|
Доклад: Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе
Доклад: Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе
ЛАЗЕРНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА ВОЛОКОН В ИХ ГРУППЕ.
к. ф.-м. н. Пресняков Ю.П.
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.
|