專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射及接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電測(cè)量領(lǐng)域，是一種在線測(cè)徑儀的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在冶金線棒材軋制過(guò)程中，需要采用測(cè)徑儀對(duì)其外徑進(jìn)行在線測(cè)量?，F(xiàn)有測(cè)徑儀直接采用照相機(jī)鏡頭作為光學(xué)測(cè)頭的前端，由于I)照相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)不是光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，不適宜高精度的光學(xué)測(cè)量；2)照相機(jī)鏡頭存在較大的球差，直接影響成像質(zhì)量；3)購(gòu)置的鏡頭需與其它光學(xué)零部件進(jìn)行二次裝配，同軸性很難在工藝上得到保證；4)手工調(diào)制困難，裝配工藝成本高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射及接收裝置，具有易于裝配，測(cè)量精度能夠得到保證等突出優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，由光電發(fā)射系統(tǒng)及光電接收系統(tǒng)組成，其特征在于光電發(fā)射系統(tǒng)由依次設(shè)置的光源、聚光鏡組、發(fā)射光闌及第一物鏡組構(gòu)成，光源位于聚光鏡組一側(cè)焦點(diǎn)處，發(fā)射光闌位于聚光鏡組另一側(cè)焦點(diǎn)處，發(fā)射光闌同時(shí)位于物鏡組的入射光一側(cè)焦點(diǎn)處，光源所發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡組匯聚于發(fā)射光闌處，通過(guò)發(fā)射光闌的光線經(jīng)第一物鏡組后形成準(zhǔn)直平行測(cè)量光線；光電接收系統(tǒng)由依次設(shè)置的第二物鏡組、接收光闌、濾光片及CCD芯片構(gòu)成，接收光闌位于第二物鏡組的焦點(diǎn)處，濾光片位于接收光闌后部，CCD芯片位于濾光鏡后部，第二物鏡組將接收到的測(cè)量光信息，匯聚于接收光闌并經(jīng)濾光片調(diào)制后投射到CCD芯片的敏感面上。而且,所述的光源米用半導(dǎo)體LED光源?！N基于測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射裝置，其特征在于包括由光源、聚光鏡組、發(fā)射光闌及第一物鏡組構(gòu)成的光電發(fā)射系統(tǒng)，還包括鏡筒及聚光套筒，第一物鏡組安裝在鏡筒的前端，并在第一物鏡組的前端安裝視窗玻璃和端蓋組件，在鏡筒的后端安裝聚光套筒，在該聚光套筒的前端固裝發(fā)射光闌，發(fā)射光闌后部固裝所述聚光鏡組，在聚光套筒內(nèi)的后部固裝光源，其后端固裝帶有穿線孔的鎖環(huán)。而且，所述端蓋組件還包括止動(dòng)擋圈、端蓋座及鏡筒端蓋。而且，所述光源通過(guò)光源座及光源堵固裝在聚光套筒內(nèi)部，光源座位于光源前部，光源座上制有透光孔，光源堵位于光源后部。而且，所述鏡筒與聚光套筒、聚光套筒與聚光鏡座、聚光套筒與發(fā)射光闌經(jīng)同軸工藝裝配后通過(guò)緊定螺釘固裝。一種基于測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)接收裝置，其特征在于包括由依次設(shè)置的第二物鏡組、接收光闌、濾光片及CCD芯片構(gòu)成的光電接收系統(tǒng)，還包括鏡筒、濾光片座及芯片座，所述第二物鏡組安裝在鏡筒的前端，并在第二物鏡組的前端安裝包括視窗玻璃的端蓋組件，在鏡筒的后端同軸固裝濾光鏡座，在該濾光片座的前端部固裝所述接收光闌，在接收光闌后部的濾光片座上固裝所述濾光片，在濾光鏡座的后部固裝芯片座，在芯片座內(nèi)部固裝所述CCD芯片，芯片座后部固裝有后端蓋及偏心穿線管。而且，所述的鏡筒與濾光鏡座、濾光鏡座與芯片座、濾光鏡座與接收光闌經(jīng)同軸工藝裝配后使用緊定螺釘固裝。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為1、本實(shí)用新型的測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，其光電發(fā)射系統(tǒng)及光電接收系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)均采用物方遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，光電發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的準(zhǔn)直平行光線構(gòu)成測(cè)量視場(chǎng)，當(dāng)被測(cè)物在測(cè)量視場(chǎng)經(jīng)過(guò)時(shí)，形成的遮擋陰影直接投射到光電接收系統(tǒng)內(nèi)的CCD芯片敏感面上，根據(jù)投影的大小計(jì)算出被測(cè)物的實(shí)際尺寸，具有極高的檢測(cè)精度。2、本實(shí)用新型的測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量發(fā)射系統(tǒng)中，光源發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡組調(diào)制匯聚于發(fā)射光闌處，通過(guò)發(fā)射光闌的再次調(diào)制，經(jīng)第一物鏡組后形成具有較高準(zhǔn)直度的平行測(cè)量光線，解決了高精度測(cè)量對(duì)高準(zhǔn)直度平行光視場(chǎng)的需求。3、本實(shí)用新型的測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量接收系統(tǒng)中，也采用光闌對(duì)光線進(jìn)行調(diào)制，有效控制和減少了球差對(duì)成像質(zhì)量的影響。4、本實(shí)用新型的信號(hào)發(fā)射裝置和信號(hào)接收裝置均采用同軸裝配工藝，保證了發(fā)射裝置中的鏡筒、光源、聚光鏡組、發(fā)射光闌及第一物鏡組和接收裝置中的鏡筒、濾光鏡座、芯片座、接收光闌及第二物鏡組等光學(xué)零部件的同軸一致性，降低了手工裝配難度。5、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，零部件互換性強(qiáng)，易于裝配，測(cè)量精度能夠得到保證等突出優(yōu)點(diǎn)，是一種具有創(chuàng)新性的供測(cè)徑儀在線測(cè)量使用的光電測(cè)量的系統(tǒng)。

圖1為本實(shí)用新型的測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型的發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(剖視圖)；圖3為本實(shí)用新型的接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(剖視圖)。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-光電發(fā)射系統(tǒng)、2-光電接收系統(tǒng)、3-光源、4-聚光鏡組、5-發(fā)射光闌、6-第一物鏡組、7-測(cè)量視場(chǎng)，8-被測(cè)物、9-第二物鏡組、10-接收光闌、11-濾光片、12-CXD芯片、13-鏡筒、14-隔圈、15-緊定螺釘、16-聚光鏡座、17-后蓋、18-聚光套筒、19-光源座、20-光源堵、21-鎖環(huán)、22-卡箍、23-鏡片隔圈、24-止動(dòng)擋圈、25-端蓋座、26-U型密封圈、27-視窗玻璃、28-鏡筒端蓋、29-濾光鏡座、30-密封帶、31-芯片座、32-后端蓋、33-穿線管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。一種測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，如圖1中所示，由光電發(fā)射系統(tǒng)I及光電接收系統(tǒng)2構(gòu)成。其創(chuàng)新之處為光電發(fā)射系統(tǒng)由依次設(shè)置的半導(dǎo)體LED光源3、聚光鏡組4、發(fā)射光闌5及第一物鏡組6構(gòu)成，光源位于聚光鏡組一側(cè)焦點(diǎn)處，發(fā)射光闌位于聚光鏡組另一側(cè)焦點(diǎn)處，發(fā)射光闌同時(shí)位于物鏡組的入射光一側(cè)焦點(diǎn)處，光源所發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡組匯聚于發(fā)射光闌處，通過(guò)發(fā)射光闌的光線經(jīng)第一物鏡組后形成平行測(cè)量光線。光電接收系統(tǒng)由依次設(shè)置的第二物鏡組9、接收光闌10、濾光片11及CXD芯片12構(gòu)成，接收光闌位于第二物鏡組的焦點(diǎn)處，濾光片位于接收光闌后部，CXD芯片位于濾光片后部，透過(guò)第二物鏡組光測(cè)量信息，經(jīng)接收光闌及濾光片調(diào)制后投射到CCD芯片的敏感面上。光電發(fā)射系統(tǒng)和光電接收系統(tǒng)均采用物方遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的準(zhǔn)直平行光線構(gòu)成測(cè)量視場(chǎng)7，當(dāng)被測(cè)物8在測(cè)量視場(chǎng)經(jīng)過(guò)時(shí)，形成的遮擋陰影直接投射到接收系統(tǒng)中的CCD芯片的敏感面上，根據(jù)投影的大小，接收系統(tǒng)直接計(jì)算出被測(cè)物的實(shí)際尺寸?！N基于測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射裝置，如圖2中所示。其中包括由光源、聚光鏡組、發(fā)射光闌及第一物鏡組構(gòu)成的光電發(fā)射系統(tǒng)，還包括鏡筒13及聚光套筒18,第一物鏡組安裝在鏡筒的前端，并在第一物鏡組的前端安裝視窗玻璃27和端蓋組件，端蓋組件包括止動(dòng)擋圈24、端蓋座25及鏡筒端蓋28。在鏡筒的后部設(shè)置所述的聚光套筒，聚光套筒的前端固裝發(fā)射光闌，在發(fā)射光闌后部通過(guò)聚光鏡座16固裝所述聚光鏡組，聚光套筒的后部設(shè)置光源，光源通過(guò)光源座19及光源堵20固裝在聚光套筒內(nèi)，光源堵用于定位光源座。鎖環(huán)21用于鎖定光源堵，聚光套筒通過(guò)緊定螺釘15與鏡筒進(jìn)行固裝?？ü?2用于發(fā)射(接收)裝置與主盤(pán)體的連接。一種基于測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)接收裝置，如圖3中所示。包括由依次設(shè)置的第二物鏡組、接收光闌、濾光片及CCD芯片構(gòu)成的光電接收系統(tǒng)，還包括鏡筒、濾光片座29及芯片座31，所述第二物鏡組安裝在鏡筒的前端，并在第二物鏡組的前端安裝包括視窗玻璃的端蓋組件，端蓋組件還包括止動(dòng)擋圈、端蓋座及鏡筒端蓋。端蓋組件與上述發(fā)射裝置的端蓋組件相同。在鏡筒的后端同軸固裝濾光片座，在該濾光片座的前端部固裝所述接收光闌，在接收光闌后部的濾光片座上固裝濾光片，在濾光片座的后部固裝芯片座，在芯片座內(nèi)部固裝所述CCD芯片，芯片座后部固裝有后端蓋32，后端蓋固裝一偏心的穿線管33。鏡筒與濾光片座采用緊定螺釘同軸固裝，芯片座與濾光片座采用緊定螺釘固裝。鏡筒與芯片座之間采用密封帶30封裝。盡管為說(shuō)明目的公開(kāi)的本實(shí)用新型的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離本實(shí)用新型及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此本實(shí)用新型的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。
權(quán)利要求1.ー種測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，由光電發(fā)射系統(tǒng)及光電接收系統(tǒng)組成，其特征在于光電發(fā)射系統(tǒng)由依次設(shè)置的光源、聚光鏡組、發(fā)射光闌及第一物鏡組構(gòu)成，光源位于聚光鏡組ー側(cè)焦點(diǎn)處，發(fā)射光闌位于聚光鏡組另ー側(cè)焦點(diǎn)處，發(fā)射光闌同時(shí)位于物鏡組的入射光一側(cè)焦點(diǎn)處，光源所發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡組匯聚于發(fā)射光闌處，通過(guò)發(fā)射光闌的光線經(jīng)第一物鏡組后形成準(zhǔn)直平行測(cè)量光線；光電接收系統(tǒng)由依次設(shè)置的第二物鏡組、接收光闌、濾光片及CCD芯片構(gòu)成，接收光闌位于第二物鏡組的焦點(diǎn)處，濾光片位于接收光闌后部，CCD芯片位于濾光鏡后部，第二物鏡組將接收到的測(cè)量光信息，匯聚于接收光闌并經(jīng)濾光片調(diào)制后投射到CCD芯片的敏感面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的光源采用半導(dǎo)體LED光源。
3.一種基于測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射裝置，其特征在于包括由光源、聚光鏡組、發(fā)射光闌及第一物鏡組構(gòu)成的光電發(fā)射系統(tǒng)，還包括鏡筒及聚光套筒，第一物鏡組安裝在鏡筒的前端，并在第一物鏡組的前端安裝視窗玻璃和端蓋組件，在鏡筒的后端安裝聚光套筒，在該聚光套筒的前端固裝發(fā)射光闌，發(fā)射光闌后部固裝所述聚光鏡組，在聚光套筒內(nèi)的后部固裝光源，其后端固裝帶有穿線孔的鎖環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)射裝置，其特征在于所述端蓋組件還包括止動(dòng)擋圈、端蓋座及鏡筒端蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射裝置，其特征在于所述光源通過(guò)光源座及光源堵固裝在聚光套筒內(nèi)部，光源座位于光源前部，光源座上制有透光孔，光源堵位于光源后部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射裝置，其特征在于所述鏡筒與聚光套筒、聚光套筒與聚光鏡座、聚光套筒與發(fā)射光闌經(jīng)同軸エ藝裝配后通過(guò)緊定螺釘固裝。
7.一種基于測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)接收裝置，其特征在于包括由依次設(shè)置的第ニ物鏡組、接收光闌、濾光片及CCD芯片構(gòu)成的光電接收系統(tǒng)，還包括鏡筒、濾光片座及芯片座，所述第二物鏡組安裝在鏡筒的前端，并在第二物鏡組的前端安裝包括視窗玻璃的端蓋組件，在鏡筒的后端同軸固裝濾光鏡座，在該濾光片座的前端部固裝所述接收光闌，在接收光闌后部的濾光片座上固裝所述濾光片，在濾光鏡座的后部固裝芯片座，在芯片座內(nèi)部固裝所述CCD芯片，芯片座后部固裝有后端蓋及偏心穿線管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)接收裝置，其特征在于所述的鏡筒與濾光鏡座、濾光鏡座與芯片座、濾光鏡座與接收光闌經(jīng)同軸エ藝裝配后使用緊定螺釘固裝。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種測(cè)徑儀光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射及接收裝置，在線測(cè)徑儀的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，由光電發(fā)射系統(tǒng)及光電接收系統(tǒng)組成，其中光電發(fā)射系統(tǒng)由依次設(shè)置的光源、聚光鏡組、發(fā)射光闌及第一物鏡組構(gòu)成；光電接收系統(tǒng)由依次設(shè)置的第二物鏡組、接收光闌、濾光片及CCD接收芯片構(gòu)成。本實(shí)用新型涉及基于該系統(tǒng)的發(fā)射和接收裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，具有測(cè)量精度高、易于批量生產(chǎn)和裝配等突出優(yōu)點(diǎn)，是一種具有創(chuàng)新性的測(cè)徑儀光電測(cè)量系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G02B7/02GK202869449SQ20122058665
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者陳美菱 申請(qǐng)人:陳美菱