本发明是关于一种纤维丝径测量仪,特别是关于一种包括光电采样系统、比较放大电路和模拟显示装置诸部分的、并能通过接口与A/D转换器、微机和打印机相联接的光电自动丝径测量仪。 为了给纺织纤维(如蚕丝)的质量作出正确的评价,就必须用微丝径测量仪对纤维的均匀度、疵点进行连续的测检。公知的微丝径测量仪有:专利号为86202908的蚕丝均匀度和疵点自动检验仪以及专利号为86204917的新型光电丝径测量仪。由于这两种微丝径测量仪都是采用光埸式光路,因此它们共同的不足处就是光埸容易受到干扰,从而影响测量的精确度,另外还存在一些光学元件如透镜、半透半反镜的定位精确度要求高的缺点。
本发明的目的是提供一种光路抗干扰性能好、体积小、测量精度高的纤维丝径连续无损测量的光电自动测量仪。
本发明的解决方案是:(1)在光电采样系统中,采用有两支分岔的分导光纤将光源发出的光信号分别传输给两个受光元件-光敏管;(2)光电采样系统的所有元件:包括一个光信号发生器-红外光源、聚焦透镜、具有两支分岔的分导光纤、两个光敏管以及导丝装置全部固定装置在一块板块上;(3)在分岔支光纤端面和光敏管之间留有间隙,间隙由开在板块上的孔与外界相通;导丝装置是用氧化铝陶瓷材料制成,被测丝条在导丝装置地导向下在光纤端面和光敏管之间的间隙中连续通过;(4)光电采样系统的输入预先进行调制;在比较放大电路中采用高输入阻抗比较放大电路。
本发明由于:在光电采样系统中,用具有两支分岔的光导纤维将光源发出的光信号分别传输给受光元件光敏管,因而其光路是具有良好抗干扰性能的封闭式光路,由于光路不受外界干扰,从而提高了测量的精确度;本发明的测量仪精度优于10-3;由于光电采样系统和各元件固定在一块板块上,而分导光纤又比较短,所以光电采样系统的体积很小,从而使丝径测量仪能做到小型化;适宜做成便携式测试仪器。光敏管与光纤端面间的空隙通过板块上的孔与外界相通,保证了两个空隙有相同的温度、湿度等物理条件,从而提高了比较信号的准确性和对测试环境的适应性,可在生产现埸进行测试;导丝装置用氧化铝陶瓷材料制成,具有良好的耐磨性;被测丝条在光纤端面与光敏管之间的空隙里通过,接受检测,虽然丝条前进时能发生一定幅度的振动,但由于光纤有一定的直径,所以并不影响丝径的测量,同时导丝装置也不用高精度的定位;由于信号是预先调制后才输入光电采样系统,所以能很好地去除干扰的外界直流光;比较放大电路采用高输入阻抗放大电路,可以抑制共模干扰信号,而将测量信号作为差模信号进行放大,并对前级小信号不构成电阻性负载;整个测量仪有两种显示装置,检测人员能方便地将小型化了的测量仪带到现埸测量,在有条件的地方,又能方便地将微机、打印机联接上进行测量工作。
本发明的技术方案还可以通过附图来说明:其中图1是光纤分导式测量仪的结构方框图;图2是光电采样系统的光路图及比较放大电路图;图3、图4、图5、图6分别是光电采样系统各元件固定在板块上的正视图、A-A剖面图、俯视图、M方向转45°视图。
在图1中:信号调制器[1]将调制好的信号-频率稳定的交变电流输入光电采样系统[2],比较放大电路[3]将输入的不同电流信号进行比较放大,测得丝径的数值由模拟显示装置[4]以电压的形式显示出来,或通过模数转换器[5]模数转换、微机[6]处理,由打印机[7]将测得的丝径值打印显示。
在图2中:信号调制器[1]将调制后的信号输入光源[8],光信号由透镜[9]聚焦注入具有两支分岔光纤[11]、[12]的光导纤维[10],光敏管[13]、[14]分别将接收的光信号变为光电流,放大器[15]、[16]分别将光电流转化为电压,放大器[17]、[18]、[19]组成高输入阻抗差分电路,将丝条直径测出,以电压形式输出。
在图3、图4、图5、图6中,[20]是固定光电采样系统各元件的板块,固定分导光纤的是半园形沟槽,被测丝条通过槽[21]由导丝装置[22]、[23]导向在光纤[12]与光敏管[13]间的间隙中连续通过,[24]、[25]分别是板块上使光纤和光敏管间的空隙与外界相通的孔。
本发明的光纤分导式丝经测量仪,主要是用于蚕丝的丝径和疵点的连续无损测量,也可用来测量其它纺织纤维和直径在40微米至200微米间的其它材料的丝经的测量,测量仪的精确度优于10-3。