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標(biāo)題: 激光測(cè)徑儀工作原理 [打印本頁(yè)]
作者: 123c 時(shí)間: 2025-7-7 08:26
標(biāo)題: 激光測(cè)徑儀工作原理
激光測(cè)徑儀是一種高精度、非接觸式的尺寸測(cè)量?jī)x器,其工作原理主要基于激光掃描測(cè)量技術(shù)和光學(xué)幾何原理,通過(guò)激光束與被測(cè)物體的相互作用來(lái)獲取直徑信息。以下是其核心工作原理及技術(shù)細(xì)節(jié)的詳細(xì)說(shuō)明:
一、激光掃描測(cè)量技術(shù)激光測(cè)徑儀的核心是利用激光光源的優(yōu)良焦點(diǎn)特性,通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的多面體掃描轉(zhuǎn)鏡(如八面鏡或十六面鏡)將激光束轉(zhuǎn)換為與光軸平行的連續(xù)高速掃描光束。具體流程如下:
激光發(fā)射與準(zhǔn)直
激光發(fā)射器(如HeNe激光器)發(fā)出激光束,經(jīng)透鏡組處理后形成平行光束,確保光束在傳播過(guò)程中保持穩(wěn)定。
高速掃描生成
平行光束投射到旋轉(zhuǎn)的掃描轉(zhuǎn)鏡上,轉(zhuǎn)鏡以每秒數(shù)千轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),將激光束反射為線性掃描光束,形成連續(xù)的掃描光幕。
被測(cè)物遮擋信號(hào)
當(dāng)被測(cè)物體(如線材、管材)進(jìn)入掃描區(qū)域時(shí),會(huì)遮擋部分掃描光束。光電接收器(如光電二極管或光電傳感器)位于光束對(duì)面,接收未被遮擋的光束。
信號(hào)處理與直徑計(jì)算
物體遮擋導(dǎo)致接收器輸出的光信號(hào)產(chǎn)生凹口,凹口的寬度與物體直徑成正比。通過(guò)測(cè)量凹口對(duì)應(yīng)的時(shí)間差(即光束被遮擋的時(shí)間),結(jié)合已知的掃描速度,可計(jì)算出物體直徑。公式為:
D=v?Δt
其中,D為直徑,v為掃描速度,Δt為光束被遮擋的時(shí)間。
二、光學(xué)幾何原理(CCD投影法)部分激光測(cè)徑儀采用CCD(電荷耦合器件)投影法,基于光學(xué)幾何原理實(shí)現(xiàn)測(cè)量:
- 平行光路設(shè)計(jì)
激光束經(jīng)透鏡組轉(zhuǎn)換為平行光,照射到被測(cè)物體上。物體遮擋部分光線,形成陰影。 - CCD信號(hào)采集
線陣CCD傳感器置于平行光路中,接收未被遮擋的光線。物體遮擋導(dǎo)致CCD輸出信號(hào)產(chǎn)生凹口,凹口寬度對(duì)應(yīng)物體尺寸。 - 數(shù)據(jù)處理與輸出
通過(guò)數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)處理,將凹口對(duì)應(yīng)的CCD像元數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸,實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。
三、關(guān)鍵技術(shù)要求為保證測(cè)量精度和可靠性,激光測(cè)徑儀需滿足以下條件:
- 激光束垂直照射
確保光束與被測(cè)物體表面垂直,避免因角度偏差導(dǎo)致測(cè)量誤差。 - 勻速直線掃描
掃描光束需對(duì)物體表面做勻速直線運(yùn)動(dòng),以消除速度波動(dòng)引起的誤差。 - 精確時(shí)間測(cè)量
掃描時(shí)間的測(cè)量精度直接影響直徑計(jì)算結(jié)果,需采用高精度時(shí)鐘脈沖。
四、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景- 優(yōu)勢(shì)
- 非接觸測(cè)量:避免對(duì)高溫、易碎或軟性物體造成損傷。
- 高精度與高速度:測(cè)量精度可達(dá)±0.0005mm,掃描頻率高達(dá)2400次/秒。
- 寬測(cè)量范圍:覆蓋0.1mm至1600mm,適用于不同尺寸物體。
- 抗干擾能力強(qiáng):適用于復(fù)雜工業(yè)環(huán)境,如振動(dòng)、高溫等場(chǎng)景。
- 應(yīng)用場(chǎng)景
- 線纜行業(yè):測(cè)量電線、電纜、光纖的外徑及圓度跳動(dòng)。
- 管材行業(yè):檢測(cè)鋼管、塑料管的外徑尺寸。
- 金屬加工:測(cè)量軋鋼、棒材的直徑及厚度。
- 科研領(lǐng)域:實(shí)驗(yàn)室計(jì)量檢測(cè)、材料性能研究。
作者: 鯤鵬智造 時(shí)間: 2025-7-7 08:28
感謝樓主的分享,我會(huì)試試的!
作者: 東城儀器 時(shí)間: 2025-7-7 13:56
儀器利用激光光源的優(yōu)良焦點(diǎn)特性
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