УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОСТОРОННИХ ЧАСТИЦ В СТЕКЛОТРУБКАХ ГЕРКОНОВ
DEVICE FOR CONTROLLING FOREIGN PARTICLES IN THE GLASS TUBES OF REED SWITCHES

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров и концентрации механических посторонних частиц (ПЧ) в различных изделиях, в частности, на внутренней поверхности стеклянных трубок (стеклотрубок) герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов).
Технический результат выражается в обеспечении объективности контроля ПЧ в стеклотрубках герконов.
Изготовление стеклотрубок герконов предусматривает обрезку исходных дротов механическим путем. В процессе обрезки дротов внутренняя поверхность получаемых стеклотрубок загрязняется стекольной пылью. Существующие методы мойки стеклотрубок не позволяют полностью избавиться от данного вида ПЧ. В процессе работы герконов ПЧ могут попасть в межконтактный зазор геркона и привести к его незамыканию. Для совершенствования технологий обработки стеклотрубок, исключающих данный вид брака, необходимы надежные экспрессные методы контроля наличия ПЧ на внутренней поверхности стеклотрубок.
Известно устройство контроля ПЧ в стеклотрубках герконов, содержащее узел крепления стеклотрубки, источник света, излучающий перпендикулярно оси трубки, и систему контроля света, рассеянного частицами в этом же направлении [SU 1223909 A, G01N 21/00, опубл. 15.04.86].
Однако, контроль ПЧ, находящихся на внутренней поверхности стеклотрубок геркона с диаметром внутреннего сечения равным 1,0-2,0 мм, с помощью данного устройства затруднителен по следующим причинам:
- сложно различить ПЧ, находящиеся на внешней и внутренней поверхности стеклотрубки;
- затруднено определение размеров и количества ПЧ из-за многократного отражения света от внутренней поверхности стеклотрубки.
Известно устройство контроля ПЧ в стеклотрубках герконов, содержащее узел крепления стеклотрубки, источник света, излучающий перпендикулярно оси стеклотрубки, и средство регистрации его изображения (объектив, передающая телевизионная трубка, усилитель видиосигналов и кинескоп с генератором развертки) [SU 109362, класс 42 h18/02, заявлено 26.11.1954].
Однако известное устройство отличается сложностью изготовления и также не пригодно для анализа объектов с внутренним диаметром 1,0-2,0 мм.
Известно устройство контроля ПЧ в стеклотрубках герконов, содержащее сфокусированный источник света, излучающий вдоль оси стеклотрубки, и фотоэлектронную систему контроля света, рассеянного частицами в обратном направлении [SU 357506, G01N 21/32, опубл. 31.10.1972].
Однако, известное устройство позволяет получить информацию только о суммарном количестве ПЧ, но не обеспечивает возможность определения их размеров и места расположения.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности технических признаков и достигаемому результату является устройство контроля ПЧ в стеклотрубках герконов, содержащее узел крепления стеклотрубки, лазерный источник света, облучающий внутренний объем стеклотрубки, и систему контроля света, рассеянного частицами в направлении перпендикулярном оси стеклотрубки [Заявка ФРГ №2527197, кл. G01N 21/24, опубл. 1976].
Описанное устройство принято за прототип предлагаемого изобретения.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в нем излучение лазера многократно пересекает боковую поверхность стеклотрубки. Поэтому невозможно различить ПЧ, находящиеся на внешней и внутренней поверхности стеклотрубки, и определить их размеры. Кроме того, отсутствует информация о длине волны и об оптимальной мощности излучения лазера.
Таким образом, непосредственное использование известного устройства контроля ПЧ в стеклотрубках герконов не позволяет получать объективную информацию о количестве и характерных размерах ПЧ.
Задача, данного изобретения заключается в повышении точности контроля ПЧ в стеклотрубках герконов.
Технический результат заключается в повышении объективности контроля ПЧ, находящихся на внутренней поверхности стеклотрубок герконов.
Данный технический результат достигается тем, что в устройстве контроля ПЧ в стеклотрубках герконов, содержащем узел крепления стеклотрубки, лазерный источник света, облучающий внутренний объем стеклотрубки, и систему контроля света, рассеянного частицами в направлении перпендикулярном оси стеклотрубки, излучение лазера имеет мощность 3,0-5,0 мВт и направлено вдоль оси стеклотрубки, длина волны излучения составляет 600-650 нм, при этом на входе излучения в стеклотрубку в плоскости перпендикулярной ее оси расположена диафрагма, имеющая отверстие круглой формы, центр которого расположен на оси стеклотрубки, при этом диаметр отверстия диафрагмы равен диаметру внутреннего поперечного сечения стеклотрубки.
Выбор параметров лазерного излучения, взаимного расположения и геометрических размеров элементов устройства обусловлен следующими обстоятельствами.
Мощность излучения лазера, равная 3,0-5,0 мВт, позволяет безопасно выявлять и контролировать находящиеся на внутренней поверхности стеклотрубки ПЧ. При мощности излучения меньшей (равной) 3,0 мВт не удается зафиксировать ПЧ с характерными размерами меньшими 10,0 мкм. Лазеры мощностью излучения до 5,0 мВт относятся к 3 классу. Они не представляют опасность для персонала даже при кратковременном попадании излучения в глаза. При большей мощности излучения необходимо принимать меры по защите персонала от лазерного излучения, что приводит к усложнению устройства и затрудняет визуальное наблюдение ПЧ.
Излучение красного цвета с длиной волны 0,6-0,65 мкм позволяет визуально или с помощью средств регистрации изображения надежно фиксировать ПЧ, расположенные на поверхности стеклотрубок, которые, как правило, изготавливаются из стекла зеленого цвета, содержащего оксиды железа.
Излучение лазера должно облучать только внутреннюю поверхность стеклотрубки, не затрагивая ее внешнюю поверхность и торец. Для этого излучение должно быть диафрагмировано и направлено вдоль оси стеклотрубки.
Положительный эффект от использования данного устройства обусловлен повышением объективности контроля ПЧ, находящихся на внутренней поверхности стеклотрубок герконов.
Таким образом, сопоставительный анализ предложенного технического решения и уровня техники позволил установить, что заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, а на фиг. 2 - фотографии ПЧ, находящихся на внутренней поверхности стеклотрубок герконов, до (а) и после операции их химической очистки (б).
Устройство контроля ПЧ состоит из полупроводникового лазера 1, длина волны излучения которого составляет 0,65 мкм, мощность 5,0 мВт. Исследуемая стеклотрубка 2 располагается в горизонтальном положении на ложементе 3. Излучение лазера через диафрагму 4, диаметр отверстия которой равен внутреннему диаметру стеклотрубки, проходит вдоль оси стеклотрубки и рассеивается на ПЧ, расположенных на ее внутренней поверхности. Рассеянное ПЧ излучение контролируется устройством 5.
Работает устройство следующим образом. Исследуемую стеклотрубку геркона 2 размещают на ложементе 3 и облучают ее внутреннюю поверхность лазерным излучением. Часть рассеянного ПЧ светового потока поступает в устройство 5, в качестве которого может использоваться оптический микроскоп, фотометр и др.
Испытание устройства контроля ПЧ производилось на стеклотрубках герконов, взятых из реального производства.
Фотографии ПЧ, полученные с помощью оптического микроскопа, представлены на фиг. 2. Анализ фотографий позволяет определить количество и характерные размеры частиц, оставшиеся на поверхности стеклотрубок после различных технологических этапов их обработки.
Таким образом, использование предлагаемой конструкции устройства позволяет объективно определять количество и характерные размеры ПЧ.
Устройство отличается простотой изготовления, удобством работы и простотой получения информации, что позволяет осуществлять надежную отбраковку стеклотрубок герконов, содержащие ПЧ, и совершенствовать технологию их изготовления.
Технический эффект от использования предлагаемого технического решения обусловлен повышением качества герконов.