端;,与测量工作区的扫描

15、时间相比短时间的21一处理模件,,23一2一管子位置指示器。速度可由扫描部件的手轮控制这就保证了在匹配模件;