專利名稱：采用線狀平行激光光源與線陣探測器的尺寸測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及激光測量技術。
激光測量尺寸屬于非接觸測量，這種測量不僅精度高，而且可以對運動物體進行實時測量，因此在工業(yè)自動檢測和控制方面有極高的實用價值。目前，無論國內(nèi)還是國外主要都采用激光掃描法生產(chǎn)尺寸測量儀器，其結構見附圖2，主要是由激光掃描單元，光電接收單元和信號處理、分析與顯示單元組成。這種結構的尺寸測量儀，需要擴束和成像光學系統(tǒng)，其測量精度也主要由擴束和成像光學系統(tǒng)放大倍數(shù)和象差(如場曲、色差、象散、畸變)決定；這種尺寸測量儀，要用專門設計的多片組合透鏡和非球面透鏡，否則擴束和成象光學系統(tǒng)造成的測量誤差將超過測量精度的要求。而擴束和成像光學系統(tǒng)不僅造價高，而且大尺寸的擴束和成像系統(tǒng)(直徑超過300毫米)加工也很困難，這就是已有激光掃描法生產(chǎn)的尺寸測量儀所無法克服的缺陷。
本實用新型的目的，就是提供一種采用線狀平行激光光源與線陣探測器的尺寸測量儀，其制造工藝簡單，價格便宜。
以下結合附圖，對本實用新型作詳細說明。
本實用新型的結構如附圖1所示是由激光擴束單元(9)，線陣探測器接收單元(10)和信號處理、分析與顯示單元(11)這三個單元組成的。激光擴束單元(9)是由激光器(1)以及在激光束方向放置的擴束小棱鏡(2)、擴束大棱鏡(3)和保護玻璃窗(4)組成的；線陣探測器接收單元(10)是由與保護玻璃窗(4)在同一水平線上放置的保護玻璃窗(5)、線陣探測器(6)和線陣探測器驅動電路(7)組成的；線陣探測器驅動電路(7)和信號處理、分析與顯示單元(11)的電路見附圖3信號調(diào)整放大(21)接A/D轉換(22)，再接數(shù)據(jù)緩沖器(23)，再接隨機存取存儲器(24)；邏輯控制單元(25)接A/D轉換(22)，還與控制處理器(27)相連；控制處理器(27)還與數(shù)據(jù)器(29)連接；數(shù)據(jù)器(29)接計算機(30)，還與信號調(diào)理放大(21)相連；控制處理器(27)與總線驅動(28)、信號調(diào)理放大(21)連接。
本實用新型工作時，將待測量工件(8)放置在保護玻璃窗(4)和(5)之間，開動激光器，激光光束經(jīng)擴束小角度棱鏡(2)和擴束大棱鏡(3)，將激光束擴成線狀平行光源，這些平行光照射到待測量工件(8)上，再經(jīng)CCD接收單元(10)接收信號，一般用一片線陣CCD芯片就可以達到所需精度的要求，對大尺寸待測工件的測量，采用2片線陣CCD即可。CCD探測器(6)輸出的視頻信號電平經(jīng)過信號調(diào)理放大(21)變成與A/D轉換(22)輸入電平相匹配。經(jīng)信號調(diào)理放大(21)的視頻信號送入A/D轉換(22)為核心構成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，變成數(shù)字信號存入隨機存取存儲器(24)，再送數(shù)據(jù)輸出口，經(jīng)過長線傳送給計算機(30)進行分析后，顯示測量工件的實際尺寸、誤差，并給出控制信號和尺寸超差報警。
本實用新型的優(yōu)點是，擴束光學系統(tǒng)的放大倍數(shù)任意可變而且無任何象差；線狀平行光源的發(fā)散角可達衍射極限，且調(diào)整方便，價格便宜(價格僅是透鏡擴束光學系統(tǒng)的七分之一)，為此，有著極好的應用前景。
圖1是本實用新型的結構圖；圖2是已有技術激光掃描法尺寸測量儀；圖3是線陣探測器驅動電路和信號處理、分析與顯示單元的電路圖。
圖中1、激光器；2、擴束小棱鏡；3、擴束大棱鏡；4、5、保護玻璃窗；6、線陣探測器；7、線陣探測器驅動電路；8、待測工件；9、激光擴束單元；10、線陣探測器接收單元；11、信號處理、分析與顯示單元；12、旋轉反射鏡；13、擴束透鏡；14、成象透鏡；15、光電探測器；16、激光掃描單元；17、光電接收單元；21、信號調(diào)理放大；22、A/D轉換；23、數(shù)據(jù)緩沖器；24、隨機存取存儲器；25、邏輯控制單元；26、地址產(chǎn)生器；27、控制處理器；28、總線驅動；29、數(shù)據(jù)器；30、計算機。
權利要求1.一種采用線狀平行激光光源與線陣探測器的尺寸測量儀，其特征在于，是由激光擴束單元，線陣探測器接收單元和信號處理、分析與顯示單元，這三個單元組成的。
2.如權利要求1所述的尺寸測量儀，其特征在于，a.激光擴束單元是由激光器，以及在激光束方向放置的擴束小棱鏡，擴束大棱鏡和保護玻璃窗組成的；b.線陣探測器接收單元是由與保護玻璃窗在同一水平線上放置的另一保護玻璃窗，線陣探測器和線陣探測器驅動電路組成的；c.線陣探測器驅動電路和信號處理、分析與顯示單元的電路是信號調(diào)整放大接A/D轉換，再接數(shù)據(jù)緩沖器，再接隨機存取存儲器；邏輯控制單元接A/D轉換，還與控制處理器相連；控制處理器還與數(shù)據(jù)器連接；數(shù)據(jù)器接計算機，還與信號調(diào)理放大相連；控制處理器與總線驅動，信號調(diào)理放大連接。
專利摘要本實用新型公開了一種采用線狀平行激光光源與線陣探測器的尺寸測量儀的結構:是由激光擴束單元、線陣探測器接收單元和信號處理、分析與顯示單元這三個單元組成的。本實用新型的擴束光學系統(tǒng)的放大倍數(shù)任意可變而且無任何象差;線狀平行光源的發(fā)散角可達衍射極限,且調(diào)整方便,價格便宜;是有極好應用前景的尺寸測量儀。
文檔編號G01B11/02GK2375947SQ9822593
公開日2000年4月26日 申請日期1998年1月24日 優(yōu)先權日1998年1月24日
發(fā)明者劉文清, 張長秀, 張玉均, 王峰平, 曹念文, 許克軍 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所