CN111426689A - 一种线激光层析检测系统 - Google Patents
一种线激光层析检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111426689A CN111426689A CN201910024366.5A CN201910024366A CN111426689A CN 111426689 A CN111426689 A CN 111426689A CN 201910024366 A CN201910024366 A CN 201910024366A CN 111426689 A CN111426689 A CN 111426689A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- detected
- line
- line laser
- output end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 91
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 44
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 29
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
本发明公开了一种线激光层析检测系统，所述检测系统包括：激光发生装置，所述激光发生装置发射脉冲可见点激光；激光传导系统，所述激光传导系统位于所述激光发生装置的输出端，将所述点激光转换为线激光；激光扫描系统，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述线激光进行扫描，使其漫反射至待检测物体表面上；激光控制系统，所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对光信号进行通断控制；激光探测系统，所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述漫反射的线激光。通过采用三角测距技术实现了近距离微小尺寸的测量，通过采用线激光扫描方式，提高了测量效率，同时通过采用高速快门，消除了环境中的粉尘干扰问题。
Description
技术领域
本申请涉及激光检测技术领域，尤其涉及一种线激光层析检测系统。
背景技术
激光三角测距仪是利用激光对目标的移动距离进行准确测定的仪器。用一束激光以一定的入射角度照射被测物体，激光在物体表面发生反射和散射，在另一角度利用透镜对反射或散射激光汇聚成像，光斑成像在CCD位置传感器上。当被测物体沿激光方向发生移动时，位置传感器上的光斑将产生移动，其位移大小对应被测物体的移动距离，因此可通过算法设计，由光斑位移距离计算出被测物体的移动距离。由于入射光和反射光构成一个三角形，对光斑位移的计算运用了几何三角定理，故该测量法称为激光三角测距法。激光三角测距法也可用于对增材制造过程中的缺陷或激光焊接过程中的焊缝进行监测。
但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：
利用现有激光三角测距技术对增材制造过程中的缺陷或激光焊接过程中的焊缝进行监测时，存在测量效率不高、且无法避免环境中粉尘干扰的技术问题。
申请内容
本申请实施例通过提供一种线激光层析检测系统，用以解决利用现有激光三角测距技术对增材制造过程中的缺陷或激光焊接过程中的焊缝进行监测时，存在测量效率不高、且无法避免环境中粉尘干扰的技术问题。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种线激光层析检测系统，其所述检测系统包括：激光发生装置，所述激光发生装置发射出脉冲可见点激光；激光传导系统，所述激光传导系统位于所述激光发生装置的输出端，将所述激光发生装置发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光进行成像；激光扫描系统，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体表面不同位置处；激光控制系统，所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行通断控制；激光探测系统，所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体的缺陷信息，实现对所述待检测物体的缺陷检测。
优选的，所述激光传导系统包括：柱透镜，所述柱透镜位于所述激光发生装置的输出端，将所述点激光转换为线激光并输出；待检测物体，所述待检测物体位于所述激光扫描系统的输出端，接收所述激光扫描系统出射的线激光并进行漫反射；球透镜，所述球透镜位于所述待检测物体的输出端，接收所述待检测物体漫反射的线激光，并将所述待检测物体漫反射的线激光成像至所述激光探测系统。
优选的，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，即位于所述柱透镜的输出端。
优选的，所述激光扫描系统包括激光扫描器，所述激光扫描器使得激光入射至待检测物体表面不同位置处。
优选的，所述激光控制系统包括快门，所述快门通过开关控制所述待检测物体漫反射的线激光的通断。
优选的，所述快门时间最长不超过亚纳秒量级。
优选的，所述激光探测系统包括探测器，所述探测器接收所述待检测物体漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体的缺陷信息，实现对所述待检测物体的缺陷检测。
优选的，所述探测器的像元小于所述待检测物体缺陷的最小尺寸，像元尺寸越小，测量精度越高。
优选的，所述第一角度为非直角角度，所述第二角度为非直角角度。
优选的，所述第一角度为直角，所述第二角度为非直角角度。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
本申请实施例通过提供一种线激光层析检测系统，其所述检测系统包括：激光发生装置，所述激光发生装置发射出脉冲可见点激光；激光传导系统，所述激光传导系统位于所述激光发生装置的输出端，将所述激光发生装置发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光进行成像；激光扫描系统，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体表面不同位置处；激光控制系统，所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行通断控制；激光探测系统，所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体的缺陷信息，实现对所述待检测物体的缺陷检测。用以解决利用现有激光三角测距技术对增材制造过程中的缺陷或激光焊接过程中的焊缝进行监测时，存在测量效率不高、且无法避免环境中粉尘干扰的技术问题。通过采用三角测距技术实现了近距离微小尺寸的测量，通过采用线激光扫描方式，提高了测量效率，同时通过采用高速快门，消除了环境中的粉尘干扰问题。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种线激光层析检测系统的一种光路设计及结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种线激光层析检测系统的另一种光路设计及结构框图。
附图标记说明：激光发生装置1，柱透镜2，激光扫描器3，待检测物体4，球透镜5，快门6，探测器7。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种线激光层析检测系统，用以解决利用现有激光三角测距技术对增材制造过程中的缺陷或激光焊接过程中的焊缝进行监测时，存在测量效率不高、且无法避免环境中粉尘干扰的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：激光发生装置，所述激光发生装置发射出脉冲可见点激光；激光传导系统，所述激光传导系统位于所述激光发生装置的输出端，将所述激光发生装置发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光进行成像；激光扫描系统，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体表面不同位置处；激光控制系统，所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行通断控制；激光探测系统，所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体的缺陷信息，实现对所述待检测物体的缺陷检测。通过采用三角测距技术实现了近距离微小尺寸的测量，通过采用线激光扫描方式，提高了测量效率，同时通过采用高速快门，消除了环境中的粉尘干扰问题。
下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例一
本发明实施例提供了一种线激光层析检测系统的其中一种光路设计，请参考图1，所述检测系统包括：
激光发生装置1，所述激光发生装置1发射出脉冲可见点激光；
激光传导系统，所述激光传导系统位于所述激光发生装置1的输出端，将所述激光发生装置1发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体4表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光进行成像；
激光扫描系统，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体4表面不同位置处；
激光控制系统，所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行通断控制；
激光探测系统，所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体4漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体4的缺陷信息，实现对所述待检测物体4的缺陷检测。
进一步的，所述第一角度为非直角角度，所述第二角度为非直角角度。
具体而言，所述激光发生装置1可以是激光器，是以激光作为光源的仪器，且所述激光发生装置1可发射出脉冲可见点激光，其中，具体的激光波长可根据检测环境进行变更；所述激光传导系统位于所述激光发生装置1的输出端，可将所述激光发生装置1发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体4的表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光在激光探测系统上进行成像，其中，所述第一角度与所述第二角度均为非直角角度；所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体4表面不同位置处，其中，所述激光扫描系统可以为激光扫描器3，位于所述柱透镜2的输出端。所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行开通或阻断控制，其中，所述激光控制系统可以为快门6，即在所述激光控制系统开启状态下，可使得所述激光传导系统输出的光信号成像至所述激光探测系统，在所述激光控制系统关闭状态下，所述激光探测系统不接收所述激光传导系统输出的光信号；所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体4漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体4的缺陷信息，实现对所述待检测物体4的缺陷检测。在所述激光控制系统开启状态下，所述激光发生装置1发射出脉冲可见点激光，所述点激光通过所述激光传导系统转换为线激光，再经激光扫描系统扫描后按照所述第一角度入射至所述待检测物体4的表面后产生漫反射，并按照所述第二角度将漫反射的线激光在所述激光探测系统上进行成像，进而实现对所述待检测物体4的缺陷进行在线监测。其中，所述激光发生装置1、所述激光传导系统以及所述激光探测系统组成了三角测距光路，即通过采用三角测距技术实现了近距离微小尺寸的测量；所述激光传导系统将所述激光发生装置1发射出的点激光转换为线激光，再经所述激光扫描系统扫描，入射至待检测物体4表面不同位置处，即采用了线激光扫描的方式，提高了测量效率；在对所述待检测物体4进行测量的过程中，合理控制所述激光控制系统的开启闭合时间，可以使得大部分粉尘所散射的激光不被所述激光探测系统所接收，从而使得大部分粉尘不能对所述检测系统的测量形成干扰，其中，所述激光控制系统的开启闭合时间越短，能够影响所述检测系统的粉尘数量就越少，形成的粉尘干扰就越小，进一步通过采用高速快门，达到了消除检测环境中的粉尘干扰的技术效果。
进一步的，所述激光传导系统包括：柱透镜2，所述柱透镜2位于所述激光发生装置1的输出端，将所述点激光转换为线激光并输出；待检测物体4，所述待检测物体4位于所述激光扫描系统的输出端，接收所述激光扫描系统出射的线激光并进行漫反射；球透镜5，所述球透镜5位于所述待检测物体4的输出端，接收所述待检测物体4漫反射的线激光，并将所述待检测物体4漫反射的线激光成像至所述激光探测系统。
具体而言，所述激光传导系统具体包括柱透镜2、待检测物体4和球透镜5，其中，所述柱透镜2位于所述激光发生装置1的输出端，用于接收所述激光发生装置1发射的点激光并将所述点激光转换为线激光并输出；所述待检测物体4位于所述激光扫描系统的输出端，用来接收所述激光扫描系统出射的线激光并进行漫反射。所述点激光经过所述柱透镜2转换为所述线激光，再经激光扫描系统入射至所述待检测物体4，并在所述待检测物体4上进行漫反射，形成了所述检测系统的入射激光光路，其中，所述入射激光光路与所述待检测物体4呈一非直角角度；所述球透镜5位于所述待检测物体4的输出端，用于接收所述待检测物体4漫反射的线激光，并将所述待检测物体4漫反射的线激光成像至所述激光探测系统，其中，所述待检测物体4漫反射的线激光经过所述球透镜5后，成像至所述激光探测系统，形成了所述检测系统的出射激光光路，且所述出射激光光路与所述待检测物体4也呈一非直角角度。进一步达到了将点激光转换为线激光，并形成入射和出射光路的技术效果。
进一步的，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体4表面不同位置处。
进一步的，所述激光扫描系统可以为激光扫描器3，位于所述柱透镜2的输出端。
具体而言，在本发明实施例中，所述激光扫描系统具体为激光扫描器3，所述激光扫描器3可以为透射式或反射式。所述激光扫描器3接收柱透镜2出射的线激光，并控制线激光使其入射至待检测物体4表面不同位置处。通过采用了线激光扫描的方式，达到了提高测量效率的技术效果。
进一步的，所述激光控制系统包括：快门6，所述快门6通过开关控制所述待检测物体4漫反射的线激光的通断。
进一步的，所述快门6时间最长不超过亚纳秒量级。
具体而言，在本发明实施例中，所述激光控制系统具体为快门6，所述快门6主要通过开关对所述待检测物体4漫反射的线激光进行开通或阻断控制，其中，所述快门6为超高速快门6，所述快门6时间越短越好，最长不超过亚纳秒量级。通过设置所述快门6，使得大部分粉尘所散射的激光不被所述激光探测系统所接收，从而使得大部分粉尘不能对所述检测系统的测量形成干扰，其中，所述快门6时间越短，能够影响所述检测系统的粉尘数量就越少，形成的粉尘干扰就越小，进一步达到了消除检测环境中的粉尘干扰的技术效果。
进一步的，所述激光探测系统包括探测器7，所述探测器7接收所述待检测物体4漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体4的缺陷信息，实现对所述待检测物体4的缺陷检测。
进一步的，所述探测器7的像元小于所述待检测物体4缺陷的最小尺寸，像元尺寸越小，测量精度越高。
具体而言，所述激光探测系统具体为探测器7，所述探测器7用于接收所述待检测物体4漫反射的线激光，使得所述待检测物体4漫反射的线激光在所述探测器7上进行成像，进而对所述待检测物体4的缺陷或焊缝等进行在线检测。其中，所述检测系统能够探测到的最小尺寸由所述探测器7的像元大小决定，且所述探测器7的像元大小需小于所述待检测物体4缺陷的最小尺寸，像元尺寸越小，测量精度越高。在所述快门6开启的状态下，所述待检测物体4漫反射的线激光经过所述球透镜5之后，在所述探测器7上进行成像；在所述快门6关闭的状态下，所述待检测物体4漫反射的线激光经过所述球透镜5之后，在所述探测器7上不能进行成像，即所述探测器7不接收所述待检测物体4漫反射的线激光。通过所述探测器7的设置，进一步达到了接收线激光并使之成像，实现对待检测物体4缺陷的在线检测的技术效果。
实施例二
本发明实施例提供了一种线激光层析检测系统的另一种光路设计，请参考图2，所述检测系统包括：
激光发生装置1，所述激光发生装置1发射出脉冲可见点激光；
激光传导系统，所述激光传导系统位于所述激光发生装置1的输出端，将所述激光发生装置1发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体4表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光进行成像；
激光扫描系统，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体4表面不同位置处；
激光控制系统，所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行通断控制；
激光探测系统，所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体4漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体4的缺陷信息，实现对所述待检测物体4的缺陷检测。
进一步的，所述第一角度为直角，所述第二角度为非直角角度。
具体而言，所述激光发生装置1可以是激光器，是以激光作为光源的仪器，且所述激光发生装置1可发射出脉冲可见点激光，其中，具体的激光波长可根据检测环境进行变更；所述激光传导系统位于所述激光发生装置1的输出端，可将所述激光发生装置1发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体4的表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光在激光探测系统上进行成像，其中，所述第一角度为直角，所述第二角度为非直角角度；所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体4表面不同位置处，其中，所述激光扫描系统可以为激光扫描器3，位于所述柱透镜2的输出端。所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行开通或阻断控制，其中，所述激光控制系统可以为快门6，即在所述激光控制系统开启状态下，可使得所述激光传导系统输出的光信号成像至所述激光探测系统，在所述激光控制系统关闭状态下，所述激光探测系统不接收所述激光传导系统输出的光信号；所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体4漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体4的缺陷信息，实现对所述待检测物体4的缺陷检测。在所述激光控制系统开启状态下，所述激光发生装置1发射出脉冲可见点激光，所述点激光通过所述激光传导系统转换为线激光，再经激光扫描系统扫描后按照所述第一角度入射至所述待检测物体4的表面后产生漫反射，并按照所述第二角度将漫反射的线激光在所述激光探测系统上进行成像，进而实现对所述待检测物体4的缺陷进行在线监测。其中，所述激光发生装置1、所述激光传导系统以及所述激光探测系统组成了三角测距光路，即通过采用三角测距技术实现了近距离微小尺寸的测量；所述激光传导系统将所述激光发生装置1发射出的点激光转换为线激光，再经所述激光扫描系统扫描，入射至待检测物体4表面不同位置处，即采用了线激光扫描的方式，提高了测量效率；在对所述待检测物体4进行测量的过程中，合理控制所述激光控制系统的开启闭合时间，可以使得大部分粉尘所散射的激光不被所述激光探测系统所接收，从而使得大部分粉尘不能对所述检测系统的测量形成干扰，其中，所述激光控制系统的开启闭合时间越短，能够影响所述检测系统的粉尘数量就越少，形成的粉尘干扰就越小，进一步通过采用高速快门，达到了消除检测环境中的粉尘干扰的技术效果。
进一步的，所述激光传导系统包括：柱透镜2，所述柱透镜2位于所述激光发生装置1的输出端，将所述点激光转换为线激光并输出；待检测物体4，所述待检测物体4位于所述激光扫描系统的输出端，接收所述激光扫描系统出射的线激光并进行漫反射；球透镜5，所述球透镜5位于所述待检测物体4的输出端，接收所述待检测物体4漫反射的线激光，并将所述待检测物体4漫反射的线激光成像至所述激光探测系统。
具体而言，所述激光传导系统具体包括柱透镜2、待检测物体4和球透镜5，其中，所述柱透镜2位于所述激光发生装置1的输出端，用于接收所述激光发生装置1发射的点激光并将所述点激光转换为线激光并输出；所述待检测物体4位于所述激光扫描系统的输出端，用来接收所述激光扫描系统出射的线激光并进行漫反射。所述点激光经过所述柱透镜2转换为所述线激光，再经激光扫描系统入射至所述待检测物体4，并在所述待检测物体4上进行漫反射，形成了所述检测系统的入射激光光路，其中，所述入射激光光路与所述待检测物体4呈一直角角度；所述球透镜5位于所述待检测物体4的输出端，用于接收所述待检测物体4漫反射的线激光，并将所述待检测物体4漫反射的线激光成像至所述激光探测系统，其中，所述待检测物体4漫反射的线激光经过所述球透镜5后，成像至所述激光探测系统，形成了所述检测系统的出射激光光路，且所述出射激光光路与所述待检测物体4呈一非直角角度。进一步达到了将点激光转换为线激光，并形成入射和出射光路的技术效果。
进一步的，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体4表面不同位置处。
进一步的，所述激光扫描系统可以为激光扫描器3，位于所述柱透镜2的输出端。
具体而言，在本发明实施例中，所述激光扫描系统具体为激光扫描器3，所述激光扫描器3可以为透射式或反射式。所述激光扫描器3接收柱透镜2出射的线激光，并控制线激光使其入射至待检测物体4表面不同位置处。通过采用了线激光扫描的方式，达到了提高测量效率的技术效果。
进一步的，所述激光控制系统包括：快门6，所述快门6通过开关控制所述待检测物体4漫反射的线激光的通断。
进一步的，所述快门6时间最长不超过亚纳秒量级。
具体而言，在本发明实施例中，所述激光控制系统具体为快门6，所述快门6主要通过开关对所述待检测物体4漫反射的线激光进行开通或阻断控制，其中，所述快门6为超高速快门6，所述快门6时间越短越好，最长不超过亚纳秒量级。通过设置所述快门6，使得大部分粉尘所散射的激光不被所述激光探测系统所接收，从而使得大部分粉尘不能对所述检测系统的测量形成干扰，其中，所述快门6时间越短，能够影响所述检测系统的粉尘数量就越少，形成的粉尘干扰就越小，进一步达到了消除检测环境中的粉尘干扰的技术效果。
进一步的，所述激光探测系统包括探测器7，所述探测器7接收所述待检测物体4漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体4的缺陷信息，实现对所述待检测物体4的缺陷检测对所述待检测物体4缺陷进行检测。
进一步的，所述探测器7的像元小于所述待检测物体4缺陷的最小尺寸，像元尺寸越小，测量精度越高。
具体而言，所述激光探测系统具体为探测器7，所述探测器7用于接收所述待检测物体4漫反射的线激光，使得所述待检测物体4漫反射的线激光在所述探测器7上进行成像，进而对所述待检测物体4的缺陷或焊缝等进行在线检测。其中，所述检测系统能够探测到的最小尺寸由所述探测器7的像元大小决定，且所述探测器7的像元大小需小于所述待检测物体4缺陷的最小尺寸，像元尺寸越小，测量精度越高。在所述快门6开启的状态下，所述待检测物体4漫反射的线激光经过所述球透镜5之后，在所述探测器7上进行成像；在所述快门6关闭的状态下，所述待检测物体4漫反射的线激光经过所述球透镜5之后，在所述探测器7上不能进行成像，即所述探测器7不接收所述待检测物体4漫反射的线激光。通过所述探测器7的设置，进一步达到了接收线激光并使之成像，实现对待检测物体4缺陷的在线检测的技术效果。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
本申请实施例通过提供一种线激光层析检测系统，其所述检测系统包括：激光发生装置，所述激光发生装置发射出脉冲可见点激光；激光传导系统，所述激光传导系统位于所述激光发生装置的输出端，将所述激光发生装置发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光进行成像；激光扫描系统，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体表面不同位置处；激光控制系统，所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行通断控制；激光探测系统，所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体的缺陷信息，实现对所述待检测物体的缺陷检测。用以解决利用现有激光三角测距技术对增材制造过程中的缺陷或激光焊接过程中的焊缝进行监测时，存在测量效率不高、且无法避免环境中粉尘干扰的技术问题。通过采用三角测距技术实现了近距离微小尺寸的测量，通过采用线激光扫描方式，提高了测量效率，同时通过采用高速快门，消除了环境中的粉尘干扰问题。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种线激光层析检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：
激光发生装置，所述激光发生装置发射出脉冲可见点激光；
激光传导系统，所述激光传导系统位于所述激光发生装置的输出端，将所述激光发生装置发射出的点激光转换为线激光，再经激光扫描系统将所述线激光按照第一角度入射至待检测物体表面后产生漫反射，并按照第二角度将漫反射的线激光进行成像；
激光扫描系统，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，对所述点激光所转换的线激光进行扫描，使得其入射至待检测物体表面不同位置处；
激光控制系统，所述激光控制系统位于所述激光传导系统的输出端，对所述激光传导系统输出的光信号进行通断控制；
激光探测系统，所述激光探测系统位于所述激光控制系统的输出端，接收所述待检测物体漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体的缺陷信息，实现对所述待检测物体的缺陷检测。
2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述激光传导系统包括：
柱透镜，所述柱透镜位于所述激光发生装置的输出端，将所述点激光转换为线激光并输出；
待检测物体，所述待检测物体位于所述激光扫描系统的输出端，接收所述激光扫描系统出射的线激光并进行漫反射；
球透镜，所述球透镜位于所述待检测物体的输出端，接收所述待检测物体漫反射的线激光，并将所述待检测物体漫反射的线激光成像至所述激光探测系统。
3.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述激光扫描系统位于激光传导系统之中，即位于所述柱透镜的输出端。
4.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述激光扫描系统包括激光扫描器，所述激光扫描器使得激光入射至待检测物体表面不同位置处。
5.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述激光控制系统包括快门，所述快门通过开关控制所述待检测物体漫反射的线激光的通断。
6.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述快门时间最长不超过亚纳秒量级。
7.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述激光探测系统包括探测器，所述探测器接收所述待检测物体漫反射的线激光，由线激光在探测器上的位置可以推算出所述待检测物体的缺陷信息，实现对所述待检测物体的缺陷检测。
8.如权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述探测器的像元小于所述待检测物体缺陷的最小尺寸，像元尺寸越小，测量精度越高。
9.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述第一角度为非直角角度，所述第二角度为非直角角度。
10.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述第一角度为直角，所述第二角度为非直角角度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910024366.5A CN111426689A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种线激光层析检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910024366.5A CN111426689A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种线激光层析检测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111426689A true CN111426689A (zh) | 2020-07-17 |
Family
ID=71546698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910024366.5A Pending CN111426689A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种线激光层析检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111426689A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197751A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Toshiba Corp | 物体の欠陥検査装置 |
| JPS6428512A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Surface defect detecting device |
| JP2003014578A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Canon Inc | レンズ検査装置 |
| US20100085561A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-08 | Sumco Corporation | Laser scattering defect inspection system and laser scattering defect inspection method |
| EP2388573A2 (en) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding system and welding method |
| US20140104591A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-17 | Mark Frischman | Distance finder apparatus and system |
| JP2014119361A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 表面欠陥検出装置および表面欠陥検出方法 |
| CN203929640U (zh) * | 2014-05-14 | 2014-11-05 | 中国科学技术大学 | 一种可用于粉尘和高温环境的激光诱导击穿光谱测量系统 |
| WO2017220452A1 (de) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | Hochschule Düsseldorf | Laser-scan-system |
| US20180372847A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Apple Inc. | Focal region optical elements for high-performance optical scanners |
-
2019
- 2019-01-10 CN CN201910024366.5A patent/CN111426689A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197751A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Toshiba Corp | 物体の欠陥検査装置 |
| JPS6428512A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Surface defect detecting device |
| JP2003014578A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Canon Inc | レンズ検査装置 |
| US20100085561A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-08 | Sumco Corporation | Laser scattering defect inspection system and laser scattering defect inspection method |
| EP2388573A2 (en) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding system and welding method |
| US20140104591A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-17 | Mark Frischman | Distance finder apparatus and system |
| JP2014119361A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 表面欠陥検出装置および表面欠陥検出方法 |
| CN203929640U (zh) * | 2014-05-14 | 2014-11-05 | 中国科学技术大学 | 一种可用于粉尘和高温环境的激光诱导击穿光谱测量系统 |
| WO2017220452A1 (de) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | Hochschule Düsseldorf | Laser-scan-system |
| US20180372847A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Apple Inc. | Focal region optical elements for high-performance optical scanners |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 闫龙: "《双目视觉测量系统相关技术研究》", 30 April 2017, 山东大学出版社 * |
| 韩昌元: "《信息光学基础理论及其应用》", 31 December 1989, 长春出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5016245B2 (ja) | 物体の六つの自由度を求めるための測定システム | |
| US20150204977A1 (en) | Object detection device and sensing apparatus | |
| US8681344B2 (en) | Devices and methods for position determination and surface measurement | |
| CA2915855C (en) | Device for optical profilometry with conical light beams | |
| CN106597461A (zh) | 一种二维扫描测距装置 | |
| JP2004101530A (ja) | 共焦点型距離センサ | |
| US20060265530A1 (en) | Mouse optical signal process method and device | |
| WO2015172485A1 (en) | Apparatus and method for detecting narrow groove of specular reflection workpiece | |
| US9562761B2 (en) | Position measuring device | |
| JP2010539481A (ja) | 二分解能，二距離センサのシステムおよび方法 | |
| CN116224291A (zh) | 带同轴可见引导激光的位移和距离激光测量装置和方法 | |
| CN108680116B (zh) | 激光传感器 | |
| JP2006200970A (ja) | レーザー超音波探傷法、及びレーザー超音波探傷装置 | |
| CN111426689A (zh) | 一种线激光层析检测系统 | |
| CN103954217A (zh) | 基于条形光源的强镜面反射工件细窄坡口检测装置及方法 | |
| JP2010085395A (ja) | 光学式位置角度検出装置 | |
| CN215865093U (zh) | 高精度三角成像位移传感器 | |
| KR20080098811A (ko) | 표면 측정 장치 | |
| CN108680117B (zh) | 一种激光传感器 | |
| US20210310943A1 (en) | Specimen inspection device and specimen inspection method | |
| JP2005233759A (ja) | ３次元計測システム | |
| JP7185241B1 (ja) | 反射光分布測定装置及び方法 | |
| CN219694890U (zh) | 光学检测系统及检测装置 | |
| JP2012185120A (ja) | 球体の球径寸法測定方法及びその測定装置 | |
| CN215449602U (zh) | 光学检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200717 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |