CN104965526B - 光束平行准直快速调整检测装置及快速调整检测方法 - Google Patents

Abstract

光束平行准直快速调整检测装置及快速调整检测方法，用于快速调整光束，得到平行光源。所述调整检测装置包括水平底板及其上安装的发光管及其调整台、电机、由电机驱动的导轨以及导轨上的透光盘和检测盘等。本发明采用平行线原理，由检测盘上的检测管对发光光束进行检测，通过检测管检测结果判断两路光束是否平行，辅助调校人员对发光源的光束角度进行调整，获得准直平行光源。本发明突破了传统手动测量、目测调整平行光束的复杂繁琐操作过程，提供了一种快速精确的调整发光光束至平行状态的装置及方法。

Description

光束平行准直快速调整检测装置及快速调整检测方法

技术领域

本发明涉及光学仪器领域，双波长或多波长光学探测器、光学测试仪应用本发明快速实现仪器光源校准，调整测试光源平行度；本发明涉及高精度准直平行光束调整方法，适用于光学仪器的加工制造。

背景技术

光学测量仪器设备中有很多需要采用两路不同波长准直平行光束对被测物体进行测量，在仪器的开发、测试、制造过程中，对于两路准直平行光束的调整，现有的测量方法是使用光学调整台进行校准，它多采用光栅、校准图的方式人工反复调校，先调整一束光路，再调整另一束光路与其平行，经过反复尝试得到平行准直平行光束，并将调校好的器件进行固定。这种方法在可见光束调校时，可以采用眼观察方式逐渐校对，调校过程繁琐不确定性较多，非常不方便。针对非可见光的调试更加大了调校难度，在调试红外光线、紫外光线时更加困难。

目前调校红外线光束、紫外线光束时会采用测试卡来观察光斑的位置对发光光源进行角度调整。测试卡有使用寿命，在测试过程中经常会遇到光斑越来越弱，给调校工作增加很多困扰。

发明内容

本发明的目的是解决现有测量调校平行准直光束时遇到的调整过程繁琐、调校工具难使用，校准精度低的问题，提供一种采用半自动化装置实现光束平行准直的调整方法，此方法适用于可见光束、非可见光束调整。

本发明技术方案

光束平行准直快速调整检测装置，包括水平底板，在水平底板的一端至少设置两路发光管及其调整台，在水平底板的另一端设置电机以及由电机驱动的导轨，导轨的末端安装有透光盘，透光盘上开设有与发光管数量相同的过光孔，在透光盘与电机之间的导轨上设置有滑块，滑块上固定安装有检测盘，检测盘上设置有与透光盘上的过光孔一一对应的检测管，检测管之间的距离与过光孔之间的距离相等，水平底板上还安装有控制器。所述的检测管通过控制器控制电机转动，带动导轨上的滑块以及检测盘一起运动，在检测盘运动中，检测管将检测得到的信号强度传送至控制器，由控制器比较判断强度变化，并将判断结果显示到显示器，同时有语音提示，根据提示结果手动调整发光管发射光束角度，最终达到光束平行状态。

本发明提供了一种光束平行准直快速调整检测装置及快速调整检测方法，该方法的具体步骤是：

第1步、将待调整的平行光发光管及调整台固定到水平底板的一端；

第2步、根据待调整的平行光间距大小，选取过光孔孔距与待调整的平行光平行间距相同的透光盘，安装固定到透光盘固定架上；

第3步、选取光检测传感器中心距与待调整的平行光平行间距相同的检测盘，安装固定到检测盘固定架上；

第4步、启动调整检测装置，检测装置通过控制器控制电机旋转使检测盘随滑块移动至导轨末端，打开发光管电源；

第5步、通过发光管调整台的Y轴调整螺钉调整发光管中心位置距离水平底板高度与透光盘上的过光孔高度一致，通过X轴调整螺钉调整发光管中心距与过光孔中心距相同，并通过Z轴调整螺钉调整发光管光束角度，使每一路光束(发光管1与发光管2)分别透过透光盘与之对应的过光孔(过光孔1与过光孔2)并照射至对应的检测管上(检测管1与检测管2)。

第6步、根据三点一线原理，如果光束通过过光孔照射至检测管中心，检测管检测得到的光强值最大；当检测达到最大强度值时，检测装置控制器控制电机旋转带动检测盘滑动一段距离；当检测盘分别滑动至导轨中间位置和导轨另一端时，通过观察检测装置显示屏得到的检测强度，微调发光管光束角度，使检测管检测值保持最大值；

第7步、平行准直光束调整完成；调整完成后，检测仪控制器控制电机旋转带动检测盘向反方向移动回到原始位置，移动开始处、导轨中间、导轨末端再次检测光束强度值对光束平行进行验证，如果检测强度值均保持最大值状态，检测装置自动判断此次调整工作完成，由控制器控制发出提示音。

本发明的优点和有益效果：

1)平行准直光束校准人员可专注于光源角度调整，平行准直光束调校结果由检测仪显示屏可以进行观测，同时检测仪可自动提示校准完成；

2)本发明在可见光校准中，简化校准过程，大大提高校准精度；在非可见光校准中提供了简便可行的实施方法，使非可见光校准难度降低，可靠性及精确度大大提升。

3)本发明为平行准直光系列测量仪器的加工制造环节带来了更快捷、稳定、高效的校准方法，更进一步提高生产效率，同时也保证了产品质量。

附图说明：

图1是本发明光束平行准直快速调整检测装置原理图。

图2是本发明发光管调整台原理图。

图3是本发明发光管调整台XY轴调整结构原理图。

图4是本发明工作原理示意图。

图5是本发明可视化显示屏光信号强度显示图。

图中，1是发光管1、2是发光管2、3是光束1、4是光束2、5是过光孔1、6是过光孔2、7是透光盘、8是检测管1、9是检测管2、10是检测盘、11是电机、12是导轨、13是检测盘支架、14是滑块、15是透光盘支架、16是水平底板、17是调整台、18是XY轴调整台、19是Z轴调整螺钉、20是发光管固定板、21是拉紧弹簧、22是支点钢珠、23是发光管支架、24是调整台支架、25是X轴调整螺钉、26是Y轴调整螺钉、27是XY轴调整台架、28是Y轴滑块拉紧弹簧、29是Y轴滑块、30是X轴滑块、31是固定孔、32喇叭、33控制器、34液晶显示屏

L1：调整前光束位置

L2：调整后光束位置

A、B：导轨的两个端点位置

P1、P2：检测到的光强度值点

n:光强最大点强度值

具体实施方式

实施例1、光束平行准直快速调整检测装置

如图1所示光束平行准直快速调整检测装置，包括水平底板(16)，在水平底板的一端至少设置两路发光管(发光管1(1)与发光管2(2))及其调整台(17)，在水平底板的另一端设置电机(11)以及由电机驱动的导轨(12)，导轨的末端安装有透光盘(7)，透光盘上开设有与发光管数量相同的过光孔(过光孔1(5)与过光孔2(6))，在透光盘与电机之间的导轨上设置有滑块(14)，滑块上固定安装有检测盘(10)，检测盘上设置有与透光盘上的过光孔一一对应的检测管(检测管1(8)与检测管2(9))(即检测管数量以及检测管之间的距离与过光孔完全相同)，所述的检测管通过电机转动，带动导轨上的滑块以及检测盘一起运动，在检测盘运动中，检测管将检测得到的信号强度传送至控制器(33)，由控制器比较判断强度变化，并将判断结果显示到液晶显示屏(34)，根据提示结果手动调整发光管发射光束角度，最终达到光束平行状态。

实施例2、光束平行准直的快速调整检测方法

具体实施步骤：

1)将发光管调整台(图2所示)固定在检测仪水平底板上如图1所示，待调整发光管间中心距为5厘米。

2)选取5厘米过孔孔距的透光盘固定于固定支架15上，选取5厘米中心距的检测盘固定于固定支架13上，如图1所示。

3)打开电源启动检测装置，使发光管发光，通过发光管调整台(如图2、图3所示)中Y轴调整螺钉26分别调节发光管1和发光管2到水平底板间的高度与透光盘上的过光孔到水平底板的高度一致；通过X轴调整螺钉25分别调节发光管1与发光管2的水平位置，配合Z轴调整螺钉调节光束方向与发光角度，使发光管光束分别透过过光孔1与过光孔2，并照射至检测管1与检测管2上。例如图4所示，光束由L1位置调整至L2位置。检测装置通过控制器控制电机旋转使检测盘随滑块运动至导轨一端作为初始位置(如图4中B位置)，分别对光束1、光束2的信号强度进行检测。

4)根据三点一线的原理，如果发光管的光束透过过光孔照射至对应检测管的中心，检测管可检测到最大光信号强度，如果光束没有照射至检测管中心位置，检测管检测到的光强较弱。如图5液晶显示屏显示的光强度变化曲线，P1为光束未照射至检测管中心时信号强度在信号强度变化曲线上的点，P2为检测管检测到光信号强度最大值点。

5)通过调整台上发光管1对应的X、Y、Z三个轴的调整螺钉微调使检测管检测到的光强处于图5所示P2点位置，检测装置自动通过控制器喇叭发出长音“嘀--”，即完成此发光管位置调节；再次对另一只发光管采用相同的调节方法进行调节，调节后，发光光束1与光束2近似平行状态。

6)检测装置通过控制器驱动电机旋转带动滑块运动，使检测盘改变设定位置由B向A方向移动至导轨中间位置再次对光信号强度进行检测，并根据检测结果对发光管进行微调。调整完成后再移动至A位置进行检测与微调(图4所示)。

7)检测盘通过控制器控制由A位置回到初始位置B，并在B位置进行光强度检测验证调整后的强度值变化，根据检测装置记录的A点强度与B点强度比较，当位置A处与位置B处发光管1与发光管2的光信号强度都能达到光强度曲线最大值点P2时，检测装置发出“调整完成”语音提示，调整工作完成(图4所示)。

Claims (4)

1.光束平行准直快速调整检测装置，其特征在于该装置包括水平底板，在水平底板的一端至少设置两路待调整的发光管及其调整台，水平底板的另一端设置电机以及由电机驱动的导轨，导轨的末端安装有透光盘，透光盘上开设有与待调整发光管数量相同的过光孔，在透光盘与电机之间的导轨上设置有滑块，滑块上固定安装有检测盘，检测盘上设置有与透光盘上的过光孔一一对应的检测管，检测管之间的距离与过光孔之间的距离相等，水平底板上安装有控制器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的透光盘、检测盘根据待调整平行光源的平行光束间距进行更换，适用于不同平行距离光源设备的测量校准。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述待调整发光管是可见光源或非可见光源。

4.一种使用权利要求1所述调整检测装置进行光束平行准直的快速调整检测方法，其特征在于该方法的具体步骤是：

第1步、将待调整的发光管及调整台固定到调整检测装置的水平底板的一侧；

第2步、根据待调整的发光管间距大小，选择过光孔距以及检测管距与发光管间距相同的透光盘和检测盘，并将透光盘和检测盘分别固定到检测装置的导轨上；

第3步、启动调整检测装置，检测装置通过控制器控制电机旋转使检测盘随滑块移动至导轨末端，打开发光管电源；

第4步、通过发光管调整台Y轴调整螺钉调整发光管中心距离水平底板高度与透光盘上的过光孔高度一致；通过X轴调整螺钉调整发光管中心距与过光孔中心距一致；并通过Z轴调整螺钉调整发光管光束角度，使每一路光束分别穿过透光盘与之对应的过光孔，并照射至对应的检测管上；

第5步、根据三点一线原理，如果光束通过过光孔照射至检测管中心，检测管检测得到的光强值最大；当检测达到最大强度值时，检测装置控制器控制电机旋转带动检测盘滑动一段距离；当检测盘分别滑动至导轨中间位置和导轨另一端时，通过观察检测装置显示屏得到的检测强度，微调发光管光束角度，使检测管检测值保持最大值；

第6步、平行准直光束调整完成。