[发明专利]一种无透镜宽束平行光发射接收系统

说明书

本发明提供一种无透镜宽束平行光发射接收系统，包括点光源、柱型棱镜、发射用平面镜、发射抛物凹面镜、接收抛物凹面镜、接收用平面镜、滤光片以及CCD阵列检测器，点光源发射的光通过柱型棱镜转换为扇形光带，扇形光带通过发射用平面镜反射至发射抛物凹面镜表面，再由发射抛物凹面镜出射平行光带至待测样品表面，待测样品未遮挡的平行光带入射至接收抛物凹面镜表面，再由接收抛物凹面镜出射扇形光带至接收用平面镜，接收用平面镜将扇形光带出射至用于检测因待测样品遮挡平行光带产生暗角角度大小的CCD阵列检测器上。本发明的有益效果是：因该设计无透镜，质量小，所以提高了检测过程中的转动或摆动速率，不会因透镜质量过大而影响测量结果准确性。

技术领域

本发明涉及电子信息测量技术领域，尤其是涉及一种无透镜宽束平行光发射接收系统。

背景技术

轧钢是在旋转的轧辊间改变钢锭、钢坯形状的压力加工过程。通过轧钢处理可以使轧件获得所需的形状。为了检测轧钢过程中轧件是否达到目标尺寸，所以需要对轧件进行测量。传统的测量方法是利用透镜进行光测。但是由于待测样品尺寸越大，所需的测量系统尺寸便随之增大，这样透镜的质量就会随之增加。由于光测过程中或需要透镜进行转动或是摆动，所以其质量过大会导致惯性的增大，最终影响转动或摆动速率，使得测量结果不准确。

由此可见，如何研究出一种无透镜宽束平行光发射接收系统，具有质量小的优势，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种质量较小的无透镜宽束平行光发射接收系统。

本发明一种无透镜宽束平行光发射接收系统，包括光发射系统和光接收系统，所述光发射系统包括点光源、位于所述点光源右斜下方的柱型棱镜、位于所述柱型棱镜右下方的发射用平面镜和位于所述发射用平面镜左斜下方的发射抛物凹面镜，所述光接收系统包括与所述发射抛物凹面镜在水平方向对称设置的接收抛物凹面镜、位于所述接收抛物凹面镜左斜上方的接收用平面镜和位于所述接收用平面镜左斜上方的用于接收像面的CCD阵列检测器；

所述点光源发射的球面光通过所述柱型棱镜转换为扇形光带，所述扇形光带通过所述发射用平面镜反射至所述发射抛物凹面镜表面，再由所述发射抛物凹面镜出射平行光带至待测样品表面，所述待测样品未遮挡的所述平行光带入射至所述接收抛物凹面镜表面，再由所述接收抛物凹面镜出射所述扇形光带至所述接收用平面镜，所述接收用平面镜将所述扇形光带出射至所述CCD阵列检测器上。

进一步地，所述点光源为通过半球面LED发光管发射的单色点光源。

进一步地，所述接收用平面镜和所述CCD阵列检测器之间设有单色滤光片。

进一步地，所述单色滤光片位于所述接收用平面镜出射光的聚焦点上。

进一步地，位于所述发射抛物凹面镜和所述待测样品之间的光路上以及位于所述待测样品和所述接收抛物凹面镜之间的光路上均设置有玻窗。

进一步地，所述CCD阵列检测器的位置可调节。

本发明一种无透镜宽束平行光发射接收系统，与现有技术相比具有以下优点：

第一，该无透镜宽束平行光发射接收系统中不存在透镜，且整体质量很小，提高了在线快速检测过程中的转动或摆动速率，因此不存在因所述透镜质量过大而影响测量结果的可靠性弊端；该设计中点光源发射的光经所述柱型棱镜和所述发射抛物凹面镜形成光通量很强的平行光束，从而提高了检测信噪比；由于该设计使得测量所述待测样品的光束为所述平行光带即为单一远心光束，这样免除了光线接收系统依靠相应软件拼接处理的繁琐，并且由于该设计不存在色差、球差、畸变等像差，所以提高了测量结果的精确度；此外，该设计采用的是宽的所述平行光带测量所述待测样品的尺寸，即光束尺寸不受限制，这使得所述待测样品的尺寸范围大幅拓宽，进而提高了该无透镜平行光测量系统的普适性。