فحص الثقب الداخلي لفرّولات الألياف البصرية: القطر والتتمركز والعيوب بالإضاءة الخلفية

الفرّول هي النواة الدقيقة لأي موصل ألياف بصرية: جسم صلب يحمل ثقباً واحداً أو أكثر تُثبَّت فيه ليفة الزجاج في موضع محدد. سواء كانت فرّول سيراميكية لليفة واحدة تستقبل غلافاً بقطر 125 ميكرومتر (قيمة نمطية في الصناعة) أو غلافاً بلاستيكياً متعدد القلوب تبلغ فتحاته الواصلة بضعة عشرات من الميكرومترات، فإن هذه الثقوب هي التي تحدد أين تنتهي الليفة — والوسيلة العملية لفحصها على خط الإنتاج هي التصوير. يبيّن هذا المقال ما يجب أن يقدّمه فحص الثقب الداخلي للفرّول، وكيف تُحدَّد البصريات لثقوب بهذا المقياس، ولماذا الإضاءة الخلفية وليس الإضاءة الساقطة هي الخيار العملي لهندسة الثقب — مع صورة حقيقية بالإضاءة الخلفية لفرّول بلاستيكية متعددة القلوب.

لغات أخرى: English · 中文 · Español · Français · Русский

1. ما الذي يجب أن يقدّمه الفحص

فحص ثقب الفرّول ليس قياساً واحداً بل قائمة قصيرة من الأحكام، لكلٍّ منها متطلب بصري خاص:

• قطر الثقب وبيضويّته. يجب أن يستقبل الثقب الليفة بالخلوص المصمم. في الفرّول البلاستيكية متعددة القلوب من سجل مشروعنا يبلغ قطر الثقب الواصل نحو 0,025 مم مقابل ليفة نحو 0,020 مم — هامش ميكانيكي نحو 2,5 ميكرومتر لكل جانب.
• حالة حافة الثقب. الأسلاك الشعرية والشُّقر والشقوق عند الحافة هي العيوب التي تتلف الليفة أو تعرقِل الإدخال؛ وهي تقع على محيط بعرض بضع نقاط صورة وتحتاج إلى معاينة كافية لتمييزها عن الحافة نفسها.
• التلوث أو الانسداد داخل الثقب. شظايا أو غبار أو أشرطة بلاستيكية داخل الفتحة. في صورة الإضاءة الخلفية ينقل الثقب النظيف نفسه كقرص مضيء نظيف، فيغيّر الثقب المسدود توزيع سطوع القرص — وهو من العيوب القليلة التي تُرى من السطوع وحده.
• موضع الثقب. إحداثيات مركز كل ثقب، لتوجيه الإدخال ولفحص الخطوة في القطع متعددة القلوب.
• التتمركز. المسافة بين مركز الثقب ومركز القطر الخارجي للفرّول — وهو ما يضبط موضع الليفة داخل الموصل فعلياً.

2. كم نقطة صورة يحتاج الثقب

قاعدة المعاينة لحافة محكومة هي 3–5 نقاط صورة على البُعد الحرج. أما التمركز بدقة معلنة فيحتاج أكثر مما توحي بقاعدة القطر، لأن المركز يُستخرج من محيطين: رقم عمل مفيد هو 3 نقاط صورة على الأقل على تفاوت التمركز نفسه.

حالتان محسوبتان تحددان المدى:

• فرّول سيراميكية لليفة واحدة. الثقب نمطياً نحو 126 ميكرومتراً لغلاف 125 ميكرومتراً (قيمة نمطية في الصناعة)، لكن التتمركز يفرض على مجال الرؤية تغطية القطر الخارجي أيضاً — بنحو 3 مم. على مستشعر 2448 نقطة يكون ذلك نحو 1,2 ميكرومتر لكل نقطة، أي نحو 100 نقطة على ثقب 126 ميكرومتراً: القطر سهل، والتتمركز هو الذي يحدد مجال الرؤية.
• غلاف بلاستيكي متعدد القلوب (سجل مشروع). ثقب واصل 0,025 مم، ليفة 0,020 مم، دقة تمركز ≤ 1 ميكرومتر، مجال رؤية عمل 7 مم على مستشعر 9344 × 7000. يعطي ذلك 7000 ميكرومتر ÷ 9344 نقطة ≈ 0,75 ميكرومتر لكل نقطة (حساب ذاتي، تقديري): 33 نقطة على الثقب ونحو 3 نقاط على الهامش الجانبي 2,5 ميكرومتر.

يُستنتج التكبير المطلوب في الجسم من المستشعر: حجم النقطة ÷ الميكرومترات المستهدفة لكل نقطة. في الحالة الثانية 3,2 ÷ 0,75 ≈ 4,3X على المستشعر. وعند تحويل جسم زووم مستمر إلى شيئية APO، تذكّر معامل الحلقة: التكبير الكلي = الزووم × الشيئية APO × 0,55.

3. لماذا الإضاءة الخلفية لهندسة الثقب

الثقب فتحة. هندسته المُعرِّفة هي الحد بين المادة والفتحة، وأنظف طريقة لرؤية هذا الحد هي وضع الضوء خلف القطعة: الفتحة تنقل الضوء والجسم لا، فيبدو الثقب قرصاً مضيئاً على جسم معتم. كل حكم هندسي — القطر والمركز والخطوة والبيضوية — يُقرأ من هذا المحيط الواحد.

• المركز هو مركز كتلة محيط الثقب. باستخلاص الحافة دون النقطة على انتقال رمادي ضيق، تكون التكرارية دون الميكرومتر هي ما تحقق في سجل المشروع — السلسلة البصرية تعطي الحافة الحادة، والخوارزمية تُتم الباقي.
• الخطوة في القطع متعددة القلوب هي المسافة بين مراكز متجاورة. البصريات المتمركزرة تُبقي هذا القياس بلا تشوه منظوري، وهو مهم كلما كانت قيمة الخطوة نفسها كمية محكومة.
• التتمركز يحتاج محيط الثقب ومحيط القطر الخارجي في مجال الرؤية نفسه مع تثبيت سليم للقطعة؛ والحكم يُبنى على نسبة تلك المسافة إلى التفاوت.
• تنبيه عمق الميدان: يُصوَّر حافة الثقب لا قاعه. الثقب المار تُظهره الإضاءة الخلفية مباشرة؛ أما الثقب الأعمى فتدخل عمقُه في ميزانية عمق الميدان ويجب أن تعمل الإضاءة بزاوية.

5. ما تراه الكاميرا على الحافة

• أسلاك شعرية وشُقر الحافة — نتوءات فاتحة أو معتمة على المحيط؛ تُرى عند كفاية المعاينة.
• البيضوية — القرص ليس مستديراً؛ قياس القطر في اتجاهين يكشفها.
• شظايا أو أشرطة داخل الثقب — القرص المضيء يصبح أعتى أو مرقّطاً أو غائباً.
• خشونة الحافة — لا تُرى إلا بمقياس التفصيل؛ لذلك لا تكفي النظرة العامة وحدها للحكم على جودة الحافة.

ما لا يُظهره الإضاءة الخلفية البسيطة: العيوب تحت السطح في المادة حول الفتحة، وكل ما يجري أسفل الحافة داخل ثقب أعمى. ذلك يحتاج هندسة إضاءة مختلفة أو فحصاً تدميرياً — الأفضل التصريح به في خطة الفحص بدل اكتشافه على الخط.

6. مثال محسوب: ثقب واصل 0,025 مم (سجل مشروع)

صوّر النظام الثقب بحواف حادة وتباين مستقر، وقاد آلية الإدخال ضمن متطلب التمركز ≤ 1 ميكرومتر. العرض الكامل لهذا المشروع في صفحة تطبيق ثقب الليفة 0,025 مم.

الأسئلة الشائعة

ماذا يقيس فحص الثقب الداخلي للفرّول

قائمة العمل: قطر الثقب وبيضويّته، حالة الحافة (أسلاك شعرية، شُقر، شقوق)، التلوث أو الانسداد، موضع مركز كل ثقب لتوجيه الإدخال والخطوة، والتتمركز بين مركز الثقب ومركز القطر الخارجي للفرّول. الأخير هو ما يضبط موضع الليفة داخل الموصل فعلياً.

لماذا الإضاءة الخلفية لا الضوء المحوري لثقب الفرّول

الثقب فتحة وهندسته هي الحد بين المادة والفتحة. تجعل الإضاءة الخلفية الفتحة تنقل الضوء والجسم معتماً، فيُقرأ الثقب قرصاً مضيئاً على جسم معتم بمحيط واحد مستقر. الإضاءة المحورية الساقطة أداة مناسبة لليفة مركّبة أصلاً في الوجه النهائي، لا لهندسة الثقب.

كم نقطة صورة تلزم على الثقب

قاعدة المعاينة 3–5 نقاط على البُعد الحرج، لكن دقة التمركز تطلب أكثر: خُذ 3 نقاط على الأقل من تفاوت التمركز نفسه. في حالة موثقة بثقب 0,025 مم، مجال 7 مم على مستشعر 9344 نقطة يعطي نحو 0,75 ميكرومتر لكل نقطة — 33 نقطة على الثقب ونحو 3 نقاط على الهامش الجانبي 2,5 ميكرومتر.

كيف يُحسب التكبير الكلي لشيئية APO على زووم

التكبير الكلي = تكبير الزووم × تكبير الشيئية APO × 0,55، حيث 0,55 معامل اقتران حلقة التحويل APO. إغفال المعامل يبالغ في التقدير بنحو النصف ويفسد كل حسابات مجال الرؤية وحجم النقطة المبنية عليه.

لماذا يجب أن تكون الإضاءة الخلفية متوازية

على البلاستيك شبه الشفاف يخلق الضوء المنتشر شبه ظل حول الفتحة: تتحرك الحافة الظاهرية مع السطوع وموضع القطعة وينحرف المركز المحسوب دورة بعد دورة. الإضاءة الخلفية المتوازية بنصف زاوية أقل من 0,1 درجة تُبقي الانتقال الرمادي ضيقاً وقابلاً للتكرار — شرط التمركز دون الميكرومتر.

هل تعطي الصورة نفسها القطر والتتمركز

نعم، بشرط أن يغطي مجال الرؤية الثقب والقطر الخارجي معاً وأن تكون البصريات متمركزرة. التتمركز هو المسافة بين مركزي المحيطين؛ وإذا خرج القطر الخارجي عن الإطار فلا يُحكم إلا على قطر الثقب ومركزه.

ما عيوب الحافة المرئية وما غير المرئية

المرئية: الأسلاك الشعرية والشُقر، البيضوية، الشظايا أو الأشرطة التي تسدّ الفتحة، وخشونة الحافة عند تكبير التفصيل. غير المرئية بالإضاءة الخلفية البسيطة: العيوب تحت السطح حول الفتحة وما هو أسفل الحافة داخل ثقب أعمى.

هل يؤثر عمق الثقب على تصميم التصوير

نعم. تصوّر الكاميرا حافة الثقب لا قاعه. الثقب المار تُظهره الإضاءة الخلفية مباشرة؛ أما الأعمى فيُدخل العمق في ميزانية عمق الميدان ويلزم عادة إضاءة بزاوية لا إضاءة خلفية مباشرة.

للمزيد

• فحص نهايات V-groove ومصفوفات الألياف (FAU)
• حالة فحص نهايات موصل الألياف: زووم + شيئية APO 5X
• التمركز دون الميكرومتر لثقب ليفة 0,025 مم