CN110779452A - 光栅位移传感器和自动化检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了光栅位移传感器和自动化检测设备，包括：腔体内设置有红外发光二极管、标尺光栅、指示光栅、红外光电接收器和处理模块；红外发光二极管发射红外点光源；红外光电接收器用于接收红外点光源通过标尺光栅和指示光栅后得到的莫尔条纹光信号，并将莫尔条纹光信号转换成电脉冲信号；处理模块将电脉冲信号转换成位移量，根据位移量确定测量杆的移动距离，根据测量杆的移动距离得到被测零件的尺寸，本发明不需要增加透镜，通过将多个红外发光二极管均匀设置在红外发射电路板上，得到平行光，平行光经过标尺光栅和指示光栅后的得到了高质量的莫尔条纹，提高了光栅位移传感器的测量精度和减小光栅位移传感器的体积，扩大了使用场合。

Description

光栅位移传感器和自动化检测设备

技术领域

本发明涉及测量仪器技术领域，尤其是涉及光栅位移传感器和自动化检测设备。

背景技术

目前，采用可见发散光作为光栅位移传感器的光源，由于可见发散光为复合光，其中包括多种光波，导致可见发散光产生的莫尔条纹质量不高，当以可见发散光作为光栅位移传感器光源时，会使光栅位移传感器精度降低。另外，采用可见发散光作为光栅位移传感器的光源时，光路部分中需要增加透镜产生平行光，使光栅位移传感器的尺寸增大，造成了在很多场合无法使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供光栅位移传感器和自动化检测设备，不需要增加透镜，通过将多个红外发光二极管均匀设置在所述红外发射电路板上，通过红外发光二极管产生的红外点光源，得到平行光，产生高质量的莫尔条纹，从而提高了光栅位移传感器的测量精度，同时减小了光栅位移传感器的体积，扩大了使用场合。

第一方面，本发明实施例提供了光栅位移传感器，包括腔体，所述腔体内设置有红外发射电路板、多个红外发光二极管、标尺光栅、指示光栅、红外光电接收器和处理模块；

所述多个红外发光二极管均匀设置在所述红外发射电路板上，并且所述多个红外发光二极管设置于所述标尺光栅的上方，与所述标尺光栅的表面平行；所述标尺光栅固定在光栅台上，并且与所述指示光栅的表面平行；所述指示光栅固定在所述红外光电接收器的上方；

所述红外发光二极管，用于发射红外点光源；

所述红外光电接收器，用于接收所述红外点光源通过所述标尺光栅和所述指示光栅后得到的莫尔条纹光信号，并将所述莫尔条纹光信号转换成电脉冲信号；

所述处理模块，用于将所述电脉冲信号转换成位移量，根据所述位移量确定测量杆的移动距离，并根据所述测量杆的移动距离得到被测零件的尺寸。

进一步的，还包括后壳和前壳，所述后壳和所述前壳分别设置在所述腔体的两端。

进一步的，所述后壳的上端设置有第一孔位，所述后壳的下端设置有第二孔位。

进一步的，还包括测杆，所述测杆穿设于所述第一孔位和所述第二孔位。

进一步的，所述第一孔位和所述第二孔位的大小相同。

进一步的，所述红外发射电路板固定在所述后壳的底部。

进一步的，所述红外光电接收器固定在所述后壳的一侧，并且与所述处理模块相连接。

进一步的，所述光栅台通过紧固部件固定在所述测杆上。

进一步的，所述指示光栅通过粘接固定在所述光栅台上。

第二方面，本发明实施例提供了自动化检测设备，包括如上所述的光栅位移传感器。

本发明实施例提供了光栅位移传感器和自动化检测设备，包括腔体，腔体内设置有红外发射电路板、多个红外发光二极管、标尺光栅、指示光栅、红外光电接收器和处理模块；多个红外发光二极管均匀设置在红外发射电路板上，并且所述多个红外发光二极管设置于标尺光栅的上方，与标尺光栅的表面平行；标尺光栅固定在光栅台上，并且与指示光栅的表面平行；指示光栅固定在红外光电接收器的上方；红外发光二极管用于发射红外点光源；红外光电接收器用于接收红外点光源通过标尺光栅和指示光栅后得到的莫尔条纹光信号，并将莫尔条纹光信号转换成电脉冲信号；处理模块用于将电脉冲信号转换成位移量，根据位移量确定测量杆的移动距离，并根据测量杆的移动距离得到被测零件的尺寸。本发明不需要增加透镜，通过将多个红外发光二极管均匀设置在红外发射电路板上，得到平行光，平行光经过标尺光栅和指示光栅后的得到了高质量的莫尔条纹，从而提高了光栅位移传感器的测量精度和减小光栅位移传感器的体积，扩大了使用场合。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的光栅位移传感器的爆炸图；

图2为本发明实施例一提供的光栅位移传感器的红外点光源传播原理示意图。

图标：

1-后壳盖板；2-红外发射电路板；3-指示光栅；4-标尺光栅；5-后壳；6-上导套；7-上盖；8-测杆；9-下导套；10-红外光电接收器；11-电池安装板；12-电池；13-处理模块；14-显示器；15-前壳；16-红外发光二极管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，采用可见发散光作为光栅位移传感器的光源，由于可见发散光为复合光，其中包括多种光波，导致可见发散光产生的莫尔条纹质量不高，当以可见发散光作为光栅位移传感器光源时，会使光栅位移传感器精度降低。另外，采用可见发散光作为光栅位移传感器的光源时，光路部分中需要增加透镜产生平行光，使光栅位移传感器的尺寸增大，造成了在很多场合无法使用。

因此，通过对光栅位移传感器中光源的参数对莫尔条纹光信号的影响，光栅位移传感器所采用的可见发散光限制了光栅位移传感器的精度和尺寸。故本申请采用红外发光二极管产生的红外点光源，重新设计了光栅位移传感器的光路部分。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的光栅位移传感器的爆炸图。

参照图1，光栅位移传感器包括腔体，腔体内设置有红外发射电路板2、多个红外发光二极管、标尺光栅4、指示光栅3、红外光电接收器10、红外接收电路和处理模块13；多个红外发光二极管均匀设置在红外发射电路板2上，并且多个红外发光二极管设置于标尺光栅4的上方，与标尺光栅4的表面平行；标尺光栅4固定在光栅台上，并且与指示光栅3的表面平行；指示光栅3固定在红外光电接收器10的上方；

红外发光二极管，用于发射红外点光源；

红外光电接收器10，用于接收红外点光源通过标尺光栅4和指示光栅3后得到的莫尔条纹光信号，并将莫尔条纹光信号转换成电脉冲信号；

处理模块13，用于将电脉冲信号转换成位移量，根据位移量确定测量杆的移动距离，并根据测量杆的移动距离得到被测零件的尺寸。

具体地，参照图2，红外发射电路板2上设置有多个孔位，每个孔位上设置有对应的红外发光二极管16。将红外发光二极管16均匀设置在每个孔位上，此时，红外发光二极管16发出的红外点光源为平行光，平行光通过标尺光栅4和指示光栅3后，形成莫尔条纹光信号。

红外光电接收器10接收莫尔条纹光信号，并将莫尔条纹光信号转换成电脉冲信号，此时，与红外光电接收器10相连的处理模块13将电脉冲信号转换成位移量，根据位移量确定测量杆的移动距离，并根据测量杆的移动距离得到被测零件的尺寸，此时测得的被测零件的尺寸精度较高。

测杆8穿设于后壳5的第一孔位和第二孔位，测杆8可上下移动，测杆8移动后可带动标尺光栅4移动。

光栅台通过螺丝固定在测杆8上，标尺光栅4设置在测杆8上，并与指示光栅3的表面平行；指示光栅3固定在红外光电接收器10的上方；红外发光二极管焊接在红外发射电路板2上，并且红外发射电路板2由螺丝固定在后壳5一侧，红外发光二极管设置在标尺光栅4的上方，并且与标尺光栅4的表面平行。

另外，光栅位移传感器还包括前壳15、后壳盖板1和上盖7，其中，后壳5和前壳15分别设置在腔体的两端。后壳盖板1和上盖7构成密封不透光的腔体。

后壳5的上端设置有第一孔位，后壳5的下端设置有第二孔位，还包括测杆8，测杆8穿设于第一孔位和第二孔位。第一孔位和第二孔位的大小相同。

红外发光电路固定在后壳5的底部。红外光电接收器10固定在后壳5的一侧，并且与处理模块13相连接。

光栅台通过紧固部件固定在测杆8上，其中，紧固部件可以为螺丝。指示光栅3通过粘接固定在光栅台上。电池安装板11设置在红外光电接收器10的上方，并固定在后壳5上；电池12设置在电池安装板11上；电池12为光栅位移传感器中的各个模块提供电能；显示器14固定在处理模块13上，处理模块13将移动距离发送给显示器14，显示器14显示移动距离。

还包括上导套6与下导套9，上导套6与下导套9分别与后壳5相连接，并且上导套6与下导套9在同一条轴线上。

本发明实施例提供了自动化检测设备，包括如上所述的光栅位移传感器。

本发明实施例提供了光栅位移传感器和自动化检测设备，包括腔体，腔体内设置有红外发射电路板、多个红外发光二极管、标尺光栅、指示光栅、红外光电接收器和处理模块；多个红外发光二极管均匀设置在红外发射电路板上，并且多个红外发光二极管设置于标尺光栅的上方，与标尺光栅的表面平行；标尺光栅固定在光栅台上，并且与指示光栅的表面平行；指示光栅固定在红外光电接收器的上方；红外发光二极管用于发射红外点光源；红外光电接收器用于接收红外点光源通过标尺光栅和指示光栅后得到的莫尔条纹光信号，并将莫尔条纹光信号转换成电脉冲信号；处理模块用于将电脉冲信号转换成位移量，根据位移量确定测量杆的移动距离，并根据测量杆的移动距离得到被测零件的尺寸。本发明不需要增加透镜，通过将多个红外发光二极管均匀设置在红外发射电路板上，得到平行光，平行光经过标尺光栅和指示光栅后的得到了高质量的莫尔条纹，从而提高了光栅位移传感器的测量精度和减小光栅位移传感器的体积，扩大了使用场合。

本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光栅位移传感器，其特征在于，包括腔体，所述腔体内设置有红外发射电路板、多个红外发光二极管、标尺光栅、指示光栅、红外光电接收器和处理模块；

所述多个红外发光二极管均匀设置在所述红外发射电路板上，并且所述多个红外发光二极管设置于所述标尺光栅的上方，与所述标尺光栅的表面平行；所述标尺光栅固定在光栅台上，并且与所述指示光栅的表面平行；所述指示光栅固定在所述红外光电接收器的上方；

所述红外发光二极管，用于发射红外点光源；

所述红外光电接收器，用于接收所述红外点光源通过所述标尺光栅和所述指示光栅后得到的莫尔条纹光信号，并将所述莫尔条纹光信号转换成电脉冲信号；

所述处理模块，用于将所述电脉冲信号转换成位移量，根据所述位移量确定测量杆的移动距离，并根据所述测量杆的移动距离得到被测零件的尺寸。

2.根据权利要求1所述的光栅位移传感器，其特征在于，还包括后壳和前壳，所述后壳和所述前壳分别设置在所述腔体的两端。

3.根据权利要求2所述的光栅位移传感器，其特征在于，所述后壳的上端设置有第一孔位，所述后壳的下端设置有第二孔位。

4.根据权利要求3所述的光栅位移传感器，其特征在于，还包括测杆，所述测杆穿设于所述第一孔位和所述第二孔位。

5.根据权利要求4所述的光栅位移传感器，其特征在于，所述第一孔位和所述第二孔位的大小相同。

6.根据权利要求2所述的光栅位移传感器，其特征在于，所述红外发射电路板固定在所述后壳的底部。

7.根据权利要求6所述的光栅位移传感器，其特征在于，所述红外光电接收器固定在所述后壳的一侧，并且与所述处理模块相连接。

8.根据权利要求4所述的光栅位移传感器，其特征在于，所述光栅台通过紧固部件固定在所述测杆上。

9.根据权利要求8所述的光栅位移传感器，其特征在于，所述指示光栅通过粘接固定在所述光栅台上。

10.一种自动化检测设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的光栅位移传感器。

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