Доклад: Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе
Доклад: 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.
|
