Способ измерения положения лазерного пятна и устройство для его осуществления

Приемное устройство для измерения положения лазерного луча линейной светочувствительной матрицей в плоскости матрицы, состоящее из линейной светочувствительной матрицы, ряда оптически прозрачных прилегающих к друг другу цилиндров, располагающихся параллельно указанной матрице, обеспечивающих разворот луча в линию, перпендикулярную матрице, длина цилиндров l не меньше высоты матрицы h (l≥h), а расстояние между ними r и светочувствительной матрицей зависит от радиуса R цилиндров r≤10⋅R. Техничекий результа заключается в повышении надежности определения положения лазерного пятна линейной матрицей без повышения мощности излучения лазера и расширение области его применения. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области технологии проведения монтажа роторных или иных машин и предназначено для измерения относительного положения осей валов (при проведении т.н. центровочных работ).

Известен способ проведения центровочных работ, заключающийся в измерении относительного положения валов (угловой и радиальной расцентровок) при помощи двух индикаторов часового типа (см. Фиг. 1), - метод обратных индикаторов, и расчета величин расцентровок и толщин корректировочных пластин по соответствующим формулам. При этом информативным параметром служат радиальные перемещения штоков индикаторов, считываемые визуально (Галеев А.С., Сулейманов Р.Н., Рязанцев А.В., Филимонов О.В. Вибродиагностика насосных агрегатов: справочное пособие. - Уфа: изд-во УГНТУ, 1997. - 135 с.).

Недостатком способа является необходимость «ручного» ввода показаний индикаторов в вычислительное устройство (калькулятор), что сопряжено с ошибками и ограничивает область применения системы.

Известен способ проведения замеров величин расцентровок при помощи лазерных когерентных источников света (http://www.fixturlaser.com/).

В известном способе с целью ускорения и упрощения предварительной настройки лазера на измерительную линейную светочувствительную матрицу, расположенную вертикально, разворачивают луч в линию в горизонтальной плоскости при помощи оптической системы, входящей в компоновку лазерного источника света.

Недостаток данного способа заключается в том, что в результате световой поток оказывается «размазанным» по всей длине линии, что ведет к ухудшению соотношения «свет лазера/свет от сторонних источников света» и, следовательно, к необходимости увеличения исходной мощности лазера. Последнее нежелательно, так как:

- возрастает токопотребление аккумуляторов и, соответственно, сокращается ресурс работы прибора в автономном режиме,

- наличие оптической системы для развертки луча усложняет конструкцию лазера,

- ведет к возникновению риска поражения органов зрения лазерным излучением.

Задачей изобретения является повышение надежности определения положения лазерного пятна линейной матрицей без повышения мощности излучения лазера и расширение области его применения.

Указанная задача решается тем, что в заявляемом устройстве развертка луча в горизонтальную линию производится отдельной оптической системой, входящей в компоновку приемного устройства (линейной матрицы) и представляющей собой ряд оптически прозрачных прилегающих друг к другу цилиндров.

Суть устройства. Сформированный в лазерном источнике узконаправленный луч попадает на оптическую систему, разворачивающую его в линию, перпендикулярную оси светочувствительной линейной матрицы. Благодаря расположению оптической системы в непосредственной близости от светочувствительной матрицы световой поток, падающий на матрицу, распределяется по существенно меньшей площади и освещенность (мощность на единицу площади) матрицы оказывается достаточной для конкурирования с естественным освещением (см. Фиг. 2).

Кроме того, лучи света от посторонних источников света, падающие под углами а, большими чем 50°, оказываются сильно ослабленными, т.к. коэффициент отражения k резко возрастает (см. Фиг. 3 и 4) по сравнению с коэффициентом отражения k для углов от 0 до 50°:

k=(n-n0)/(n+n0),

где n, n0 - соответственно коэффициенты преломления стекла (цилиндра) и воздуха (n0=1,000292 при нормальных условиях).

Заявляется приемное устройство (Фиг. 2) для измерения положения лазерного луча 3 линейной светочувствительной матрицей 6 в плоскости матрицы, состоящее из линейной светочувствительной матрицы, ряда оптически прозрачных прилегающих к друг другу цилиндров 4, располагающихся параллельно указанной матрице, обеспечивающих разворот луча в линию, перпендикулярную матрице, длина цилиндров l не меньше высоты матрицы h(l≥n).

Причем расстояние между оптической системой r и светочувствительной матрицей удовлетворяет следующему условию (см. Фиг. 3):

r≤10⋅R,

где R - радиус цилиндров оптической системы.

Источники:

1. Галеев А.С., Сулейманов Р.Н., Рязанцев А.В., Филимонов О.В. Вибродиагностика насосных агрегатов: справочное пособие. - Уфа: изд-во УГНТУ, 1997. - 135 с.

2. Сайт компании Fixtur-Lazer. - http://www.fixturlaser.com/.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Учеб. пособие: для вузов. В 5 т. 2-е изд., стереот. - М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ. 2002. - 784 с.

Приемное устройство для измерения положения лазерного луча линейной светочувствительной матрицей в плоскости матрицы, состоящее из линейной светочувствительной матрицы, ряда оптически прозрачных прилегающих к друг другу цилиндров, располагающихся параллельно указанной матрице, обеспечивающих разворот луча в линию, перпендикулярную матрице, длина цилиндров l не меньше высоты матрицы h (l≥h), а расстояние между ними r и светочувствительной матрицей зависит от радиуса R цилиндров r≤10⋅R.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники - метрологии - и может быть использовано при создании эталона единицы плоского угла нового поколения с улучшенными метрологическими показателями по сравнению с ныне действующими в РФ первичными эталонами.
Регулятор развала-схождения колес автомобиля состоит из поворотных подставок под колеса для свободного поворота и скольжения регулируемых колес, блокиратора руля автомобиля, колесных держателей, которые крепятся на регулируемые колеса и удерживают измерительный прибор и измерительную планку на соответствующем колесе.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способу измерения положения стойки композитной опоры линии электропередачи. Способ измерения положения стойки композитной опоры линии электропередачи включает измерение угла наклона стойки композитной опоры, проводится в двух ее сечениях для дальнейшей оценки расчетным способом пространственного положения стойки опоры в целом по формулам: , где y - деформация стойки, х - текущая координата сечения стойки, а А и В - коэффициенты, подлежащие определению по результатам двух измерений ;.Техническим результатом является повышение надежности электроснабжения потребителей.

Способ юстировки контрольного элемента линии визирования объектива, установленного в зоне экранирования светового пучка объектива, осуществляют с помощью зеркального коллиматора, содержащего вогнутое зеркало, плоское поворотное зеркало, установленное на его оптической оси под углом 45 градусов, и точечную диафрагму, установленную в фокусе коллиматора.

Лазерный измеритель может быть использован для контроля прямолинейности и соосности при изготовлении, сборке и монтаже крупногабаритных изделий протяженностью до 100 метров и более.

Способ измерения перемещений изображения марки в цифровых автоколлиматорах включает в себя формирование изображения марки в виде линейчатого растра в плоскости многоэлементного приёмника излучения.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается устройства для измерения угловых перемещений объекта. Устройство включает в себя источник когерентного излучения, расширитель светового пучка, светоделитель, который пропускает без изменения направления первый луч и отражает второй луч, установленное на пути второго луча зеркало, два установленных на измеряемом объекте уголковых отражателя, приемник интерференционной картины, блок фильтрации и усиления сигнала, компаратор и концевые датчики положения.

Устройство повторной установки для установки и повторной установки первого объекта относительно второго объекта содержит по меньшей мере один источник света и источник питания.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения изменения углового положения удаленных объектов. Заявлено устройство для определения измерения изменения угловой координаты объекта в плоскости содержит точечный источник излучения, связываемый с контролируемым объектом, установленный по ходу излучения приемный блок, включающий в себя два плоских зеркала, расположенных на одинаковом расстоянии от источника, разнесенных в плоскости контроля и ориентированных так, что их нормали лежат в плоскости контроля и образуют углы 45° с направлением на источник.

Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам для задания и измерения углов ориентации изделий приборостроения при их изготовлении и контроле, и может быть использовано в любой другой области при необходимости точного задания и измерения углов.

Устройство для измерений мгновенных угловых перемещений качающейся платформы состоит из датчика измеряемого мгновенного плоского угла и неподвижного отсчетного устройства. Датчик угла выполнен в виде многозначных голографических мер угла, формирующих каждая под воздействием внешнего оптического излучения стабильный плоский веер дифрагированных лучей с известными углами между лучами. Отсчетное устройство выполнено на основе ПЗС-линеек, снабжено шкалой времени и подключено к внешнему компьютеру. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 3 табл., 2 ил.

Описано устройство для измерения угла гибки листа. Технический результат – повышение точности измерения. Устройство содержит блок (10) обработки и, по меньшей мере, один датчик (4), содержащий источник (42) света, проецирующий световую картину (52) по меньшей мере на одной стороне (31, 32) листа (3), и регистрирующее средство (41), выполненное с возможностью регистрации изображения проекции упомянутой световой картины, по меньшей мере, на одной стороне листа. Блок (10) обработки выполнен с возможностью управления регистрирующим средством для регистрации изображения, по меньшей мере, в один момент времени в течение операции гибки листа (3). Блок (10) обработки выполнен также с возможностью преобразования зарегистрированного изображения (56) в облако (57) точек и содержит нейронную сеть (115), выполненную с возможностью соотнесения значения (60, 200) угла гибки с облаком (57) точек. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к технической области контроля полых объектов. В способе измерения вертикальности на приводимом во вращение сосуде снимают по меньшей мере одно изображение сосуда таким образом, чтобы получить изображение левого края кольца, изображение правого края кольца, матричное изображение левого края (Img) пятки, плеча и/или основания горлышка, матричное изображение правого края (Imd) соответственно пятки, плеча и/или основания горлышка, анализируют: изображение левого края кольца и изображение правого края кольца, чтобы определить реальное положение кольца, матричное изображение левого и правого краев, чтобы определить левую точку позиционирования Tg и правую точку позиционирования Td, определяют на перпендикуляре к сегменту прямой, проходящей через левую и правую точки позиционирования, теоретическое положение кольца и выводят на основании изменений отклонения между реальным положением кольца и теоретическим положением кольца измерение вертикальности для сосуда. Технический результат заключается в повышении точности измерения вертикальности сосудов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники. Датчик угла поворота, выполненный в виде фотоэлектрического автоколлиматора, содержит объектив, в фокальной плоскости которого установлен матричный приемник излучения, выходом подключенный к электронному блоку, светоделитель, расположенный перед матричным приемником излучения, осветитель с источником света, предназначенный для подсветки сигнальной маски с прозрачным штрихом, установленной перед светоделителем в фокальной плоскости объектива, и двойное зеркало, представляющее собой контролируемый объект - призму БР-180°, обращенную прозрачной входной гранью к объективу. На входную грань призмы нанесено зеркальное покрытие, выполненное в виде симметрично расположенного круга. Осветитель снабжен дополнительным источником света, светоделителем и апертурными диафрагмами, оптически сопряженными с входной гранью призмы посредством конденсора. Первая диафрагма выполнена в виде круглого прозрачного отверстия, а вторая имеет вид прозрачного кольца. Диаметр изображения первой апертурной диафрагмы меньше диаметра круга зеркального покрытия, а внутренний диаметр изображения прозрачного кольца второй диафрагмы больше диаметра круга зеркального покрытия. Технический результат - повышение точности угловых измерений датчика при обеспечении его малых массы и габаритов. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного определения положения вала электродвигателя. Абсолютный оптический однооборотный угловой энкодер содержит n оптопар, где n - разрядность энкодера, растровый диск с одной кодирующей дорожкой, состоящей из последовательно расположенных прозрачных и непрозрачных секторов, причем оптопары располагают с одинаковым шагом a, где a, равное 360/2n, - разрешающая способность энкодера, а кодирующую дорожку формируют в соответствии с двоичной последовательностью длиной m=2n, при этом каждой цифре последовательности соответствует угловой размер a, нулю ставится в соответствии непрозрачный сектор, единице прозрачный - или наоборот. Технический результат - максимальное разрешение для разрядности n энкодера. 2 ил., 2 табл.

Приемное устройство для измерения положения лазерного луча линейной светочувствительной матрицей в плоскости матрицы, состоящее из линейной светочувствительной матрицы, ряда оптически прозрачных прилегающих к друг другу цилиндров, располагающихся параллельно указанной матрице, обеспечивающих разворот луча в линию, перпендикулярную матрице, длина цилиндров l не меньше высоты матрицы h, а расстояние между ними r и светочувствительной матрицей зависит от радиуса R цилиндров r≤10⋅R. Техничекий результа заключается в повышении надежности определения положения лазерного пятна линейной матрицей без повышения мощности излучения лазера и расширение области его применения. 4 ил.

Наверх