[发明专利]一种可调量程的激光位移传感器

说明书

本发明提供一种可调量程的激光位移传感器，包括壳体、设置在壳体内一侧的激光发射器和设置在壳体内另一侧的激光聚焦成像装置。所述的激光聚焦成像装置包括基板角度调节装置、相机角度调节装置和变焦镜头装置；所述的基板角度调节装置包括基板、基板调整齿轨和基板角度调节电机，基板一端与基板调整齿轨固接，另一端通过固定轴插入壳体的沉孔内，基板角度调节电机固定在壳体上，通过电机端头的小齿轮啮合基板调整齿轨，通过基板调整齿轨带动基板进行角度调整。实现了对单一激光位移传感器量程的真正变换。可实现短量程极高精度测量，中量程的高精度测量，大量程的次高精度测量，适用于多种使用环境。

技术领域

本发明涉及激光位移传感器技术领域，特别涉及一种可调量程的激光位移传感器。

背景技术

激光位移传感器是一种根据激光三角测量原理的非接触式的测量装置，目前市场上现有的激光位移传感器有多种测量型号，不同型号的激光位移传感器有着不同的测量精度和测量范围，对应着不同的内部结构参数，因此每个型号的激光位移传感器内部的各结构都是固定死的，无法再通过调整内部结构实现其他的测量范围和测量精度。因此，需要一种可调量程的激光位移传感器。

现有技术中，公开号为CN206177246U的中国专利公开了一种可变量程的激光三角法位移测量装置，1)采用的方案只是单纯的解决不同位置的测量精度，严格意义上说并没有改变测量量程，只是通过调整三坐标测量机的位置，保证测量精度。2)对于不同被测物，每次都要通过手动调整辅助光路上聚焦透镜的位置，获取满意的辅助路聚焦效果。效率低，精度差，容易造成实验环境的破坏。公开号为CN 207741703 U的中国专利公开了一种激光位移传感器内部光路多角度、多位置调整的光路结构，1)需要手动调节调整多个位置，无法快速准确的调整到预期的位置，效率低，精度差。2)只适用于一次性调整，调整到满意位置后，需要用胶水固定，无法进行二次调整。进而无法改变测量量程。3)调整过程比较繁琐，需要根据实际图像效果反复修正角度及位置，调整过程必须带电作业，用手动调节存在安全隐患，容易导致电路板损坏。4)整体结构存在缺陷，CCD电路板无法进行角度调整。当光学调整系统前端在固定在某个角度时，由于CCD电路板无法调整角度，会出现预期的测量范围内，光斑成像效果下降，无法采集到满意的光斑。从而造成整个测量范围内测量精度下降或者保证精度的前提下降低测量范围。

激光位移传感器是一种根据激光三角测量原理的非接触式的测量装置，其测量原理(直射式)如图1所示的直入射式激光三角法原理。图中：

z—被测物体沿激光器主光轴方向移动的距离；

y—像点在CCD上移动的距离；

α—激光器主光轴所在直线和接收透镜组光轴所在直线的夹角；

β—线阵CCD所在像平面和接收透镜组光轴所在直线的夹角；

a—物到物方主平面之间的距离，即物距；

b—像到物方主平面之间的距离，即像距；

D-被测表面到激光位移传感器外壳的距离，即基准距离；

根据激光三角测量原理，在基准距离D附近，图内需满足如下关系式：

从公式中可知z值由α、β、a、b、y等内部结构参数共同决定，而z值决定了激光位移传感器的测量范围与测量精度，所以不同测量精度和测量范围的激光位移传感器需要不同的结构参数，才能满足不同的测量需求。

发明内容