[发明专利]一种基于激光扫描的探测成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于激光扫描的探测成像系统，应用于工业扫描成像系统对被扫描物体的分析与判断。

背景技术

一般工业扫描系统，使用的光源为日光灯，使用的信号接收装置为CCD（Charge-coupled Device，电荷耦合元件）相机。由于日光灯长时间使用不能处于一个稳定的状态，并且随着使用时间的延长变得愈发不稳定，因此该类的工艺扫描系统随着使用时间的延长误差就会越来越大，而激光能够在长时间使用时始终保持一个稳定的状态；由于CCD相机的动态范围不是足够宽，在精确检测物质上不如光电倍增管（PMT）好；探测器可用PIN管或APD管，但在工业应用中，环境噪声过大，对物体的检测需要不同的光谱，PIN管和APD管接收光谱范围较窄，且本身噪声过大，PMT在高精度检测中，具有较高的优势。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于激光扫描的探测成像系统，对物体的每个点进行扫描，可通过A/D采样信号的控制决定对物体取样的密度，进而可以有很高的分辨率，可以完成更清晰的图像，以便对物体进行分析和判断。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于激光扫描的探测成像系统，该成像系统以激光为光源，通过对物体的散射光的进行进行采集成像，包括激光扫描器、激光扫描探测器、低噪声前置放大器、信号调理电路、A/D转换模块、数字信号处理模块、采样控制模块、电机、图像采集卡和上位机：

所述电机，用于带动棱镜转动；

所述激光扫描器作为光源，将激光通过包括棱镜在内的光学组件打到物体上，对物体进行扫描；

所述激光扫描探测器，用于接收物体的散射光，并将接收到的散射光信号转换为电信号后输出；

所述低噪声前置放大器，将激光扫描探测器输出的电信号进行高增益、高带宽、低误差、低噪声的稳定放大后输出；

所述信号调理电路，将低噪声前置放大器输出的电信号进行调理并滤噪后输出，主体为积分电路和相加器；

所述A/D转换模块，将信号调理电路输出的电信号转换为适合ADC处理的电气特性信号后输出，即完成对A/D信号的驱动，将模拟信号转换为数字信号；

所述数字信号处理模块，将A/D转换模块输出的电气特性信号处理成适合的数据流后输出；

所述采样控制模块，用于控制扫描频率；

所述图像采集卡，将数字信号处理模块输出的数据流进行图像转换处理后输出；

所述上位机，用于完成图像显示控制和数据处理。

优选的，所述激光扫描器为连续型激光器，光谱为可见光和红外光。

优选的，所述激光扫描器为三个以上，为红色激光扫描器、蓝色激光扫描器、红外激光扫描器或绿色激光扫描器中的三种或四种组合。

优选的，所述激光扫描探测器为光电倍增管，接收光谱范围为可见光和红外线，激光扫描探测器的个数与激光扫描器的个数相匹配并一一对应。

优选的，所述低噪声前置放大器包括运算放大器A1、运算放大器A2、电阻R、电阻R1、电阻R2和电容C；所述运算放大器A1、电阻R和电容C构成第一级放大器，作为电流电压转换电路（将电流信号转化为电压信号），所述电阻R和电容C均跨接在运算放大器A1的反相输入端和输出端之间，运算放大器A1的反相输入端与相应的激光扫描探测器输出信号端相连接；所述运算放大器A2、电阻R1和电阻R2构成第二级放大器，运算放大器A1的输出端以直接耦合或者阻容耦合方式接入运算放大器A2的同相输入端，电阻R2跨接在运算放大器A2的反相输入端和输出端之间，电阻R1一端与电阻R2共同接入运算放大器A2的反相输入端，另一端与零参考点相接。这里低噪声前置放大器的个数与激光扫描探测器的个数相匹配并一一对应。