[发明专利]一种内孔激光测量装置

权利要求书

1.一种内孔激光测量装置，包括激光器(1)、下梯形棱镜(3)、孔径光阑(4)、透镜(5)、上梯形棱镜(6)和CCD(7)，其中，所述下梯形棱镜(3)位于上梯形棱镜(6)下方，两梯形棱镜关于该透镜(5)呈对称布置；所述孔径光阑(4)和透镜(5)设置在所述下梯形棱镜(3)和上梯形棱镜(6)之间，且所述孔径光阑(4)沿光路设置在所述透镜(5)前方；所述CCD(7)设置于上梯形棱镜(6)上方，用于接收从上梯形棱镜(6)出射的光信号；

测量孔深时，激光器(1)发出的测量激光投射到待测孔(2)的内底面，产生一个圆形光斑，经内底面发生漫反射后进入下梯形棱镜(3)，并使光线在该下梯形棱镜(3)内发生全反射，从下梯形棱镜(3)出射的光线依次经孔径光阑(4)和透镜(5)进行汇聚，再进入所述上梯形棱镜(6)进行全反射，出射光成像于CCD(7)的靶面上，上述成像图像经处理后得出采集到的光斑重心，再根据标定的零位即可求出光斑重心偏移量△x，再利用所述重心偏移量△x与被测孔深度变化△h的对应函数关系，即可得到孔深数据H。

2.根据权利要求1所述的一种内孔激光测量装置，其特征在于，所述的激光器(1)、透镜(5)和CCD(7)的位置方向满足三角测量的关系即轴线的延长线交于一点。

3.根据权利要求1或2所述的一种内孔激光测量装置，其特征在于，上下两梯形棱镜(3，6)的长度应使得光线进入各梯形棱镜后进行偶数次全反射。

4.根据权利要求1-3之一所述的一种内孔激光测量装置，其特征在于，上下两梯形棱镜的侧边与激光器出射光线平行，各梯形棱镜的夹角α大于等于其全反射角。

5.根据权利要求1所述的一种内孔激光测量装置，其特征在于，在测量孔径时，该装置还包括一个直角棱镜(8)，所述激光器(1)发出的测量激光先通过该直角棱镜(8)改变方向后投射到孔壁表面产生圆形光斑，再经过漫反射后进入下梯形棱镜(3)，而最后得到孔径时，利用的是所述重心偏移量△x与被测孔径变化△h的对应函数关系，从而得到孔径数据H。

6.根据权利要求5所述的一种内孔激光测量装置，其特征在于，上下两梯形棱镜(3，6)的长度应使得光线进入各梯形棱镜后进行奇数次全反射。

7.根据权利要求5或6所述的一种内孔激光测量装置，其特征在于，所述的激光器(1)、透镜(5)和CCD(7)的位置方向满足三角测量的关系即轴线的延长线交于一点。

8.根据权利要求5-7之一所述的一种内孔激光测量装置，其特征在于，上下两梯形棱镜(3，6)的侧边与激光器出射光线平行，各梯形棱镜的夹角α大于等于其全反射角。