[实用新型]一种利用光杠杆测量纸张厚度的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用光杠杆测量纸张厚度的装置，属于光学测量技术领域。

背景技术

在目前使用的激光打印机中，为了获得较好的打印效果，在打印前要输入纸张的厚度和类型，传统地，通常由用户人工输入被打印纸张的厚度和类型。长期用打印机的用户可以轻松的用肉眼判断出纸张的类型，但对于纸张的厚度则无法直接通过肉眼得到。因此，期待一种能够精确测量纸张厚度的装置。

目前有一种使用光学反射型位移传感器来检查纸张厚度（JP-A-2003-112840）,但由于纸张厚度只有约0.05mm到0.3mm的厚度，因此此方法需要昂贵的传感器，所以对于一种通过光杠杆放大检测纸张厚度的方案设计就成为必要。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种光杠杆法测量纸张厚度的装置，其目的是提供一种能方便准确测量纸张厚度的装置，用于解决目前纸张厚度检测装置结构复杂，检测精度低等问题。

本实用新型技术方案是：一种利用光杠杆测量纸张厚度的装置，包括下滚轮1、上滚轮2、固定支架3、支点4、平面镜5、标尺6、激光器7、支架8；所述下滚轮1通过其圆心处固定在支架8上，下滚轮1和上滚轮2在同一竖直平面内紧密相切，且上滚轮2圆心和下滚轮1圆心在同一竖直平面内，上滚轮2、支点4和平面镜5通过固定支架3连接在一起，支点4固定且不能移动，平面镜5位于支点4正上方，在平面镜5的右侧正对着平面镜5水平放置有激光器7，标尺6放置在激光器7左端且与激光器7垂直。

所述标尺6、激光器7距平面镜5的距离可调整。

所述标尺4标度面为白色，其余部分为黑色。

本实用新型的工作原理是：

1、激光器7可采用较为便宜的半导体激光器或者小型的He-Ne激光器，下滚轮1的圆心不能移动，上滚轮2的圆心可以上下移动，同时上滚轮2到平面镜5的固定支架3整体不会形变，但可以沿支点4转动。

2、当纸张进入下滚轮1和上滚轮2之间时，上滚轮2的圆心会向上移动一段微小的距离Xmm，而上方的平面镜5由于支点4的固定，会发生                                               角的偏转。如图2所示，将上滚轮2圆心到支点4的水平距离记为a，平面镜5到标尺6的距离记为b。

3、图2中，实线为平面镜5偏转以前的示意图，虚线部分为平面镜5偏转以后的示意图。由于平面镜5偏转了角，平面镜5的法线也偏转了角，因此，激光器7发出的入射激光与平面镜5的反射激光成2角；关于2角的推导可结合图3，具体的，θ+θ1=90度，θ1和θ2是对顶角，故θ1=θ2，由于θ4和θ3之间的线为法线，故θ4+θ2=90度，所以θ4=θ，又由于θ4和θ3分别为入射角和出射角，所以θ3=θ4=θ，而θ5=θ3+θ4，所以θ5=2θ 。

4、假设偏转后激光在标尺6上的反射点到原反射点的距离为h，则根据图2中关系可以得到以下式子：

                                               (1.1)

                                               (1.2)

根据可得：

                                            （1.3）

由于远远小于1，因此（1.3）式可简化为：

                                             （1.4）

所以，即通过光杠杆，测量效果放大了倍，如果取a=3cm，b=30cm，此时测量效果放大了20倍。

标尺6上标放大了倍的距离，可以直接读数，不用每次都进行计算。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、使用方便，能快速有效的测量纸张的厚度，降低光学方法测量纸张厚度的成本。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型平面镜偏转角后的部分局部放大图；

图3是本实用新型平面镜偏转角后的关于偏转角的局部放大图。

图1-3中各标号：1-下滚轮，2-上滚轮，3-固定支架，4-支点，5-平面镜，6-标尺，7-激光器，8-支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。