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標題: 激光測徑儀工作原理 [打印本頁]
作者: 123c 時間: 2025-7-7 08:26
標題: 激光測徑儀工作原理
激光測徑儀是一種高精度、非接觸式的尺寸測量儀器,其工作原理主要基于激光掃描測量技術(shù)和光學幾何原理,通過激光束與被測物體的相互作用來獲取直徑信息。以下是其核心工作原理及技術(shù)細節(jié)的詳細說明:
一、激光掃描測量技術(shù)激光測徑儀的核心是利用激光光源的優(yōu)良焦點特性,通過高速旋轉(zhuǎn)的多面體掃描轉(zhuǎn)鏡(如八面鏡或十六面鏡)將激光束轉(zhuǎn)換為與光軸平行的連續(xù)高速掃描光束。具體流程如下:
激光發(fā)射與準直
激光發(fā)射器(如HeNe激光器)發(fā)出激光束,經(jīng)透鏡組處理后形成平行光束,確保光束在傳播過程中保持穩(wěn)定。
高速掃描生成
平行光束投射到旋轉(zhuǎn)的掃描轉(zhuǎn)鏡上,轉(zhuǎn)鏡以每秒數(shù)千轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),將激光束反射為線性掃描光束,形成連續(xù)的掃描光幕。
被測物遮擋信號
當被測物體(如線材、管材)進入掃描區(qū)域時,會遮擋部分掃描光束。光電接收器(如光電二極管或光電傳感器)位于光束對面,接收未被遮擋的光束。
信號處理與直徑計算
物體遮擋導致接收器輸出的光信號產(chǎn)生凹口,凹口的寬度與物體直徑成正比。通過測量凹口對應的時間差(即光束被遮擋的時間),結(jié)合已知的掃描速度,可計算出物體直徑。公式為:
D=v?Δt
其中,D為直徑,v為掃描速度,Δt為光束被遮擋的時間。
二、光學幾何原理(CCD投影法)部分激光測徑儀采用CCD(電荷耦合器件)投影法,基于光學幾何原理實現(xiàn)測量:
- 平行光路設計
激光束經(jīng)透鏡組轉(zhuǎn)換為平行光,照射到被測物體上。物體遮擋部分光線,形成陰影。 - CCD信號采集
線陣CCD傳感器置于平行光路中,接收未被遮擋的光線。物體遮擋導致CCD輸出信號產(chǎn)生凹口,凹口寬度對應物體尺寸。 - 數(shù)據(jù)處理與輸出
通過數(shù)字電路和計算機處理,將凹口對應的CCD像元數(shù)轉(zhuǎn)換為實際尺寸,實現(xiàn)高精度測量。
三、關(guān)鍵技術(shù)要求為保證測量精度和可靠性,激光測徑儀需滿足以下條件:
- 激光束垂直照射
確保光束與被測物體表面垂直,避免因角度偏差導致測量誤差。 - 勻速直線掃描
掃描光束需對物體表面做勻速直線運動,以消除速度波動引起的誤差。 - 精確時間測量
掃描時間的測量精度直接影響直徑計算結(jié)果,需采用高精度時鐘脈沖。
四、技術(shù)優(yōu)勢與應用場景- 優(yōu)勢
- 非接觸測量:避免對高溫、易碎或軟性物體造成損傷。
- 高精度與高速度:測量精度可達±0.0005mm,掃描頻率高達2400次/秒。
- 寬測量范圍:覆蓋0.1mm至1600mm,適用于不同尺寸物體。
- 抗干擾能力強:適用于復雜工業(yè)環(huán)境,如振動、高溫等場景。
- 應用場景
- 線纜行業(yè):測量電線、電纜、光纖的外徑及圓度跳動。
- 管材行業(yè):檢測鋼管、塑料管的外徑尺寸。
- 金屬加工:測量軋鋼、棒材的直徑及厚度。
- 科研領(lǐng)域:實驗室計量檢測、材料性能研究。
作者: 鯤鵬智造 時間: 2025-7-7 08:28
感謝樓主的分享,我會試試的!
作者: 東城儀器 時間: 2025-7-7 13:56
儀器利用激光光源的優(yōu)良焦點特性
作者: 丹青妙手 時間: 昨天 15:35
樓上的觀點很新穎,讓我有了新的思考角度。
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