[发明专利]激光散斑相移检测头及其应用

说明书

技术领域

本发明属于激光检测技术领域，具体是指一种激光散斑相移检测头及其应用。

背景技术

目前激光散斑检测头的光学系统主要为实验室装置，小型轻便的检测头比较少。专利号为ZL200410052185.7的中国发明专利“激光散斑检测头及其应用”公开了一种激光散斑检测头，包括检测头机壳、半导体激光器、光电转换器CCD、光学镜头及剪切镜，扩束镜，检测头机壳由检测头侧板、检测头前窗、检测头上板、检测头底座组成。半导体激光器和光电转换器CCD固定于检测头机壳底座上，半导体激光器前有一扩束镜，扩束镜与半导体激光器连成为一体，半导体激光器与扩束镜位于同一光轴上；光电转换器CCD、光学镜头、剪切镜连成一整体，光电转换器CCD与光学镜头及剪切镜位于同一光轴上。该激光散斑检测头体积小，重量轻，检测面积大，视场大，精度高。

但是，该激光散斑检测头在实际工业应用中发现其对检测结果的显示不够明显、直观，不便于对产品缺陷的直接判断。

发明内容

本发明的目的在于提升现有技术，提供一种激光散斑相移检测头，其检测结果直观明显，比干涉条纹图对比度更加明显，更利于缺陷的直接判断。

本发明的目的还在于提供上述激光散斑相移检测头的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：本激光散斑相移检测头，包括设于检测头机壳内的半导体激光器、光电转换器CCD、光学镜头及剪切镜、扩束镜，半导体激光器和光电转换器CCD固定于检测头机壳底座上；扩束镜设于半导体激光器前端，与半导体激光器位于同一光轴上，且扩束镜与半导体激光器连成一体；光电转换器CCD、剪切镜、光学镜头连成一整体，且三者位于同一光轴上，其特征在于：所述光学镜头、剪切镜之间设有液晶相移器，剪切镜与光电转换器CCD之间设有偏振片、传像镜头，所述光学镜头、液晶相移器、剪切镜、偏振片、传像镜头、光电转换器CCD连成一体，且位于同一光轴上；所述半导体激光器、光电转换器CCD两光轴之间的夹角为2～20°。

半导体激光器和光电转换器CCD可用螺杆及设置在检测头机壳底座的固定孔固定于检测头机壳底座上，所述剪切镜可固定在带螺纹的外套上并套在光学镜头上，光学镜头可用接圈与液晶相移器连接，传像镜头与光电转换器CCD通过C口连接。

作为一种优选的方案，所述半导体激光器与光电转换器CCD两光轴之间的夹角为8～12°；作为一种最佳方案，所述半导体激光器与光电转换器CCD两光轴之间的夹角为10°。

所述激光散斑相移检测头可应用于轮胎、复合材料(如橡胶)、金属材料等领域的缺陷检测。

本发明的工作原理是：激光器发出激光经扩束镜扩束后，照射在物体上反射到镜头聚焦，并在经过液晶相移器、剪切镜、偏振片、传像镜头、光电转换器的感光面上发生干涉，通过控制液晶相移器的电压，使经过液晶相移器的光发生相位滞后，光电转换器CCD取滞后的几幅图进行处理，并将相位图显示。

本发明相对现有技术具有如下的优点及效果：本激光散斑相移检测头结构简单，布置紧凑，体积小，实用，应用范围广；使用液晶相移器可使光经过时o光和e光发生相位延迟，并通过控制其电压来调节相位延迟量。传像镜头可使物体经过液晶相移器、剪切镜、偏振片成的像传到光电转换器CCD的感光面。液晶相移器的使用可得到3-5幅图像，利用这3-5幅图像来处理就可得到相位图，相位图比条纹图对比度好，对缺陷的判断更加直接容易。使得检测结果比干涉条纹图对比度更加明显，更利于缺陷的直接判断。

附图说明

图1是本发明激光散斑相移检测头的结构示意图。

图2是本发明激光散斑相移检测头应用于轮胎缺陷检测的光路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。