CN107504916A - 用于通孔深度测量的光纤测头及手动式和自动式通孔深度测量仪器 - Google Patents

用于通孔深度测量的光纤测头及手动式和自动式通孔深度测量仪器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于通孔深度测量的光纤测头及手动式和自动式通孔深度测量仪器，所述用于通孔深度测量的光纤测头包括光纤探测组件、光线输出束盒、光线接收束盒、光源、光信号接收器及数据处理与传输组件；所述手动式通孔深度测量仪器由上述光纤测头和手持装置组合而成，手持装置包括手持壳体及安装在手持壳体上的控制系统、显示器和电源；所述自动式通孔深度测量仪器由上述光纤测头和自动化装置组合而成，自动化装置包括用于安装光纤测头得主轴、带动主轴运动的三维运动系统及控制系统。以上述光纤测头为核心测量器件的通孔深度测量仪器不仅能保证测量精度，提高测量的稳定性和缩短测量时间，而且对被测通孔构件的形状及加工质量无要求。

Description

用于通孔深度测量的光纤测头及手动式和自动式通孔深度测 量仪器
技术领域
本发明属于孔参数测量领域，涉及用于通孔深度测量的传感器及通孔深度测量仪器。
背景技术
通孔深度测量，是制造加工过程中的重要环节。现有的手工测量器械主要有游标卡尺、深度尺，但采用上述手工测量器械进行测量不仅测量精度差，而且测量效率低。中国专利ZL 201110081333.8公开了一种通孔深度测量装置，该装置采用直线位移传感器作为孔深测量核心器件，以侧视光纤传感器来判别是否可进行位移记录，以内置双出杆气缸作为驱动元件，以支撑座作为轴线基准定位元件。当使用该装置进行孔深测量时，支撑座端面法兰紧贴工件表面，使得测量装置中心轴线平行于待测通孔轴线，并通过支撑座的观察孔观察，保证侧视光纤传感器处于待测通孔的上方，外部控制器启动直线位移传感器及侧视光纤传感器，同时驱动双出杆气缸开始运动，并带动侧视光纤传感器和直线位移传感器运动。当双出杆气缸驱动侧视光纤传感器感应到待测通孔后，外部控制器控制直线位移传感器记录位移，从而得到待测通孔的深度。当将该装置集成于自动化设备中时，则不需要支撑座，但需要自动化设备保证通孔深度测量装置中心轴线平行于待测通孔轴线。此种通孔深度测量装置相对于手工测量器械虽然提高了测量精度，并适合于自动测量，但还存在以下不足：该装置通过前端支撑座端面法兰定位，需要一个平面度非常高的基准面，导致其对所测量通孔的对象有较高的表面质量与形状精度要求；核心测量传感器为直线位移传感器且驱动装置为气缸，导致保养要求较高，测量时间较长，总体体积较大；该装置其测量技术本质属于机械式测量，导致该装置稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于通孔深度测量的光纤测头及以光纤测头为核心测量器件的手动式通孔深度测量仪器和自动式通孔深度测量仪器，以提高测量的稳定性，缩短测量时间，扩大使用范围并减小体积。
本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头，包括光纤探测组件、施压弹簧、光线输出束盒、光线接收束盒、光源、光信号接收器、第一挡光件、数据处理与传输组件和测头壳体；所述光纤探测组件由探测杆、光线输出光导纤维束、光线接收光导纤维束、光线输出导向管、光线接收导向管和分隔光线的第二挡光件组成；探测杆为空心杆，后端设置有支座，杆壁上设置有第一条形槽和第二条形槽，支座的前环面上设置有定位触点；所述测头壳体内腔设置有隔板，将测头壳体内腔分成前腔室和后腔室，隔板上设置有供光线输出光导纤维束和光线接收光导纤维束穿过的过孔，测头壳体的前壁设置有与探测杆组合的第一通孔，测头壳体前壁内表面环绕第一通孔设置有与所述定位触点匹配的定位槽，定位槽内设置有开关触点，测头壳体的后壁或侧壁设置有第二通孔；所述光线输出束盒、光线接收束盒、光源、第一挡光件和光信号接收器均安装在测头壳体的后腔室，第一挡光件环绕光源安装；所述探测杆的前端及主体部分位于测头壳体之外，探测杆后端设置的支座位于测头壳体的前腔室且支座上设置的定位触点与测头壳体前壁内表面的定位槽组合；所述施压弹簧的一端与测头壳体内腔设置的隔板连接，另一端与支座的后环面接触并对支座施压实现探测杆的定位；所述光线输出导向管和光线接收导向管安装在探测杆的内孔中，所述第二挡光件位于光线输出导向管与光线接收导向管之间；所述光线输出光导纤维束被光线输出导向管包裹，且光线输出光导纤维束的各纤维前端位于探测杆杆壁上设置的第一条形槽内并沿第一条形槽的长度方向排列，后端穿过所述隔板上设置的过孔进入光线输出束盒，在光线输出束盒的排列下阵列在光源之上；所述光线接收光导纤维束被光线接收导向管包裹，且光线接收光导纤维束的各纤维前端位于探测杆杆壁上设置的第二条形槽中并沿第二条形槽的长度方向排列，后端穿过所述隔板上设置的过孔进入光线接收束盒，在光线接收束盒的排列下阵列在光信号接收器之上；所述数据处理与传输组件包括数字信号处理器、报警器和串行总线母接口，数字信号处理器和报警器安装在测头壳体的后腔室，串行总线母接口安装在测头壳体后壁或侧壁的第二通孔处；数字信号处理器分别与所述报警器、串行总线母接口及光源、光信号接收器、开关触点连接，开关触点用于向数字信号处理器传送探测杆处于通孔深度测量状态或非测量状态的信号，光信号接收器用于接收通孔深度测量过程中光线接收光导纤维束的光信号并将光信号转换成电信号传送给数字信号处理器，串行总线母接口用于向数字信号处理器输入电源及将数字信号处理器处理后的数据输出，数字信号处理器用于处理所接收的信号并根据所接收的信号控制光源的通电或断电，报警器处于报警状态或非报警状态。
上述用于通孔深度测量的光纤测头，所述光源优选LED光阵，所述光信号接收器优选电荷耦合元件。
上述用于通孔深度测量的光纤测头，光线输出束盒和光线接收束盒的结构相同，均由盒体及盒体顶面设置的连接体构成，所述盒体的一侧面开设有光导纤维束进口，盒体的底面设置有多个光导纤维排列孔，各光导纤维排列孔呈阵列分部。
上述用于通孔深度测量的光纤测头，所述定位触点优选3个，在支座的前环面上环绕探测杆的轴线沿半径相同的圆周线等圆心角分布；所述定位槽和开关触点的数量与定位触点的数量相同，定位槽在测头壳体前壁内表面的分布与定位触点的分布位置相对应；所述施压弹簧的数量与定位触点的数量相同，各施压弹簧与支座后环面的接触部位对应于支座前环面所设定位触点的部位。
本发明所述手动式通孔深度测量仪器，由述光纤测头和手持装置组合而成；所述手持装置包括手持壳体及安装在手持壳体上的控制系统、显示器和电源，手持壳体的前端设置有与测头壳体后端组合的连接段，控制系统由单片机、串行总线公接口、电源管理模块、锁定示数的按钮和电源开关组成，电源开关分别与电源、电源管理模块连接，单片机分别与串行总线公接口、电源管理模块、锁定示数的按钮和显示器连接，电源开关用于控制电源的接通或切断，源管理模块用于对电源提供的电能进行变换，串行总线公接口用于与光纤测头中的串行总线母接口连接，使光纤测头获得电源及与单片机进行数据传输，单片机对来自光纤测头的通孔深度测量数据进行处理，并传送给显示器予以显示，锁定示数的按钮用于使显示器示数固定。
本发明所述自动式通孔深度测量仪器，由上述光纤测头和自动化装置组合而成，所述自动化装置包括用于安装光纤测头的主轴、带动主轴运动的三维运动系统及控制系统，所述控制系统用于控制三维运动系统的运动、向光纤测头提供电源、与光纤测头进行通孔深度测量数据传输及对来自光纤测头的通孔深度测量数据进行处理并予以显示。
本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头及手动式通孔深度测量仪器和自动式通孔深度测量仪器具有以下有益效果：
1、本发明为通孔深度测量提供了一种新的传感器——光纤测头及新的手动式通孔深度测量仪器和自动式通孔深度测量仪器。
2、由于本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头包括光纤探测组件、光线输出束盒、光线接收束盒、光源、光信号接收器和数字信号处理器，通孔深度测量测量时，光源发出的光经光纤探测组件中的光线输出光导纤维束传播至被测通孔的孔壁上，孔壁将光线输出光导纤维束发射的光线反射到光线接收光导纤维束中，光线接收光导纤维束中接收到光线的光导纤维载有通孔深度信息，经光信号接收器将来自光线接收光导纤维束的光信号转换成电信号传送给数字信号处理器处理后得出通孔孔深数据，整个通孔孔深测量过程均由光电转换完成，因此，以该光纤测头为核心测量器件的手动式通孔深度测量仪器和自动式通孔深度测量仪器不仅能保证测量精度，而且可提高测量的稳定性并缩短测量时间。
3、使用本发明所述手动式通孔深度测量仪器和自动式通孔深度测量仪器进行测量，被测通孔构件均不需要特别加工基准面，且对被测通孔构件的形状及加工质量无要求，因而适用性强，使用范围更广。
4、探测杆上的定位触点通过弹簧施压与测头壳体上的定位槽组合，属于非刚性连接，因而使用时不易损坏，有利于提高使用寿命。
5、本发明所述手动式通孔深度测量仪器体积小，便于随身携带，可以随时随地进行测量并实时显示通孔深度；本发明所述自动式通孔深度测量仪器，可用于在线检测、降低加工所需辅助时间，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头的外形结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头的测头壳体内所安装构件的示意图；
图4是本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头中光线输出束盒和光线接收束盒的主视图；
图5是图4的俯视图；
图6是图4的右视图；
图7是图4的仰视图；
图8是本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头中光纤探测组件的结构示意图；
图9是图8中B处的局部放大图；
图10是本发明中手持装置的外形结构示意图；
图11是图10的C-C剖视图；
图12是图10的后视图；
图13是本发明所述手动式通孔深度测量仪器的外形结构示意图；
图14是本发明所述自动式通孔深度测量仪器的结构示意图；
图15是图14中的局部放大图；
图16是本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头中光电元器件的连接和信号传送关系示意图；
图17是手持装置中电子器件的连接和信号传送关系示意图。
图中，1-光纤探测组件，1.1-光线输出光导纤维束，1.2-光线接收光导纤维束，1.3-探测杆，1.4-光线输出导向管，1.5-光线接收导向管，1.6-第一条形槽，1.7-第二条形槽，1.8-第二挡光件，1.9-定位触点，1.10-支座，2-施压弹簧，3-光线输出束盒，3.1-连接体，3.2-盒体，3.3-光导纤维束进口，3.4-光导纤维排列孔，4-光线接收束盒，4.1-连接体，4.2-盒体，4.3-光导纤维束进口，4.4-光导纤维排列孔，5-光源，6-光信号接收器，7-第一挡光件，8-数据处理与传输组件，8.1-数字信号处理器，8.2-报警器，8.3-串行总线母接口，9-测头壳体，9.1-隔板，9.2-定位槽，9.3-开关触点，10-手持壳体，10.1-连接段，11-手持装置中的控制系统，11.1-单片机，11.2-串行总线公接口，11.3-电源管理模块，11.4-锁定示数的按钮，11.5-电源开关，12-显示器，13-电源，14-光纤测头，15-手持装置，16-自动化装置，16.1-底座，16.2-工作台，16.3-支架，16.4-水平X坐标轴方向移动驱动机构，16.5-水平Y坐标轴方向移动驱动机构，16.6-铅垂Z坐标轴方向移动驱动机构，16.7-主轴，16.8-自动化装置中的控制系统。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明所述用于通孔深度测量的光纤测头及手动式通孔深度测量仪器和自动式通孔深度测量仪器作进一步说明。
实施例1
本实施例中，用于通孔深度测量的光纤测头如图1、图2、图3所示，包括光纤探测组件1、施压弹簧2、光线输出束盒3、光线接收束盒4、光源5、光信号接收器6、第一挡光件7、数据处理与传输组件8和测头壳体9。
所述光纤探测组件1如图8、图9所示，由探测杆1.3、光线输出光导纤维束1.1、光线接收光导纤维束1.2、光线输出导向管1.4、光线接收导向管1.5和分隔光线的第二挡光件1.8组成；探测杆1.3为金属空心杆，后端设置有支座1.10，杆壁上设置有第一条形槽1.6和第二条形槽1.7，支座1.10的前环面上设置有三个定位触点1.9，第一条形槽1.6和第二条形槽1.7位于杆壁的同一侧且相互平行、长度相同，三个定位触点1.9在支座的前环面上环绕探测杆的轴线沿半径相同的圆周线等圆心角分布。
所述测头壳体9如图2所述，内腔设置有隔板9.1，将测头壳体内腔分成前腔室和后腔室，隔板上设置有供光线输出光导纤维束1.1和光线接收光导纤维束1.2穿过的过孔，测头壳体9的前壁设置有与探测杆1.3组合的第一通孔，测头壳体前壁内表面环绕第一通孔设置有与所述定位触点1.9数量相同的定位槽9.2，各定位槽9.2在测头壳体前壁内表面的分布与定位触点1.9的分布位置相对应，各定位槽内均设置有开关触点9.3，测头壳体9的后壁设置有第二通孔。
所述光线输出束盒3如图4、图5、图6、图7所示，由盒体3.2及盒体顶面设置的连接体3.1构成，所述盒体的一侧面开设有光导纤维束进口3.3，盒体的底面设置有多个光导纤维排列孔3.4，各光导纤维排列孔呈阵列分部。
所述光线接收束盒4与光线输出束盒3结构相同，由盒体4.2及盒体顶面设置的连接体4.1构成，所述盒体的一侧面开设有光导纤维束进口4.3，盒体的底面设置有多个光导纤维排列孔4.4，各光导纤维排列孔呈阵列分部。
所述光源5为LED光阵，所述光信号接收器6为电荷耦合元件(即CCD)，所述光信号接收器6选用OV6620LCC芯片。
上述构件或器件的安装与组合方式：所述光线输出束盒3、光线接收束盒4、光源5、第一挡光件7和光信号接收器6均安装在测头壳体9的后腔室，第一挡光件7板状体，环绕光源安装；所述探测杆1.3的前端及主体部分位于测头壳体9之外，探测杆1.3后端设置的支座1.10位于测头壳体9的前腔室且支座1.10上设置的定位触点1.9与测头壳体9前壁内表面的定位槽组合；所述施压弹簧2为三根，各施压弹簧的一端与测头壳体内腔设置的隔板9.1连接，另一端与支座后环面接触，各施压弹簧的安装位置应使它们与后环面的接触部位对应于支座前环面所设定位触点的部位，以保证对支座均衡施压，实现探测杆的定位；所述光线输出导向管1.4和光线接收导向管1.5安装在探测杆1.3的内孔中，所述第二挡光件1.8为片状体，位于光线输出导向管1.4与光线接收导向管1.5之间；所述光线输出光导纤维束1.1被光线输出导向管1.4包裹，且光线输出光导纤维束的各纤维前端位于探测杆杆壁上设置的第一条形槽1.6内并沿第一条形槽的长度方向排列，后端穿过所述隔板9.1上设置的过孔进入光线输出束盒3，通过光线输出束盒3底面设置的多个光导纤维排列孔3.4的排列，阵列在光源5之上；所述光线接收光导纤维束1.2被光线接收导向管1.5包裹，且光线接收光导纤维束的各纤维前端位于探测杆杆壁上设置的第二条形槽1.7中并沿第二条形槽的长度方向排列，后端穿过所述隔板9.1上设置的过孔进入光线接收束盒4，通过光线接收束盒4底面设置的多个光导纤维排列孔4.4的排列，阵列在光信号接收器6之上。
所述数据处理与传输组件8包括数字信号处理器8.1、报警器8.2和串行总线母接口8.3，数字信号处理器8.1选用TMS320AV7100PGW处理器，报警器8.2选用蜂鸣器，串行总线母接口8.3选用通用串行总线母接口，数字信号处理器8.1和报警器8.2安装在测头壳体9的后腔室，串行总线母接口8.3安装在测头壳体9后壁的第二通孔处。
本实施例中，光电元器件的连接和信号传送关系如图16所示，数字信号处理器8.1分别与所述报警器8.2、串行总线母接口8.3及光源5、光信号接收器6、开关触点9.3连接，开关触点9.3用于向数字信号处理器8.1传送探测杆1.3处于通孔深度测量状态或非测量状态的信号，光信号接收器6用于接收通孔深度测量过程中光线接收光导纤维束1.2的光信号并将光信号转换成电信号传送给数字信号处理器8.1，串行总线母接口8.3用于向数字信号处理器8.1输入电源及将数字信号处理器8.1处理后的数据输出，数字信号处理器8.1用于处理所接收的信号并根据所接收的信号控制光源5的通电或断电，报警器8.2处于报警状态或非报警状态。
实施例2
本实施例中，手动式通孔深度测量仪器如图13所示，由实施例1所述光纤测头14和手持装置15组合而成。所述手持装置如图10、图11、图12所示，包括手持壳体10及安装在手持壳体上的控制系统11、显示器12和电源13，显示器12选用七段译码显示器，电源13选用5号电池；手持壳体10的前端设置有与测头壳体9后端组合的连接段10.1；控制系统11由单片机11.1、串行总线公接口11.2、电源管理模块11.3、锁定示数的按钮11.4和电源开关11.5组成，单片机11.1选用PIC16F877单片机，串行总线公接口11.2选用与串行总线母接口匹配的通用串行总线公接口，电源管理模块11.3选用MAX77665A芯片。
本实施例手持装置中电子器件的连接和信号传送关系如图17所示，所述电源开关11.5分别与电源13、电源管理模块11.3连接，单片机11.1分别与串行总线公接口11.2、电源管理模块11.3、锁定示数的按钮11.4和显示器12连接，电源开关11.5用于控制电源的接通或切断，源管理模块11.3用于对电源提供的电能进行变换，串行总线公接口11.2用于与光纤测头中的串行总线母接口8.3连接，使光纤测头获得电源及与单片机11.1进行数据传输，单片机11.1对来自光纤测头的通孔深度测量数据进行处理，并传送给显示器予以显示，锁定示数的按钮11.4用于使显示器示数固定。
本实施例中，所述光纤测头14的长度为80mm，探测杆1.3的长度为30mm，测头壳体9的外径为45mm，手持装置的长度为150mm。
本实施例所述手动式通孔深度测量仪器的使用方法：
测量时，接通电源，将探测杆1.3前端送入被测通孔，然后通过测量者手动操作，使探测杆1.3沿被测通孔轴线方向运动，当观察到位于第二条形槽1.7最前端的光线接收光导纤维已经伸出被测通孔，即停止探测杆1.3沿被测通孔的轴线方向运动，并使探测杆1.3沿被测通孔的径向移动，即向光线输出光导纤维束1.1光线发出方向移动，当探测杆1.3接触到被测通孔内壁后，继续运动则使探测杆1轴线倾斜或偏离被测通孔的轴线，导致定位触点1.9与定位槽9.2内的开关触点9.3断开，数字信号处理器8.1接收到开关触点9.3与定位触点1.9断开的信号后，使蜂鸣器8.2报警并断开光源5的电源，同时接收并处理此时光信号接收器6发出的电信号，通过数字信号处理器8.1处理获得的通孔深度测量数据通过串行总线母接口8.3和串行总线公接口11.2传输至单片机11.1，经处理后由显示器12予以显示。
实施例3
本实施例中，自动式通孔深度测量仪器如图14、图15所示，由实施例1所述光纤测头和自动化装置组合而成，所述自动化装置包括用于安装光纤测头的主轴16.7、带动主轴运动的三维运动系统及控制系统16.8。
所述带动主轴运动的三维运动系统包括水平X坐标轴方向移动驱动机构16.4、水平Y坐标轴方向移动驱动机构16.5和铅垂Z坐标轴方向移动驱动机构16.6。
所述控制系统16.8用于控制三维运动系统的运动、向光纤测头提供电源、与光纤测头进行通孔深度测量数据传输及对来自光纤测头的通孔深度测量数据进行处理并予以显示，通过串行总线公接口与光纤测头中的串行总线母接口8.3连接。
本实施例所述自动式通孔深度测量仪器的使用方法：
将被测通孔构件固定在工作台16.2上，被测通孔的轴线垂直于工作台，然后接通电源进行测量。测量时，将探测杆1.3前端送入被测通孔，然后通过铅垂Z坐标轴方向移动驱动机构16.6使探测杆1.3沿被测通孔轴线方向运动，当光信号接收器6将第二条形槽1.7最前端的光线接收光导纤维由有光线状态转换为无光线状态的电信号传送数字信号处理器8.1，数字信号处理器8.1即进行处理并经串行总线母接口、串行总线公接口传送给自动化装置中的控制系统，控制系统接收到此信号后，控制铅垂Z坐标轴方向移动驱动机构16.6停止工作，启动X坐标轴方向移动驱动机构16.4和水平Y坐标轴方向移动驱动机构16.5工作，使探测杆1.3停止沿被测通孔的轴线方向运动，改向被测通孔的径向移动，即向光线输出光导纤维束1.1光线发出方向移动，当探测杆1.3接触到被测通孔内壁后，继续运动则使探测杆1轴线倾斜或偏离被测通孔的轴线，导致定位触点1.9与定位槽9.2内的开关触点9.3断开，数字信号处理器8.1接收到开关触点9.3与定位触点1.9断开的信号后，使蜂鸣器8.2报警并断开光源5的电源，同时接收并处理此时光信号接收器6发出的电信号，通过数字信号处理器8.1处理获得的通孔深度测量数据通过串行总线母接口和串行总线公接口传输至自动化装置中的控制系统，经处理后予以显示。

Claims (7)

1.一种用于通孔深度测量的光纤测头，其特征在于包括光纤探测组件(1)、施压弹簧(2)、光线输出束盒(3)、光线接收束盒(4)、光源(5)、光信号接收器(6)、第一挡光件(7)、数据处理与传输组件(8)和测头壳体(9)；
所述光纤探测组件(1)由探测杆(1.3)、光线输出光导纤维束(1.1)、光线接收光导纤维束(1.2)、光线输出导向管(1.4)、光线接收导向管(1.5)和分隔光线的第二挡光件(1.8)组成；探测杆(1.3)为空心杆，后端设置有支座(1.10)，杆壁上设置有第一条形槽(1.6)和第二条形槽(1.7)，支座(1.10)的前环面上设置有定位触点(1.9)；
所述测头壳体(9)内腔设置有隔板(9.1)，将测头壳体内腔分成前腔室和后腔室，隔板上设置有供光线输出光导纤维束(1.1)和光线接收光导纤维束(1.2)穿过的过孔，测头壳体(9)的前壁设置有与探测杆(1.3)组合的第一通孔，测头壳体前壁内表面环绕第一通孔设置有与所述定位触点(1.9)匹配的定位槽(9.2)，定位槽内设置有开关触点(9.3)，测头壳体(9)的后壁或侧壁设置有第二通孔；
所述光线输出束盒(3)、光线接收束盒(4)、光源(5)、第一挡光件(7)和光信号接收器(6)均安装在测头壳体(9)的后腔室，第一挡光件(7)环绕光源安装；所述探测杆(1.3)的前端及主体部分位于测头壳体(9)之外，探测杆(1.3)后端设置的支座(1.10)位于测头壳体(9)的前腔室且支座(1.10)上设置的定位触点(1.9)与测头壳体(9)前壁内表面的定位槽组合；所述施压弹簧(2)的一端与测头壳体内腔设置的隔板(9.1)连接，另一端与支座(1.10)的后环面接触并对支座施压实现探测杆的定位；所述光线输出导向管(1.4)和光线接收导向管(1.5)安装在探测杆(1.3)的内孔中，所述第二挡光件(1.8)位于光线输出导向管(1.4)与光线接收导向管(1.5)之间；所述光线输出光导纤维束(1.1)被光线输出导向管(1.4)包裹，且光线输出光导纤维束的各纤维前端位于探测杆杆壁上设置的第一条形槽(1.6)内并沿第一条形槽的长度方向排列，后端穿过所述隔板(9.1)上设置的过孔进入光线输出束盒(3)，在光线输出束盒(3)的排列下阵列在光源(5)之上；所述光线接收光导纤维束(1.2)被光线接收导向管(1.5)包裹，且光线接收光导纤维束的各纤维前端位于探测杆杆壁上设置的第二条形槽(1.7)中并沿第二条形槽的长度方向排列，后端穿过所述隔板(9.1)上设置的过孔进入光线接收束盒(4)，在光线接收束盒(4)的排列下阵列在光信号接收器(6)之上；
所述数据处理与传输组件(8)包括数字信号处理器(8.1)、报警器(8.2)和串行总线母接口(8.3)，数字信号处理器(8.1)和报警器(8.2)安装在测头壳体(9)的后腔室，串行总线母接口(8.3)安装在测头壳体(9)后壁或侧壁的第二通孔处；
所述数字信号处理器(8.1)分别与所述报警器(8.2)、串行总线母接口(8.3)及光源(5)、光信号接收器(6)、开关触点(9.3)连接，开关触点(9.3)用于向数字信号处理器(8.1)传送探测杆(1.3)处于通孔深度测量状态或非测量状态的信号，光信号接收器(6)用于接收通孔深度测量过程中光线接收光导纤维束(1.2)的光信号并将光信号转换成电信号传送给数字信号处理器(8.1)，串行总线母接口(8.3)用于向数字信号处理器(8.1)输入电源及将数字信号处理器(8.1)处理后的数据输出，数字信号处理器(8.1)用于处理所接收的信号并根据所接收的信号控制光源(5)的通电或断电，报警器(8.2)处于报警状态或非报警状态。
2.根据权利要求1所述用于通孔深度测量的光纤测头，其特征在于所述光源(5)为LED光阵，所述光信号接收器(6)为电荷耦合元件。
3.根据权利要求1或2所述用于通孔深度测量的光纤测头，其特征在于光线输出束盒(3)和光线接收束盒(4)的结构相同，均由盒体及盒体顶面设置的连接体构成，所述盒体的一侧面开设有光导纤维束进口，盒体的底面设置有多个光导纤维排列孔，各光导纤维排列孔呈阵列分部。
4.根据权利要求1或2所述用于通孔深度测量的光纤测头，其特征在于所述定位触点(1.9)为3个，在支座(1.10)的前环面上环绕探测杆的轴线沿半径相同的圆周线等圆心角分布；所述定位槽(9.2)和开关触点(9.3)的数量与定位触点(1.9)的数量相同，定位槽(9.2)在测头壳体前壁内表面的分布与定位触点(1.9)的分布位置相对应；所述施压弹簧(2)的数量与定位触点(1.9)的数量相同，各施压弹簧(2)与支座(1.10)后环面的接触部位对应于支座前环面所设定位触点的部位。
5.根据权利要求3所述用于通孔深度测量的光纤测头，其特征在于所述定位触点(1.9)为3个，在支座(1.10)朝向探测杆的环面上环绕探测杆的轴线沿半径相同的圆周线等圆心角分布；所述定位槽(9.2)和开关触点(9.3)的数量与定位触点(1.9)的数量相同，定位槽(9.2)在测头壳体前壁内表面的分布与定位触点(1.9)的分布位置相对应；所述施压弹簧(2)的数量与定位触点(1.9)的数量相同，各施压弹簧(2)与支座(1.10)后环面的接触部位对应于支座前环面所设定位触点的部位。
6.一种手动式通孔深度测量仪器，其特征在于由权利要求1至5中任一权利要求所述光纤测头和手持装置(15)组合而成；所述手持装置包括手持壳体(10)及安装在手持壳体上的控制系统(11)、显示器(12)和电源(13)，手持壳体(10)的前端设置有与测头壳体(9)后端组合的连接段(10.1)，控制系统(11)由单片机(11.1)、串行总线公接口(11.2)、电源管理模块(11.3)、锁定示数的按钮(11.4)和电源开关(11.5)组成，电源开关(11.5)分别与电源(13)、电源管理模块(11.3)连接，单片机(11.1)分别与串行总线公接口(11.2)、电源管理模块(11.3)、锁定示数的按钮(11.4)和显示器(12)连接，电源开关(11.5)用于控制电源的接通或切断，源管理模块(11.3)用于对电源提供的电能进行变换，串行总线公接口(11.2)用于与光纤测头中的串行总线母接口(8.3)连接，使光纤测头获得电源及与单片机(11.1)进行数据传输，单片机(11.1)对来自光纤测头的通孔深度测量数据进行处理，并传送给显示器予以显示，锁定示数的按钮(11.4)用于使显示器示数固定。
7.一种自动式通孔深度测量仪器，其特征在于由权利要求1至5中任一权利要求所述光纤测头和自动化装置组合而成，所述自动化装置包括用于安装光纤测头的主轴、带动主轴运动的三维运动系统及控制系统，所述控制系统用于控制三维运动系统的运动、向光纤测头提供电源、与光纤测头进行通孔深度测量数据传输及对来自光纤测头的通孔深度测量数据进行处理并予以显示。
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