[实用新型]采用线状平行激光光源与线阵探测器的尺寸测量仪

说明书

本实用新型涉及激光测量技术。

激光测量尺寸属于非接触测量，这种测量不仅精度高，而且可以对运动物体进行实时测量，因此在工业自动检测和控制方面有极高的实用价值。目前，无论国内还是国外主要都采用激光扫描法生产尺寸测量仪器，其结构见附图2，主要是由激光扫描单元，光电接收单元和信号处理、分析与显示单元组成。这种结构的尺寸测量仪，需要扩束和成像光学系统，其测量精度也主要由扩束和成像光学系统放大倍数和象差(如场曲、色差、象散、畸变)决定；这种尺寸测量仪，要用专门设计的多片组合透镜和非球面透镜，否则扩束和成象光学系统造成的测量误差将超过测量精度的要求。而扩束和成像光学系统不仅造价高，而且大尺寸的扩束和成像系统(直径超过300毫米)加工也很困难，这就是已有激光扫描法生产的尺寸测量仪所无法克服的缺陷。

本实用新型的目的，就是提供一种采用线状平行激光光源与线阵探测器的尺寸测量仪，其制造工艺简单，价格便宜。

下面结合附图，对本实用新型作详细说明。

本实用新型的结构如附图1所示：是由激光扩束单元(9)，线阵探测器接收单元(10)和信号处理、分析与显示单元(11)这三个单元组成的。激光扩束单元(9)是由激光器(1)以及在激光束方向放置的扩束小棱镜(2)、扩束大棱镜(3)和保护玻璃窗(4)组成的；线阵探测器接收单元(10)是由与保护玻璃窗(4)在同一水平线上放置的保护玻璃窗(5)、线阵探测器(6)和线阵探测器驱动电路(7)组成的；线阵探测器驱动电路(7)和信号处理、分析与显示单元(11)的电路见附图3：信号调整放大(21)接A/D转换(22)，再接数据缓冲器(23)，再接随机存取存储器(24)；逻辑控制单元(25)接A/D转换(22)，还与控制处理器(27)相连；控制处理器(27)还与数据器(29)连接；数据器(29)接计算机(30)，还与信号调理放大(21)相连；控制处理器(27)与总线驱动(28)、信号调理放大(21)连接。

本实用新型工作时，将待测量工件(8)放置在保护玻璃窗(4)和(5)之间，开动激光器，激光光束经扩束小角度棱镜(2)和扩束大棱镜(3)，将激光束扩成线状平行光源，这些平行光照射到待测量工件(8)上，再经CCD接收单元(10)接收信号，一般用一片线阵CCD芯片就可以达到所需精度的要求，对大尺寸待测工件的测量，采用2片线阵CCD即可。CCD探测器(6)输出的视频信号电平经过信号调理放大(21)变成与A/D转换(22)输入电平相匹配。经信号调理放大(21)的视频信号送入A/D转换(22)为核心构成的高速数据采集系统，变成数字信号存入随机存取存储器(24)，再送数据输出口，经过长线传送给计算机(30)进行分析后，显示测量工件的实际尺寸、误差，并给出控制信号和尺寸超差报警。

本实用新型的优点是，扩束光学系统的放大倍数任意可变而且无任何象差；线状平行光源的发散角可达衍射极限，且调整方便，价格便宜(价格仅是透镜扩束光学系统的七分之一)，为此，有着极好的应用前景。

附图说明：

图1是本实用新型的结构图；

图2是已有技术激光扫描法尺寸测量仪；

图3是线阵探测器驱动电路和信号处理、分析与显示单元的电路图。

图中：1、激光器；2、扩束小棱镜；3、扩束大棱镜；4、5、保护玻璃窗；6、线阵探测器；7、线阵探测器驱动电路；8、待测工件；9、激光扩束单元；10、线阵探测器接收单元；11、信号处理、分析与显示单元；12、旋转反射镜；13、扩束透镜；14、成象透镜；15、光电探测器；16、激光扫描单元；17、光电接收单元；21、信号调理放大；22、A/D转换；23、数据缓冲器；24、随机存取存储器；25、逻辑控制单元；26、地址产生器；27、控制处理器；28、总线驱动；29、数据器；30、计算机。