CN109470714A - 一种激光光纤检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光光纤检测系统，它涉及传感器技术领域；探头内包括激光头以及聚焦透镜，作为发光源，探头内部还包括接收用途的光纤以及滤波透镜，用来将发射光传回到主机；探头与主机之间通过快速连接器连接，连接线材与连接器都带有电磁屏蔽功能，聚焦透镜与滤波透镜的前侧设置有保护镜片；所述机器主机上设置有支架，支架上安装有开关与锁紧件，所述锁紧件上设置有上下活动空间，所述开关与锁紧件连接，所述锁紧件与快速连接器锁接，所述快速连接器通过线材与探头连接；本发明的激光反应速度更快，能量更加集中，检测距离更远，同时激光可以通过APC电路，实现自动功率补偿，因此检测精度更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光光纤检测系统，属于传感器技术领域。
背景技术
现有的LED传感器以LED作为发光光源，其调制速度慢，LED是非相干光，光的发散角大，导致光斑大，能量不集中，只能用在很近的物体检测，同时LED受环境温度影响大，在环境温度较高或较低时，其发射能量波动大，导致检测稳定性差。
而LED类传感器有如下缺点：一、LED类传感器检测距离短LED；二、传感器反应速度慢；三、LED传感器不适合现代高精度细微的物体检测；导致原因为：一、LED能量扩散大，能量不能集中；二、LED调制速度不能到很高频率；三、LED是非相干光，不能聚焦成微米级的光斑。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种激光光纤检测系统。
本发明的一种激光光纤检测系统，它包含机器主机、探头两个部分，探头内包括激光头以及聚焦透镜，作为发光源，探头内部还包括接收用途的光纤以及滤波透镜，用来将发射光传回到主机；探头与主机之间通过快速连接器连接，连接线材与连接器都带有电磁屏蔽功能，聚焦透镜与滤波透镜的前侧设置有保护镜片；所述机器主机上设置有支架，支架上安装有开关与锁紧件，所述锁紧件上设置有上下活动空间，所述开关与锁紧件连接，所述锁紧件与快速连接器锁接，所述快速连接器通过线材与探头连接。
作为优选，所述快速连接头内集成有电源线、信号线接口；所述机器主体的PCB板会安装相应配套的接口。
作为优选，所述快速连接头内集成有光纤接口，机器主体的PCB板上会安装相应配套的光纤头，光纤头与光纤接口连接。
作为优选，所述快速连接头插入到机器主体时，开关拔到锁紧位置时，快速连接头会被锁紧件锁紧在机器主体上。
作为优选，所述开关拔到松开位置时，锁紧件会松开，快速连接头可以轻松拔出；当机器主体或者线材或者探头出现问题时快速更换。
一种激光光纤检测系统的工作方法，它的工作流程为：打开主机电源，ARM 32位机芯片发出命令，驱动器控制激光头出50KHZ的激光，接收部分通过光纤传回主机，然后模拟电路将信号放大，通过ARM自带的AD转换器进行12位AD转换，将模拟信号数字化，数据的大小实时显示在LED七段八字显示屏上，并输出控制信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：激光反应速度更快，能量更加集中，检测距离更远，同时激光可以通过APC电路，实现自动功率补偿，因此检测精度更高；激光光纤放大器可以通过透镜聚光，形成微米级的光斑，特别适合用来检测半导体芯片行业的亚微米的晶圆缺陷及绑定的微米级金线。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中探头的结构示意图；
图3为本发明中电路连接示意图；
图4为本发明中电路工作原理图；
图5为本发明中开关拨到锁接位置的结构示意图；
图6为本发明中开关拨到锁紧位置的结构示意图；
图7为本发明中快速连接头与机器主体分开的结构示意图；
图8为本发明中快速连接头的另一种结构示意图；
图9为本发明中机器主体的另一中结构示意图；
图10a、图10b、图10c、图10d为本发明中探头的各种形态示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1至图10所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含机器主机1、探头3两个部分，探头3内包括激光头3a以及聚焦透镜3b，作为发光源，探头3内部还包括接收用途的光纤3c以及滤波透镜3e，用来将发射光传回到主机；探头3与主机1之间通过快速连接器2连接，连接线材4与连接器2都带有电磁屏蔽功能，能够将外界电磁干扰屏蔽衰减到60DB以上。聚焦透镜3b与滤波透镜3e的前侧设置有保护镜片3d；所述机器主机1上设置有支架5，支架5上安装有开关6与锁紧件7，所述锁紧件7上设置有上下活动空间，所述开关6与锁紧件7连接，所述锁紧件7与快速连接器2锁接，所述快速连接器2通过线材4与探头3连接。
如图8、图9所示，进一步的，所述快速连接头2内集成有电源线、信号线接口2a；所述机器主体1的PCB板会安装相应配套的接口1a。
如图8、图9所示，进一步的，所述快速连接头2内集成有光纤接口2b，机器主体1的PCB板上会安装相应配套的光纤头1b，光纤头1b与光纤接口2b连接。
如图5所示，进一步的，所述快速连接头2插入到机器主体1时，开关6拔到锁紧位置时，快速连接头2会被锁紧件7锁紧在机器主体1上。
如图6所示，进一步的，所述开关6拔到松开位置时，锁紧件7会松开，快速连接头2可以轻松拔出；当机器主体1或者线材4或者探头 3出现问题时可以快速更换。
进一步的，所述快速连接头2可按不同型号的需要内置一组或多组信号线、光纤以及电源线接口。
进一步的，所述探头3内激光头3a与不同的聚焦透镜3b进行组合，可以实现不同形状的光斑：聚焦超细光斑，点光斑，激光平行光光斑，激光一字线光斑，以满足用户的不同需求。
一种激光光纤检测系统的工作方法，它的工作流程为：打开主机电源，ARM 32位机芯片发出命令，驱动器控制激光头出50KHZ的激光，接收部分通过光纤传回主机，然后模拟电路将信号放大，通过ARM自带的AD转换器进行12位AD转换，将模拟信号数字化，数据的大小实时显示在LED七段八字显示屏上，并输出控制信号。
本具体实施方式的特种的激光光纤传感器，探头内激光头与透镜组合，形成各种光斑；探头尺寸小，可以安装在设备的狭小空间内；激光接受光通过光纤传回主机；探头与主机通过特制快速组合连接器连接，可以快速更换不同规格的探头，连接器带有屏蔽功能（如图10所示）；主机通过自带的AD转换芯片，将模拟信号数字化，然后显示到LED显示屏上。
本具体实施方式的优点如下：
一、通过激光发光准直，形成尖锐细小的光斑，实现物体的远距离高精度监测，比传统的LED光源传感器，检测距离可以提高10倍，检测精度可以提高50倍。通过新颖的模拟电路配置，可以大幅度降低模拟电路的噪音，这样可以实现双面板布板及12位AD转换精度，可以把电路噪音降低到-70DB以上，可以辨别千分之0.5以内的细微变化；
二、利用激光作为光源，可以实现高速的光波调制，实现了高速检测，最快的检测速度可以达到30US,比传统的LED传感器反应速度提高了1倍以上；
三、通过专门开发的主机及探头快速连接头，实现了探头与主机的自由快速连接，在生产线上可以灵活自由组装。探头内包括激光头及光纤，可以与主机相对应的快速接头及感光元件连接。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种激光光纤检测系统，其特征在于：它包含机器主机、探头两个部分，探头内包括激光头以及聚焦透镜，作为发光源，探头内部还包括接收用途的光纤以及滤波透镜，用来将发射光传回到主机；探头与主机之间通过快速连接器连接，连接线材与连接器都带有电磁屏蔽功能，聚焦透镜与滤波透镜的前侧设置有保护镜片；所述机器主机上设置有支架，支架上安装有开关与锁紧件，所述锁紧件上设置有上下活动空间，所述开关与锁紧件连接，所述锁紧件与快速连接器锁接，所述快速连接器通过线材与探头连接。
2.根据权利要求1所述的一种激光光纤检测系统，其特征在于：所述快速连接头内集成有电源线、信号线接口；所述机器主体的PCB板会安装相应配套的接口。
3.根据权利要求1所述的一种激光光纤检测系统，其特征在于：所述快速连接头内集成有光纤接口，机器主体的PCB板上会安装相应配套的光纤头，光纤头与光纤接口连接。
4.根据权利要求1所述的一种激光光纤检测系统，其特征在于：所述快速连接头插入到机器主体时，开关拔到锁紧位置时，快速连接头会被锁紧件锁紧在机器主体上。
5.根据权利要求1所述的一种激光光纤检测系统，其特征在于：所述开关拔到松开位置时，锁紧件会松开，快速连接头可以轻松拔出；当机器主体或者线材或者探头出现问题时快速更换。
6.一种激光光纤检测系统的工作方法，其特征在于：它的工作流程为：打开主机电源，ARM 32位机芯片发出命令，驱动器控制激光头出50KHZ的激光，接收部分通过光纤传回主机，然后模拟电路将信号放大，通过ARM自带的AD转换器进行12位AD转换，将模拟信号数字化，数据的大小实时显示在LED七段八字显示屏上，并输出控制信号。
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