Способ измерения положения лазерного пятна и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2640314:

Филимонов Олег Владимирович (RU)
Нурмухамедов Артур Мансурович (RU)
Сулейманов Раис Насибович (RU)
Галеев Ахметсалим Сабирович (RU)

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.
Наверх