專利名稱：測量絲、棒橫截面尺寸的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種以采用光學方法為特征的測量裝置，具體地說是一種測量絲、棒，特別是異形絲、棒如異型光纖橫截面尺寸的裝置。
已有的測量絲、棒橫截面尺寸的裝置，只能對圓形截面的絲棒物體進行測量，對異形絲、棒，特別對透明的直徑很細的異型光纖橫截面尺寸的測量，則無能為力。
在生產(chǎn)正六棱柱形多芯光纖時，六棱柱形料棒用鎳鉻絲吊在進料架上，逐漸放入電爐。軟化拉細到一定尺寸出爐。由于它是自由懸掛，無法嚴格固定每次懸掛方位；又因爐內(nèi)外過大的溫差，拉絲時料棒中的應力會使它發(fā)生扭轉等不規(guī)則運動。若用固定測量系統(tǒng)，則無法準確測出尺寸。所以安裝有光學測量系統(tǒng)的裝置必須跟蹤被測體的扭轉角度，當調(diào)節(jié)激光束使之平行于六棱形絲、棒相對的二平面時，測量出的數(shù)值最小，這才是測得的準確的數(shù)據(jù)。
本實用新型的目的在于提供一種測量絲、棒橫截面尺寸的裝置，該裝置不僅能對圓形的絲、棒物體進行測量，而且對透明的直徑很細的異型絲、棒橫截面尺寸也能測量，并能跟蹤被測體的扭轉角度，實現(xiàn)較小的時間延遲下的在線測量。
本實用新型提供的一種測量絲、棒橫截面尺寸的裝置，包括測量機架和光電系統(tǒng)，其特征在于所述的測量機架用法蘭盤連接在拉絲機的隔熱鋼板上，在法蘭盤與機架之間裝有軸承，能使機架以垂直穿過隔熱鋼板圓孔拉出的被測物為軸，在水平面內(nèi)轉動30度左右，驅動機架轉動的手動傘形齒輪或蝸輪蝸桿裝置也分別固定在隔熱鋼板和機架上；所述的光電系統(tǒng)固定在機架上機架一側固定一個激光二極管和一個激光擴束鏡筒，在機架上端兩側向內(nèi)各固定一個與水平成45度角的平面反射鏡，機架另一側固定一個附有遮光罩的CCD光電傳感器，使激光源的光束經(jīng)過平面反射鏡、被測物、另一個反射鏡到達CCD光電傳感器，CCD光電傳感器連接微處理器及顯示器。
所述的CCD光電傳感器由毛玻璃、透鏡組、光闌和CCD及其驅動、輸出線路板組成，毛玻璃上的激光圖像通過透鏡組和光闌放大并成像在CCD上，構成了具有光學放大的成像系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型中CCD光電傳感器的設計，不僅能對圓形的絲、棒物體進行測量，而且對透明的很細的異型絲、棒橫截面尺寸也能測量；本實用新型中轉動機架的設計，使測量裝置能跟蹤被測體的扭轉角度，實現(xiàn)了近似的在線測量。
下面對照附圖對本實用新型做進一步說明附

圖1是本實用新型結構示意圖。
附圖2是本實用新型中的CCD光電傳感器示意圖。
附圖3是本實用新型的微處理器程序流程圖。
圖中1是固定于拉絲機上的隔熱鋼板、2是測量機架，用法蘭盤3將二者連接在一起，此法蘭盤3與機架2之間裝有軸承，能使機架2以垂直穿過隔熱鋼板1的圓孔拉出的被測物為軸，在水平面內(nèi)轉動30度左右，驅動機架轉動的手動蝸輪蝸桿裝置4也分別固定在鋼板1和機架2上。
測量機架上安裝的光學系統(tǒng)的工作原理如下機架上的部件5是半導體激光二極管及其穩(wěn)壓電源。調(diào)整電源的電壓和電流可獲得適當?shù)募す鈴姸?。激光通過擴束鏡6輸出的激光束，經(jīng)平面反射鏡7照射到異型光纖上，再經(jīng)另一反射鏡8反射到CCD光電傳感器9中。
CCD光電傳感器9的構造如圖2所示圖中10是遮光罩；11是接受激光束而成象的毛玻璃；12和13是二次成象透鏡組和光闌；它將毛玻璃上的激光圖象再放大數(shù)倍，成象在CCD上，構成了具有光學放大的成像系統(tǒng)。14是CCD及其驅動、輸出線路板等附件。此CCD光電傳感器的設計實現(xiàn)了對0.5至數(shù)毫米尺寸物體的測量，也使系統(tǒng)對CCD的要求降低，因而降低成本。
以上的光學系統(tǒng)是固定的，可以一次調(diào)好，生產(chǎn)中無須任何調(diào)整。因而只要求工人在生產(chǎn)中微微轉動機架，對準激光方向。所以本實用新型是光機電一體化的設備，使用方法簡單，有利于生產(chǎn)管理。
部件15由微處理器集成電路及外圍邏輯電路，CCD輸出信號的整形放大等模擬電子電路組成的微處理器及顯示器。七段數(shù)碼管裝在此部件外，供工人方便地觀察尺寸及其變化。
微處理器的簡要程序流程圖，如圖3所示圖中的N是每次處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)個數(shù)；最下方的“時間到”是指測量周期。
本實用新型對六棱多芯光纖進行測量的實施例當被測體尺寸約為1毫米時，取光學放大倍數(shù)為2；CCD的靈敏度是10伏/勒克斯·秒，分辨率14微米。結果絕對誤差10微米，相對誤差1％。如果CCD的分辨率為7微米時，則誤差會更小。
權利要求1.一種測量絲、棒橫截面尺寸的裝置，包括測量機架(2)和光電系統(tǒng)，其特征在于所述的測量機架(2)包含了用于驅動機架轉動的裝置(4)；所述的光電系統(tǒng)固定在機架(2)上，在機架(2)一側固定一個激光二極管(5)和一個激光擴束鏡筒(6)，在機架上端兩側向內(nèi)各固定一個與水平成45度角的平面反射鏡(7、8)，機架另一側固定一個附有遮光罩的CCD光電傳感器(9)。
2.按照權利要求1所述的一種測量絲、棒橫截面尺寸的裝置，其特征是所述的CCD光電傳感器包含了構成光學放大成像系統(tǒng)的毛玻璃(11)、透鏡組(12)、光闌(13)和CCD器件。
3.按照權利要求1所述的一種測量絲、棒橫截面尺寸的裝置，其特征是所述的驅動機架轉動的裝置(4)是手動傘形齒輪或蝸輪蝸桿裝置。
專利摘要一種以采用光學方法為特征的測量裝置,具體屬于一種測量圓形和異形絲、棒如異型光纖橫截面尺寸的裝置,由測量機架,驅動機架轉動的手動傘形齒輪或蝸輪蝸桿裝置,固定在機架上的有激光源、反射鏡、CCD光電傳感器、微處理器及顯示器。該裝置不僅能對圓形的絲、棒物體橫截面尺寸進行測量,而且也能對透明的直徑很細的異型絲、棒橫截面尺寸進行測量,而且該裝置能跟蹤被測體的扭轉角度,實現(xiàn)在線測量。
文檔編號G01B7/32GK2454757SQ0026714
公開日2001年10月17日 申請日期2000年12月13日 優(yōu)先權日2000年12月13日
發(fā)明者金以豐, 陳蘇民, 徐晉安, 徐新民 申請人:山西大學