[实用新型]激光功率控制系统及激光轮廓测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器，特别是涉及一种激光功率控制系统，还涉及一种激光轮廓测量装置。

背景技术

激光轮廓测量装置是一种可以测量物体的轮廓的装置。其使用激光线投影到物体表面上，然后通过图像传感器检测激光光斑在物体表面的位置，计算出物体表面坐标，因此激光投影光线的稳定程度会影响到测量结果。

目前激光轮廓测量装置对激光器的控制大多数采用固定参数控制，即采用模拟电路将激光器电流值控制在某个固定工作点。但因为不同材料的激光吸收率不同，导致激光测量装置测量值不稳定，甚至产生测量错误。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种激光功率控制系统。

一种激光功率控制系统，其特征在于，包括：微控制器，用于输出脉冲宽度调制信号，作为激光器的激光功率大小的调节信号；直流转换电路，用于将所述脉冲宽度调制信号转换为直流信号；压控电流源，输出大小随所述直流信号的电压大小变化的电流作为所述激光器的驱动电流；光强采集单元，用于采集所述激光器发射的激光被被测物体反射后反馈到所述光强采集单元的光强度；所述微控制器根据所述光强度调节输出的脉冲宽度调制信号的占空比，以将所述光强度稳定在目标值。

在一个实施例中，还包括设于所述微控制器和直流转换电路间的光耦隔离电路。

在一个实施例中，还包括：电压跟随器，输入端连接所述直流转换电路的输出端；电压比例变换器，输入端连接所述电压跟随器的输出端，将输入的电压按比例分压后送入所述压控电流源。

在一个实施例中，所述直流转换电路是阻容低通滤波直流转换电路，包括π型滤波器网络，所述π型滤波器网络包括低频滤波电容、高频滤波电容和接于所述低频滤波电容和高频滤波电容之间的电阻，所述低频滤波电容的电容量大于所述高频滤波电容，所述低频滤波电容和高频滤波电容的一端均接地、另一端分别连接所述电阻的一端。

在一个实施例中，所述光强采集单元包括与所述激光器的光电二极管脚连接的第一电源，以及与所述光电二极管脚串联后接地的第一采样电阻。

在一个实施例中，所述光强采集单元还包括电压放大单元，用于将所述第一采样电阻采样到的电压进行放大后输出给所述微控制器以反映所述光强度，所述电压放大单元的放大倍数为30～50倍。

在一个实施例中，所述电压跟随器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端连接所述直流转换电路的输出端，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第一运算放大器的输出端。

在一个实施例中，所述电压比例变换器包括第二运算放大器、第一分压电阻及第二分压电阻，所述电压跟随器的输出端串联所述第一分压电阻和第二分压电阻后接地，所述第二运算放大器的同相输入端接于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间，所述第二运算放大器的反相输入端连接所述第二运算放大器的输出端。

在一个实施例中，所述压控电流源包括第三运算放大器、PNP三极管以及第二采样电阻，所述第三运算放大器的同相输入端连接所述电压比例变换器的输出端，所述第三运算放大器的输出端连接所述PNP三极管的基极，所述PNP三极管的发射极串联所述第二采样电阻后接地，所述第三运算放大器的反相输入端接于所述PNP三极管的发射极和所述第二采样电阻之间，所述PNP三极管的集电极作为所述压控电流源的输出端输出所述驱动电流。

还有必要提供一种激光轮廓测量装置。

一种激光轮廓测量装置，包括激光器、激光功率控制系统、图像传感器及三维轮廓建立模块，所述激光器用于发射激光，所述激光功率控制系统用于控制所述激光器的发射功率，所述图像传感器用于检测激光光斑在被测物体表面的位置，所述三维轮廓建立模块用于根据所述图像传感器检测到的图像信息建立所述被测物体的三维轮廓；所述激光功率控制系统是前述的激光功率控制系统。

上述激光功率控制系统和激光轮廓测量装置，通过采集单元采集被测物体反射回的光强度，可以稳定激光轮廓测量装置的测量质量。且使用PWM信号控制激光器的电流输出，无需使用模数转换器，节约了软件和硬件开发成本，器件容易采购和管理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1是一实施例中激光功率控制系统的结构框图；

图2是另一实施例中激光功率控制系统的结构框图；