专利名称：测量丝、棒横截面尺寸的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以采用光学方法为特征的测量装置，具体地说是一种测量丝、棒，特别是异形丝、棒如异型光纤横截面尺寸的装置。
已有的测量丝、棒横截面尺寸的装置，只能对圆形截面的丝棒物体进行测量，对异形丝、棒，特别对透明的直径很细的异型光纤横截面尺寸的测量，则无能为力。
在生产正六棱柱形多芯光纤时，六棱柱形料棒用镍铬丝吊在进料架上，逐渐放入电炉。软化拉细到一定尺寸出炉。由于它是自由悬挂，无法严格固定每次悬挂方位；又因炉内外过大的温差，拉丝时料棒中的应力会使它发生扭转等不规则运动。若用固定测量系统，则无法准确测出尺寸。所以安装有光学测量系统的装置必须跟踪被测体的扭转角度，当调节激光束使之平行于六棱形丝、棒相对的二平面时，测量出的数值最小，这才是测得的准确的数据。
本实用新型的目的在于提供一种测量丝、棒横截面尺寸的装置，该装置不仅能对圆形的丝、棒物体进行测量，而且对透明的直径很细的异型丝、棒横截面尺寸也能测量，并能跟踪被测体的扭转角度，实现较小的时间延迟下的在线测量。
本实用新型提供的一种测量丝、棒横截面尺寸的装置，包括测量机架和光电系统，其特征在于所述的测量机架用法兰盘连接在拉丝机的隔热钢板上，在法兰盘与机架之间装有轴承，能使机架以垂直穿过隔热钢板圆孔拉出的被测物为轴，在水平面内转动30度左右，驱动机架转动的手动伞形齿轮或蜗轮蜗杆装置也分别固定在隔热钢板和机架上；所述的光电系统固定在机架上机架一侧固定一个激光二极管和一个激光扩束镜筒，在机架上端两侧向内各固定一个与水平成45度角的平面反射镜，机架另一侧固定一个附有遮光罩的CCD光电传感器，使激光源的光束经过平面反射镜、被测物、另一个反射镜到达CCD光电传感器，CCD光电传感器连接微处理器及显示器。
所述的CCD光电传感器由毛玻璃、透镜组、光阑和CCD及其驱动、输出线路板组成，毛玻璃上的激光图像通过透镜组和光阑放大并成像在CCD上，构成了具有光学放大的成像系统。
与现有技术相比，本实用新型中CCD光电传感器的设计，不仅能对圆形的丝、棒物体进行测量，而且对透明的很细的异型丝、棒横截面尺寸也能测量；本实用新型中转动机架的设计，使测量装置能跟踪被测体的扭转角度，实现了近似的在线测量。
下面对照附图对本实用新型做进一步说明附
图1是本实用新型结构示意图。
附图2是本实用新型中的CCD光电传感器示意图。
附图3是本实用新型的微处理器程序流程图。
图中1是固定于拉丝机上的隔热钢板、2是测量机架，用法兰盘3将二者连接在一起，此法兰盘3与机架2之间装有轴承，能使机架2以垂直穿过隔热钢板1的圆孔拉出的被测物为轴，在水平面内转动30度左右，驱动机架转动的手动蜗轮蜗杆装置4也分别固定在钢板1和机架2上。
测量机架上安装的光学系统的工作原理如下机架上的部件5是半导体激光二极管及其稳压电源。调整电源的电压和电流可获得适当的激光强度。激光通过扩束镜6输出的激光束，经平面反射镜7照射到异型光纤上，再经另一反射镜8反射到CCD光电传感器9中。
CCD光电传感器9的构造如图2所示图中10是遮光罩；11是接受激光束而成象的毛玻璃；12和13是二次成象透镜组和光阑；它将毛玻璃上的激光图象再放大数倍，成象在CCD上，构成了具有光学放大的成像系统。14是CCD及其驱动、输出线路板等附件。此CCD光电传感器的设计实现了对0.5至数毫米尺寸物体的测量，也使系统对CCD的要求降低，因而降低成本。
以上的光学系统是固定的，可以一次调好，生产中无须任何调整。因而只要求工人在生产中微微转动机架，对准激光方向。所以本实用新型是光机电一体化的设备，使用方法简单，有利于生产管理。
部件15由微处理器集成电路及外围逻辑电路，CCD输出信号的整形放大等模拟电子电路组成的微处理器及显示器。七段数码管装在此部件外，供工人方便地观察尺寸及其变化。
微处理器的简要程序流程图，如图3所示图中的N是每次处理数据的数据个数；最下方的“时间到”是指测量周期。
本实用新型对六棱多芯光纤进行测量的实施例当被测体尺寸约为1毫米时，取光学放大倍数为2；CCD的灵敏度是10伏/勒克斯·秒，分辨率14微米。结果绝对误差10微米，相对误差1％。如果CCD的分辨率为7微米时，则误差会更小。
权利要求1.一种测量丝、棒横截面尺寸的装置，包括测量机架(2)和光电系统，其特征在于所述的测量机架(2)包含了用于驱动机架转动的装置(4)；所述的光电系统固定在机架(2)上，在机架(2)一侧固定一个激光二极管(5)和一个激光扩束镜筒(6)，在机架上端两侧向内各固定一个与水平成45度角的平面反射镜(7、8)，机架另一侧固定一个附有遮光罩的CCD光电传感器(9)。
2.按照权利要求1所述的一种测量丝、棒横截面尺寸的装置，其特征是所述的CCD光电传感器包含了构成光学放大成像系统的毛玻璃(11)、透镜组(12)、光阑(13)和CCD器件。
3.按照权利要求1所述的一种测量丝、棒横截面尺寸的装置，其特征是所述的驱动机架转动的装置(4)是手动伞形齿轮或蜗轮蜗杆装置。
专利摘要一种以采用光学方法为特征的测量装置,具体属于一种测量圆形和异形丝、棒如异型光纤横截面尺寸的装置,由测量机架,驱动机架转动的手动伞形齿轮或蜗轮蜗杆装置,固定在机架上的有激光源、反射镜、CCD光电传感器、微处理器及显示器。该装置不仅能对圆形的丝、棒物体横截面尺寸进行测量,而且也能对透明的直径很细的异型丝、棒横截面尺寸进行测量,而且该装置能跟踪被测体的扭转角度,实现在线测量。
文档编号G01B7/32GK2454757SQ0026714
公开日2001年10月17日 申请日期2000年12月13日 优先权日2000年12月13日
发明者金以丰, 陈苏民, 徐晋安, 徐新民 申请人:山西大学