金属头 传光束 金属头 图11传光束结构图 (1)断面设计。接收器主要用于接收轧制金属表面的衍射光。在轧制过程中，金属表 面上往往会形成与轧制方向准平行的纹道，这些纹道像反射光栅一样对入射的激光束发生 衍射。这种衍射光形成的功率谱或维纳(Wiener)谱是带状的，其带状方向与轧制方向 垂直[4]。为了保证在扫描过程中，带状衍射象整体总是处于被接收的状态，光导纤维传 光束接收口必须做成长条形，其长度必须大于反射光的扫描复盖度，其宽度最理想的是与 带状衍射象的宽度相一致。但考虑到金属在轧制过程中振动等因素，接收门宽度应设计得 比带宽大些[5] 本装置考虑被测薄钢带的最大宽为100mm,实际测得薄钢带维纳谱冕为：~2mn。所 以我们取接收口传光束的断面为S=(120×3)mm2,出口断面为圆形，其直径为 D=(）'72=21.mm, (2)光导纤维单丝直径的确定。 光导纤维传光束的分辨率和有效断面积比都与单丝直径有关。设单丝芯料直径为d(μ)， 单丝外径为D()采取密集排列，则在理想排列和服射下，分辨率为沿°线/毫米，在一般条件 下，分裤水为贸°钱/毫米。有效新面积比为2号.【61，显然，分携率与单丝直径d成 反比，而有效断面积比门随d的增大而增大。一般光导纤维芯料外涂县为1μ，所以D=d+ 2。有效断面积比门和分辨率随单丝芯料直径d的变化情形如图(12)所示。看出d>40μ以 后，η随d增大得越来越慢，最后趋于90.7%。在确定光导纤维组单丝直径时，除必须兼顾 上述两个因素外，还必须考虑到单丝容许弯曲的曲率，因为由单丝组成变断面传光束时， 单丝要作不同程度的弯曲。单丝直径越大，它允许弯曲的最大曲率就越小。本传光束主要 是传送光强的变化，因此要求有较大的透光率，也即要求有较大的有效断面积比。但传光束 长名形接收口长度为120mm,而圆形端面直径只有21.4mm,整个传光束又有120°的鸡 曲，因此单丝直径不能太粗。考虑到以上诸因素，取单丝直径为d=27μ，外径D=29μ。 145图 传光束结构 图 断面设 计 。 接收器主 要用 于接收轧制金 属表面 的衍射光 。 在轧 制过程 中 ， 金属表 面 上往往会形成 与轧制方 向准平行 的纹道 ， 这 些纹道像反射光栅一 样对入 射的激光 束发生 衍射 。 这 种衍射光形成的功率 谱或 维 纳 谱是带状 的 ， 其 带状方 向与轧 制 方 向 垂直〔 〕 。 为 了保证在扫描 过程 中 ， 带状衍射象整 体总是处 于被接收 的状 态 ， 光 导纤 维 传 光束接收 口 必须做成 长条形 ， 其长度 必须大于反 射光 的扫描复盖度 ， 其宽度最 理想 的是与 带状 衍射象的宽度 相一致 。 但考虑到金属 在轧制过程 中振动等因素 ， 接收 宽度应设 计得 比带宽大些〔 〕 。 本装置 考 虑被测薄 钢带的最大 宽 为 ， 实际 测 得 薄钢 带维 纳谱 宽为 二 二 。 所 以我们取接收 口 传光 束的断面 为 二 ， 出 口 断面为图形 ， 其直 径 为 二 一 一 、 ’ 二 ， ， 。 光导纤维单 丝直径 的确定 。 光导纤维传光束的分辨率和有效断面 积 比都与单丝直径有关 。 设单丝 芯料直径为 林 ， 单丝外径为 采取密集排列 ， 则在理想排列和抓 射下 ， 分辨率为缨 线 毫米 ， 在一般条件 甲 产 ‘ 冲八 一 、 尸 ‘ 、 叫 古 ” 产 “ ’ 、 礴 户 ，以 礴 ” 产 邓 ” “ 协“ 月 寸 ” 产， ， ， 一月 ‘ 产 、 ’ 一 户 小 ” 一 ，、 、 仙 ， 、 ，， 、 ‘ ，， ， 。 ， 止 兀 尸 一 。 ‘ ，、 ，、 、 “ ，。 」 ‘ 下 ， 分辨率为 塔艺竺线 毫米 。 有效断 面积 比 为 月 二 卫奥牡 〔 〕 。 显 然 ， 分 辨率与单丝直径 成 ” 产‘ ， 一 ‘ 一 “ “ “ ’ ” “ ” ‘ ” “ 犷 ’ “ “ “ 侧 心 ‘ 一 “ “ ’ 川 ’ “ ‘ “ ‘ 一 一 ‘ 一 一 一 反 比 ， 而有效断面积 比 随 的增大而 增大 。 一般光 导纤 维芯料外涂层 厚 为 卜， 所 以 二 。 有效断面积 比 ” 和分辨率随单 丝 芯 料直径 的变 化情形如图 所 示 。 看出 卜‘ 以 后 ， 随 增大得越来越慢 ， 最后 趋 于 。 在确定光导纤维组单丝 直径 时 ， 除必须 兼顾 上述两个因素外 ， 还 必须考虑到单丝 容许弯曲的曲率 ， 因为 由单丝 组 成变断面传光束时 ， 单 丝要作不 同程度 的弯曲 。 单丝 直径越大 ， 它允 许弯曲的最大曲率就 越小 。 本传光 束主 要 是 传送光强 的变化 ， 因此 要求有较大的透光率 ， 也 即要求有较大 的有效 断 面积 比 。 但传光束 长 名形接收 口 长度 为 ， 而 圆形 端面直径 只 有 ， 整个 传光 束又 有 。 的 弯 曲 ， 因 此单 丝直径不能太粗 。 考虑到以上诸因素 ， 取单丝直径为 二 协， 外径 ‘