專利名稱：全自動激光測控延伸率儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種冶金行業(yè)用的軋板監(jiān)測裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種專利號為94225973.4的激光監(jiān)測延伸率儀，它是由分別設(shè)在軋輥前后的二臺激光測頭、分別與二臺激光測頭相連的二臺信號處理器、與二臺信號處理器相連的一臺數(shù)據(jù)處理器和與數(shù)據(jù)處理器相連的顯示裝置組成，激光測頭采用自準(zhǔn)式，其光路由激光器、光分束器、發(fā)射透鏡、平反鏡、成像透鏡、針孔光闌和光電倍增管組成，安裝時，激光發(fā)射光軸垂直于被測鋼板，發(fā)射透鏡兼作接收透鏡，在光分束器與發(fā)射透鏡之間設(shè)有-45°平反鏡，在與投射光軸垂直的平反鏡光軸上，設(shè)有一接收成像透鏡，工作時，激光器發(fā)射的單束光線被光分束器(玻璃透鏡)分成二束平行光，再經(jīng)發(fā)射透鏡垂直聚焦于鋼板上形成測點(diǎn)由測點(diǎn)，發(fā)出的光，沿原光軸返回，由接收透鏡(即原發(fā)射透鏡)接收后形成平行光，經(jīng)45°平反鏡反射成與原光軸垂直的平行光，經(jīng)成像透鏡聚焦于針孔光闌上并送入光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化和濾波放大，將電信號輸出給相應(yīng)的信號處理器。由信號處理器輸出的信息直接輸入數(shù)據(jù)處理器(即一臺工業(yè)用386微機(jī))，經(jīng)數(shù)據(jù)處理器處理的信息，由顯示裝置顯示，并手動輸入軋機(jī)的控制系統(tǒng)，控制主軋輥的壓下量。
上述激光監(jiān)測延伸率儀，從數(shù)據(jù)處理器發(fā)出的信息，需手動輸送給軋機(jī)的控制系統(tǒng)，不僅增加了人力，而且人工反應(yīng)較慢，影響測量精度，激光測頭光路較復(fù)雜，其光分束器為玻璃棱鏡的，加工較困難，且光分束器的分光距固定不變，安裝位置也固定，調(diào)正較困難，測頭中的光斑位置的觀察，是借助于目鏡，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，往往觀察不準(zhǔn)，當(dāng)裝機(jī)后，在高空無法觀察?？傊?，當(dāng)測頭中的光學(xué)器件安裝定位后，由于使用過程中軋機(jī)振動，常使器件改變位置，使光路改變，造成測點(diǎn)不準(zhǔn)，而重新調(diào)整又很困難。
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)型的激光監(jiān)測延伸率儀，即全自動激光測控延伸率儀，該儀器采用自動控制，工作效率提高，其激光測頭的光路簡單、可靠，易加工，且使用和調(diào)整方便，監(jiān)測效率高。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括分別設(shè)在軋輥前后的二臺激光測頭、分別與二臺測頭相連的二臺信號處理器、與二臺信號處理器相連的一臺數(shù)據(jù)處理器和與數(shù)據(jù)處理器相連的顯示裝置組成，數(shù)據(jù)處理器輸出的信息通過軋機(jī)的控制系統(tǒng)控制軋機(jī)運(yùn)行，激光測頭的光路包括激光器、光分束器、接收透鏡、針孔光闌、光電倍增管，激光發(fā)射光軸垂直于被測鋼板，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在數(shù)據(jù)處理器與軋機(jī)的控制系統(tǒng)之間增設(shè)一自動控制裝置，激光測頭采用直接收式光路，其光分束器采用光導(dǎo)纖維，在光導(dǎo)纖維的前端裝有準(zhǔn)直鏡頭，在光分束器與接收透鏡之間設(shè)有一濾光片，接收透鏡與針孔光闌之間設(shè)有一光斑位置調(diào)整裝置，激光器、接收透鏡、濾光片，光分束器、光斑位置調(diào)整裝置、針孔光闌及光電倍增管安裝于同一光軸上。
為方便使用，在數(shù)據(jù)處理器與自動控制裝置之間安裝一轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過該開關(guān)可選用手動、自動控制系統(tǒng)。
由于激光器壽命短，一般使用壽命只有三個月，且體積大，供電復(fù)雜，安裝調(diào)試?yán)щy，故選用半導(dǎo)體激光器，以克服上述缺點(diǎn)。
由數(shù)據(jù)處理器輸出的延伸率值和進(jìn)口、出口速度等主要參數(shù)，經(jīng)自動控制裝置送至軋機(jī)的控制系統(tǒng)，完成自動控制，由此，生產(chǎn)效率提高，測頭采用直接收式光路，省去復(fù)雜的光路轉(zhuǎn)換，使結(jié)構(gòu)簡單、可靠，維修、調(diào)正方便，光利用率提高，采用光導(dǎo)纖維光分束器，可任意調(diào)整角度，其安裝位置可變動，適應(yīng)于不同距離(高度)的測量，該光分束器耐振動，可靠、易加工，采用光斑位置調(diào)整裝置，與觀察目鏡相比，省去光導(dǎo)系統(tǒng)，調(diào)整方便、直接、準(zhǔn)確，增加了儀器的可靠性，使用濾光片，只有單色信號被利用，其他波長的光被濾掉，由此提高光信號的質(zhì)量，改善信/噪比。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的工作系統(tǒng)框圖。
圖2為其測頭光路系統(tǒng)圖。
圖3為其測頭激光器插接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為其光斑位置調(diào)整裝置示意圖。
圖5為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的工作系統(tǒng)框圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。由圖1可知，該儀器由分設(shè)在軋輥前后的二臺激光測頭1、相應(yīng)的二臺信號處理器2、數(shù)據(jù)處理器3，顯示裝置6組成，在數(shù)據(jù)處理器3與軋機(jī)的控制系統(tǒng)5之間安裝自動控制裝置4，該自動控制裝置4包括信號控制系統(tǒng)8和伺服系統(tǒng)9。如果要將數(shù)據(jù)處理器3輸出的數(shù)據(jù)記錄存檔，則在顯示裝置中增加一臺打印機(jī)7。
為方便使用，在數(shù)據(jù)處理器3與自動控制裝置4之間安裝一開關(guān)k，當(dāng)k打開時，數(shù)據(jù)處理器3發(fā)出的信息，需手動控制軋機(jī)的控制系統(tǒng)5，當(dāng)k關(guān)閉時，數(shù)據(jù)處理器3發(fā)出的信息，通過自動控制裝置4控制軋機(jī)控制系統(tǒng)5，實(shí)現(xiàn)自動控制。數(shù)據(jù)處理器3根據(jù)情況需要可選用微機(jī)、單板機(jī)或單片機(jī)。由圖2可看出，激光測頭1的光路為直接收式，它是由激光器14、光分束器12、接收透鏡10、針孔光闌16、光電倍增管17構(gòu)成，光分束器12為光導(dǎo)纖維，其前端裝有準(zhǔn)直鏡頭13，在光分束器12與接收透鏡10之間，距接收透鏡10約10mm處，裝有濾光片11，在針孔光闌16與接收透鏡10之間距接收透鏡10約80mm處，裝有光斑位置調(diào)整裝置15，其與針孔光闌16粘接在一起，接收透鏡10、濾光片11、光分束器12、激光器14、光斑位置調(diào)整裝置15、針孔光闌16、光電倍增管17安裝于同一光軸上，激光器14發(fā)出的光垂直于被測鋼板18。工作時，激光器14發(fā)出一束光，經(jīng)光導(dǎo)纖維光分束器12分成二束光，交點(diǎn)于被測鋼板18上，形成二束光的干涉條紋，干涉條紋被運(yùn)動的物體的散射粒子將光信號反射至接收透鏡10聚焦后，經(jīng)濾光片11，光斑位置調(diào)整裝置15至針孔光闌16，焦點(diǎn)落在針孔光闌16之后、光電倍增管17之前，光信號落在光電倍增管17窗口上，光電倍增管17將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)放大器放大后輸出。
本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體激光器，以克服普通激光器所存在的缺點(diǎn)。
由圖3可知，激光器14插接在機(jī)殼19內(nèi)，在機(jī)殼19的后邊分別安裝前置放大器20及激光電源21。
由圖4可看出，光斑位置22的外圍上裝有四個不同方位的光電二極管23，當(dāng)光斑位置22發(fā)生偏移時，光電二極管23即可指示，并且可準(zhǔn)確地指明方位。
本實(shí)用新型當(dāng)專用于測速度、長度時，可簡化其結(jié)構(gòu)，如圖5所示，采用一臺激光測頭1、一臺信號處理器2、一數(shù)據(jù)處理器3、自動控制裝置4、顯示裝置6、打印記錄裝置7。使用時激光測頭1架設(shè)在被測運(yùn)動物體的上方，直接測得該物體的運(yùn)動速度，同時又能測得運(yùn)動物體的實(shí)時長度。
本實(shí)用新型也適用于銅、鋁等其它金屬的測控。
權(quán)利要求1.一種激光測控延伸率儀，包括分別設(shè)在軋輥前后的二臺激光測頭(1)、分別與二臺激光測頭(1)相連的二臺信號處理器(2)、與二臺信號處理器(2)相連的一臺數(shù)據(jù)處理器(3)和與數(shù)據(jù)處理器(3)相連的顯示裝置(6)構(gòu)成，數(shù)據(jù)處理器(3)輸出的信息通過軋機(jī)控制系統(tǒng)(5)控制軋機(jī)運(yùn)行，激光測頭(1)的光路包括激光器(14)、光分束器(12)、接收透鏡(10)、針孔光闌(16)、光電倍增管(17)，激光發(fā)射光軸垂直于被測鋼板(18)，其特征在于在數(shù)據(jù)處理器(3)與軋機(jī)的控制系統(tǒng)(5)之間設(shè)有一自動控制裝置(4)，激光測頭(1)采用直接收式光路，其光分束器(12)采用光導(dǎo)纖維，在光分束器(12)的前端裝有準(zhǔn)直鏡頭(13)，在光分束器(12)與接收透鏡(10)之間設(shè)有一濾光片(11)，在針孔光闌(16)之前，即在接收透鏡(10)與針孔光闌(16)之間設(shè)有一光斑位置調(diào)整裝置(15)，激光器(14)、接收透鏡(10)、濾光片(11)、光分束器(12)、光斑位置調(diào)整裝置(15)、針孔光闌(16)及光電倍增管(17)安裝于同一光軸上。
2.按照權(quán)利要求1所述的激光測控延伸率儀，其特征在于在數(shù)據(jù)處理器(3)與自動控制裝置(4)之間安裝一轉(zhuǎn)換開關(guān)k。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的激光測控延伸率儀，其特征在于所述的激光器(14)為半導(dǎo)體激光器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種全自動激光測控延伸率儀，它是在數(shù)據(jù)處理器3與軋機(jī)的控制系統(tǒng)5之間裝一自動控制裝置4，激光測頭14采用直接收式光路，其分束器12采用光導(dǎo)纖維，前端裝有準(zhǔn)直鏡頭(13)，在分束器12與接收透鏡10之間設(shè)一濾光片11，接收透鏡10與針孔光闌16之間裝一光斑位置調(diào)整裝置15，各種光學(xué)器件皆同光軸安裝。本實(shí)用新型采用全自動控制，工作效率高，其測頭的光路簡單、可靠，易調(diào)整。
文檔編號G01N3/28GK2355323SQ9624851
公開日1999年12月22日 申請日期1996年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月20日
發(fā)明者高力輝, 譚先理 申請人:高力輝