Пристрій для вимірювання геометричних розмірів кварцових труб

Пристрій для вимірювання геометричних розмірів кварцових труб, що містить послідовно і оптично з'єднані джерело світла (1), розсіювач (2), щілинну діафрагму (3), об'єктив (4), фотоприймач (6), а також послідовно з'єднані блок обробки відеосигналу (7), блок обчислень (8) і індикатор (9), який відрізняється тим, що пристр(й додатково містить фільтр світла (5), який розміщений між об'єктивом (4) і фотоприймачем (6). Корисна модель відноситься до вимірювальної техніки і може бути використана для визначення зовнішнього і внутрішнього діаметрів прозорих труб. Відомий пристрій для контролю зовнішнього діаметра оптичного волокна, який містить послідовно з'єднані джерело випромінювання, передаючу оптичну систему, оптичну систему з щілиною, приймальну оптичну систему і блок обробки сигналів [1] Недоліком цього пристрою є залежність результатів вимірювання від флуктуацій випромінювання лазеру і зміни параметрів фотоелементу. Крім того, використання щілини у якості еталонного зразка вносить додаткову похибку. Відомий також прилад для вимірювання геометричних розмірів прозорих труб, який містить оптично пов'язані джерело випромінювання, розсіювач світла, два ослаблювачі світлового потоку, які переміщуються, з приводом, фотоприймач, а також блок управління та індикації [2]. Недоліком цього пристрою є наявність механічних частин, які обумовлюють додаткові похибки та зменшують надійність вимірювання Як найбільш близький до корисної моделі по технічній сутності (аналог) вибраний пристрій, який містить послідовно з'єднані і оптично пов'язані джерело світла, розсіювач, щілинну діафрагму, об'єктив і фотоприймач, а також послідовно з'єднані блок обробки вщеосигналу, блок обчислень і індикатор [3]. Недоліком відомого пристрою є неможливість використання його для виміру геометричних параметрів кварцових труб у процесі витягування з заготовок, обумовлена високим рівнем світлового і інфрачервоного випромінювання кварцових труб внаслідок їх значного розігріву. В основу корисної' моделі поставлена задача створити пристрій для виміру геометричних розмірів кварцових труб, у якому введення нового блоку дозволило б зменшити вплив дестабілізуючих факторів на результати вимірювання, підвищити точність виміру геометричних розмірів кварцових труб у процесі їх виробництва і за рахунок цього розширити функціональні можливості пристрою Поставлена задача досягається тим, що в пристрій, що містить послідовно і оптично з'єднані джерело світла (1), розсіювач (2), щілинну діафрагму (3), об'єктив (4), фотоприймач (6), а також послідовно з'єднані блок обробки вщеосигналу (7), блок обчислень (8) і індикатор (9), введено фільтр світла (5), який розміщений між об'єктивом (4) і фотоприймачем (6). Сутність корисної моделі полягає в тім, що введений елемент пристрою, а саме фільтр світла, дозволяє пропускати на вхід фотоприймача лише промені обраного (синього) діапазону довжини хвиль джерела світла і не пропускати промені випромінювання розігрітої кварцової труби з довжинами хвиль, близьких до червоного та інфрачервоного діапазонів. CD CM 11269 На Фіг.1 наведена блок-схема пристрою для вимірювання геометричних розмірів кварцових труб На Фіг.2 наведена епюра електричного сигналу на виході фотоприймача (5). Пристрій для вимірювання геометричних розмірів кварцових труб містить послідовно з'єднані джерело світла (1), розсіювач (2), щілинну діафрагму (3), об'єктив (4), фільтр світла (5), фотоприймач (6), блок обробки еідеосигналу (7), блок обчислень (8) і індикатор (9). Пристрій здійснює вимірювання геометричних розмірів кварцової' труби (10), яка розміщується на лінії вимірювання між щілинною діафрагмою (3) і об'єктивом (4). Джерелом (1) світла може служити лінійка світлодіодів, наприклад, типу BL-503B2CA-1A-01 фірми "YELLOW STONE CORP.", при чому лінійка світлодіодів встановлюється перпендикулярно і симетрично відносно лінії вимірювання і її довжина повинна бути більшою за 2Ь, де b - зовнішній діаметр вимірюваної труби (10). Розсіювач (2) виконують з пластини молочного кольору, наприклад, стрічки фторопласту товщиною 0,05мм. Щілинну діафрагму (3) виконують з непрозорого матеріалу, наприклад, текстоліту, із краями щілини, розташованими відповідно на відстані b від лінії вимірювання. Об'єктивом (4) може служити об'єктив типу "Геліос-44М". Колір фільтру (5) світла обирають синім, що відповідає довжині хвилі 470нм світлодіодів типу BL-503B2CA-1A-01 джерела світла (1). Фотоприймачем (6) може служити лінійний прилад із зарядовим зв'язком типу TSL1401 фірми "Texas Instruments". Блок обробки відеосигналу (7) виконаний на аналого-цифровому перетворювачі типу ADS7818. Блок обчислень (8) може бути виконаний на базі мікропроцесору типу ATmega16 фірми "Atmel". Індикатором (9) може служити індикатор на рідких кристалах типу SC1602А фірми "SUNLIKE DISPLAY TECH. CORP". Пристрій для вимірювання геометричних розмірів кварцових труб працює таким чином. При подачі на джерело світла (1) номінального струму, наприклад, ЮмА на кожний світлодіод, на виході фотоприймача 6 формується електричний сигнал згідно Фіг.2. Відстань 2Хг на Фіг.2 відповідає внутрішньому діаметра а вимірюваної труби (10), а відстань 2X4 відповідає зовнішньому діаметра Ь. Блок обчислень (8) визначає внутрішній та зовнішній діаметри відповідно за формулами: а=К.-2Х2, (Ц Ь=Кз-2Х4, (2) де Кв і Кз - коефіцієнти передачі відповідно по каналах вимірювання внутрішнього і зовнішнього діаметрів вимірюваної труби. У результаті експериментальних досліджень, проведених на базі НДІ інформаційних процесів НТУУ"КГН" і Полтавського заводу газорозрядних ламп, встановлено, що при температурі вимірюваної труби 650°С, що характеризується малиновим кольором розігрітої кварцової труби, сигнал на виході фотоприймача при відсутності фільтру світла набуває форми куполу без ознак характерних тіньових провалів, які визначають вимірювані величини 2Хг і 2Хд. При встановленні синього фільтру, який відповідає синьому кольору джерела світла за тих же умов (температура вимірюваної труби 650°С) сигнал на виході фотоприймача набуває вигляду, наведеному на Фіг.2 і характерного для сигналу при вимірюванні холодних прозорих труб. Введення в пристрій для вимірювання геометричних розмірів кварцових труб нового елементу, а саме фільтру світла, вигідно відрізняє описуваний пристрій від відомого, тому що з'являється можливість вимірювання геометричних розмірів гарячих прозорих труб, що розширює сферу застосування пристрою. Джерела інформації: 1. Патент США №3806251, кл.356-111,1984р. 2. А.с. СРСР №1523917, МКІ G01B21/00, 1989р. 3. А.с. СРСР №1657961, МКІ G01B21/10, 1991р. ив О.витах Фіг і Комп'ютерна верстка В. Мацело Фіг 2 Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601