CN101093197A - 激光散斑相移检测头及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光散斑相移检测头，包括设于检测头机壳内的半导体激光器、光电转换器、光学镜头及剪切镜、扩束镜，半导体激光器和光电转换器固定于检测头机壳底座上；扩束镜设于半导体激光器前端，与半导体激光器位于同一光轴上，且扩束镜与半导体激光器连成一体；光电转换器、剪切镜、光学镜头连成一整体，且位于同一光轴上，光学镜头、剪切镜之间设有液晶相移器，剪切镜与光电转换器之间设有偏振片、传像镜头，光学镜头、液晶相移器、剪切镜、偏振片、传像镜头、光电转换器连成一体，且位于同一光轴上；半导体激光器、光电转换器两光轴之间的夹角为2°～20°。本检测头的检测结果比干涉条纹图对比度更明显，更利于缺陷判断。

Description

激光散斑相移检测头及其应用

技术领域

本发明属于激光检测技术领域，具体是指一种激光散斑相移检测头及其应用。

背景技术

目前激光散斑检测头的光学系统主要为实验室装置，小型轻便的检测头比较少。专利号为ZL200410052185.7的中国发明专利“激光散斑检测头及其应用”公开了一种激光散斑检测头，包括检测头机壳、半导体激光器、光电转换器CCD、光学镜头及剪切镜，扩束镜，检测头机壳由检测头侧板、检测头前窗、检测头上板、检测头底座组成。半导体激光器和光电转换器CCD固定于检测头机壳底座上，半导体激光器前有一扩束镜，扩束镜与半导体激光器连成为一体，半导体激光器与扩束镜位于同一光轴上；光电转换器CCD、光学镜头、剪切镜连成一整体，光电转换器CCD与光学镜头及剪切镜位于同一光轴上。该激光散斑检测头体积小，重量轻，检测面积大，视场大，精度高。

但是，该激光散斑检测头在实际工业应用中发现其对检测结果的显示不够明显、直观，不便于对产品缺陷的直接判断。

发明内容

本发明的目的在于提升现有技术，提供一种激光散斑相移检测头，其检测结果直观明显，比干涉条纹图对比度更加明显，更利于缺陷的直接判断。

本发明的目的还在于提供上述激光散斑相移检测头的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：本激光散斑相移检测头，包括设于检测头机壳内的半导体激光器、光电转换器CCD、光学镜头及剪切镜、扩束镜，半导体激光器和光电转换器CCD固定于检测头机壳底座上；扩束镜设于半导体激光器前端，与半导体激光器位于同一光轴上，且扩束镜与半导体激光器连成一体；光电转换器CCD、剪切镜、光学镜头连成一整体，且三者位于同一光轴上，其特征在于：所述光学镜头、剪切镜之间设有液晶相移器，剪切镜与光电转换器CCD之间设有偏振片、传像镜头，所述光学镜头、液晶相移器、剪切镜、偏振片、传像镜头、光电转换器CCD连成一体，且位于同一光轴上；所述半导体激光器、光电转换器CCD两光轴之间的夹角为2～20°。

半导体激光器和光电转换器CCD可用螺杆及设置在检测头机壳底座的固定孔固定于检测头机壳底座上，所述剪切镜可固定在带螺纹的外套上并套在光学镜头上，光学镜头可用接圈与液晶相移器连接，传像镜头与光电转换器CCD通过C口连接。

作为一种优选的方案，所述半导体激光器与光电转换器CCD两光轴之间的夹角为8～12°；作为一种最佳方案，所述半导体激光器与光电转换器CCD两光轴之间的夹角为10°。

所述激光散斑相移检测头可应用于轮胎、复合材料(如橡胶)、金属材料等领域的缺陷检测。

本发明的工作原理是：激光器发出激光经扩束镜扩束后，照射在物体上反射到镜头聚焦，并在经过液晶相移器、剪切镜、偏振片、传像镜头、光电转换器的感光面上发生干涉，通过控制液晶相移器的电压，使经过液晶相移器的光发生相位滞后，光电转换器CCD取滞后的几幅图进行处理，并将相位图显示。

本发明相对现有技术具有如下的优点及效果：本激光散斑相移检测头结构简单，布置紧凑，体积小，实用，应用范围广；使用液晶相移器可使光经过时o光和e光发生相位延迟，并通过控制其电压来调节相位延迟量。传像镜头可使物体经过液晶相移器、剪切镜、偏振片成的像传到光电转换器CCD的感光面。液晶相移器的使用可得到3-5幅图像，利用这3-5幅图像来处理就可得到相位图，相位图比条纹图对比度好，对缺陷的判断更加直接容易。使得检测结果比干涉条纹图对比度更加明显，更利于缺陷的直接判断。

附图说明

图1是本发明激光散斑相移检测头的结构示意图。

图2是本发明激光散斑相移检测头应用于轮胎缺陷检测的光路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，激光剪切散斑相移检测头由检测头底板12、检测头顶板13、检测头侧板9和14、检测头前板11、检测头后板10，半导体激光器8、光电转换器CCD6、光学镜头1及剪切镜3，扩束镜7、液晶相移器2、偏振片4，传像镜头5组成。半导体激光器8和光电转换器CCD6固定检测头底板12上，扩束镜7与半导体激光器8构成一整体，半导体激光器8与扩束镜7位于同一光轴上。光电转换器CCD6、光学镜头1、剪切镜3、液晶相移器2、偏振片4，传像镜头5连成一整体，液晶相移器2固定在带螺纹的外套上套在光学镜头1上，剪切镜3与液晶相移器2连接，光电转换器CCD6与传像镜头5及剪切镜3、偏振片4位于同一光轴上，并一同固定在底板12上。半导体激光器8与光电转换器CCD6两光轴之间的夹角为10°。

实施例二

本激光剪切散斑相移检测头应用于轮胎缺陷检测：半导体激光器8发出激光光束，经与半导体激光器8相连的扩束镜7扩束后，使激光束由小光点扩束成大于60°以上的光锥体，使被检测物体轮胎受照面积大，且激光照射面激光分布均匀，这样入射光照射被测物体并被反射，通过光学镜头1、液晶相移器2、剪切镜3、偏振片4、传像镜头5成像在光电转换器CCD6上，经图像处理，将结果在电脑屏幕上显示。

如上所述，便可较好地实现本发明。

Claims (4)

1、一种激光散斑相移检测头，包括设于检测头机壳内的半导体激光器、光电转换器、光学镜头及剪切镜、扩束镜，半导体激光器和光电转换器固定于检测头机壳底座上；扩束镜设于半导体激光器前端，与半导体激光器位于同一光轴上，且扩束镜与半导体激光器连成一体；光电转换器、剪切镜、光学镜头连成一整体，且三者位于同一光轴上，其特征在于：所述光学镜头、剪切镜之间设有液晶相移器，剪切镜与光电转换器之间设有偏振片、传像镜头，所述光学镜头、液晶相移器、剪切镜、偏振片、传像镜头、光电转换器连成一体，且位于同一光轴上；所述半导体激光器、光电转换器两光轴之间的夹角为2～20°。

2、根据权利要求1所述一种激光散斑相移检测头，其特征在于：所述半导体激光器与光电转换器CCD两光轴之间的夹角为8～12°；

3、根据权利要求1所述一种激光散斑相移检测头，其特征在于：所述半导体激光器与光电转换器CCD两光轴之间的夹角为10°。

4、权利要求1至3中任一项所述一种激光散斑相移检测头的应用，其特征在于：应用于轮胎、复合材料或金属材料领域的缺陷检测。

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