[发明专利]一种基于光纤传感的表面形貌测量系统和方法

摘要

本发明涉及了一种基于光纤传感的表面形貌测量系统和方法，主要包括光电探测单元、电动位移台单元、计算机；光纤探头沿光纤探头的光轴方向，与待测工件表面垂直，找到所述光纤探头到待测面的最佳距离并按相应的轨迹完成表面扫描，每扫描一个待测区域，计算机采集所述待测工件表面每个测量点对应的电压信号数据，并通过标定位移特性曲线的前坡线性区间拟合的位移与电压的函数关系计算出每个扫描点的相对高度值，由计算机上位机程序，采集和处理光功率计传输的信号数据，获得被测工件表面数据测量及数据处理结果，并显示出来。本测试装置操作简便，测量结果具有较高的分辨率，能够测量出表面波纹度并重建出三维形貌数据，实现工件表面形貌的测量。

主权项

1.一种基于光纤传感的表面形貌测量系统，包括光电探测单元、电动位移台单元、信息采集和处理单元的计算机(11)；其中：所述光电探测单元包含激光器(1)、光纤传感探头(2)、及光功率计(10)；光纤传感探头包含发送光纤(3)与接收光纤组；所述激光器用于产生高稳定性的出射光，通过发送光纤连接光纤传感探头，所激光器与发送光纤耦合后传输到光纤传感探头；其特征在于：●所述光纤传感探头(2)，调整其保持与待测工件(12)表面垂直，用于将发送光纤(3)的出射光投射到所述的待测工件表面；●所述待测工件表面反射光进入到所述接收光纤组；所述反射光信息通过接收光纤组传输到光功率计，光功率计用于将接收的光信息转换为电信号；●所述电动位移台单元包含三轴位移台、三轴运动控制器(9)；所述三轴位移台装于所述光纤传感探头，被测工件(12)置于三轴位移台处，光纤传感探头(2)对准被测工件；所述三轴运动控制器通过电缆连接三轴位移台；所述三轴运动控制器控制光纤传感探头与被测工件进行X、Y及Z三轴方向的相对移动；●所述信息采集与处理单元的计算机，计算机通过数据总线分别与光功率计、三轴运动控制器相连接；用于三轴运动控制器及光功率计的电信号传输与采集，并进行相应数据处理，以此获得被测工件表面X、Y及Z三轴方向的位置数据测量及数据处理结果，重构工件表面形貌，获得待测工件表面的纹理信息，并显示出来。