CN113639964A - 一种发射机光束质量检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种发射机光束质量检测系统，包括发射机本体，所述发射机本体的一端设有激光发射头，还包括底座、检测框架、聚焦透镜、反射镜片、CCD分析相机和光功率计，底座上还固接有计算机，计算机连接有显示屏，本发明的有益效果是，通过CCD分析相机和光功率计对发射机本体发出的主激光束进行多点测量，并通过计算机生成直线图在显示屏上显示，从而可以准确测量出发射机本体发出的主激光束强度和功率，本发明通过检测框架和反射镜片的设置，使得发射机本体发射的主激光束可以在检测框架中不断的反射传输，使得主激光束具有足够长的传输距离，便于进行多点测量，而且也使得整个系统的占地面积有效减小。

Description

一种发射机光束质量检测系统

技术领域

本发明涉及发射机检测技术领域，具体涉及一种发射机光束质量检测系统。

背景技术

激光发射机是一种用于发射激光的设备，自激光发射机诞生以来，已形成了激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理、激光合金化、激光熔覆、激光快速原型制造、金属零件激光直接成形、激光刻槽、激光标记和激光掺杂等十几种应用工艺，与传统的加工方法相比，具有高能密聚焦、易于操作、高柔性、高效率、高质量和节能环保等突出优点，迅速在汽车、电子、航空航天、机械、冶金、铁路和船舶等工业部门广泛应用。

但是激光发射机在生产的过程中，需要对其发射的激光束强度和功率方面的检测，由于激光具有一定的破坏性，激光直接照射会导致探测器的损坏，因此一般通过辅助装置进行发射机的检测。

专利申请号为：CN202020266393.1的中国专利公开了一种激光器光束质量测量系统的便携式光路准直装置，该装置通过聚光镜进行聚光，通过分光镜产生分光线，通过四象限复合光电探测器、光束CCD分析相机和光功率计进行光束的强度和功率检测，其虽然适合现场进行激光器的光束质量的检测，但是在具体使用的过程中，其测量的位置单一，一方面使得测量的误差较大，另一方面由于激光束在传输的过程中，其强度和功率处于一个线性衰减的过程，该装置只能反映测量位置的激光质量，而不能反映发射机发射出的激光质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种发射机光束质量检测系统，本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种发射机光束质量检测系统，包括发射机本体，所述发射机本体的一端设有激光发射头，还包括底座、检测框架、聚焦透镜、反射镜片、CCD分析相机和光功率计；所述底座的下表面四角处设有支撑组件，所述检测框架固接在底座的上表面，检测框架为正方形，检测框架的顶部扣合有盖体，所述发射机本体可拆卸式连接在检测框架的右侧板上，所述聚焦透镜可移动式连接在检测框架的后侧板内侧，且聚焦透镜正对发射机本体设置，所述反射镜片在检测框架的左侧两个拐角以及右前方的拐角处各设置一个，检测框架的右侧板内壁固接有光吸收板，所述检测框架的左右侧板及前侧板外壁各固接有一个安装盒，所述CCD分析相机固接在安装盒内，检测框架的侧板上对应CCD分析相机的位置开设有通孔，检测框架内的底座上对应各通孔的位置固接有第一分光镜片，设发射机本体所发射激光书的传输方向为上游指向下游，则各第一分光镜片的下游的底座上固接一个第二分光镜片，所述光功率计正对第二分光镜片设置。

进一步地，所述反射镜片与检测框架各侧板之间的夹角为45°，所述第一分光镜片和第二分光镜片分别与最接近的反射镜片相互平行。

进一步地，所述检测框架前方的底座上固接有计算机，所述计算机通过VGA信号线连接有显示屏，各所述CCD分析相机和光功率计的输出端口与计算机连接。

进一步地，所述计算机对CCD分析相机和光功率计的输入参数进行处理：

以发射机本体所发射激光书依次经过的CCD分析相机的位置为横坐标，以CCD分析相机所分析出的光斑强度为纵坐标做出直线图；

以发射机本体所发射激光书依次经过的光功率计的位置为横左边，以光功率计所测量的光线强度为纵坐标做出直线图。

进一步地，所述底座的上表面内嵌式固接有横向和纵向的气泡水平仪，所述支撑组件包括调节螺杆和调节脚杯，所述调节脚杯为上小下大的圆台形，调节脚杯的顶部固接有螺纹套，所述螺纹套与调节螺杆啮合。

进一步地，所述聚焦透镜的外部固接有安装框，所述安装框的后侧固接有滑板，所述检测框架的后侧板上对应滑板的位置开设有轨道槽，所述轨道槽内固接有导向杆，检测框架的后侧板外壁固接有罩体，所述罩体将轨道槽罩合在其内，罩体的左右侧板之间转动连接有移动螺杆，所述移动螺杆的右端伸出到罩体外并固接有旋钮，所述滑板与导向杆滑动连接并与移动螺杆啮合。

进一步地，所述检测框架的右侧板上正对聚焦透镜的位置开设有安装孔，所述安装孔内固接有橡胶套，所述发射机本体过盈配合在橡胶套内，检测框架的右侧板外壁对应安装孔的位置上下对称固接有滑杆，所述滑杆上前后对称滑动连接有夹板，所述夹板之间的滑杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端与夹板固定连接，两个夹板相互靠近的一侧固接有夹座，两个所述夹座相互靠近的一侧为适配发射机本体的弧形。

进一步地，所述盖体的面板内固接有茶色玻璃板。

本发明的有益效果是，通过CCD分析相机和光功率计对发射机本体发出的主激光束进行多点测量，并通过计算机生成直线图在显示屏上显示，从而可以准确测量出发射机本体发出的主激光束强度和功率，本发明通过检测框架和反射镜片的设置，使得发射机本体发射的主激光束可以在检测框架中不断的反射传输，使得主激光束具有足够长的传输距离，便于进行多点测量，而且也使得整个系统的占地面积有效减小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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：本发明所述一种发射机光束质量检测系统的结构示意图；

图2：本发明所述检测框架的内部结构示意图；

图3：本发明所述一种发射机光束质量检测系统检测时的示意图；

图4：本发明所述聚焦透镜的安装示意图；

图5：本发明所述发射机本体的安装结构示意图；

图6：本发明所述计算机、CCD分析相机和光功率计的连接示意图；

图7：本发明所述光斑强度随输送距离变化的示意图；

图8：本发明所述激光功率随输送距离变化的示意图。

附图标记如下：

A-主激光束，a1-第一分光束，a2-第二分光束，1-发射机本体，11-激光发射头，12-安装孔，13-橡胶套，14-滑杆，15-夹板，16-弹簧，17-夹座，2-底座，21-支撑组件，211-调节螺杆，212-可调脚杯，213-螺纹套，22-气泡水平仪，3-检测框架，31-盖体，311-茶色玻璃板，32-光吸收板，4-聚焦透镜，41-安装框，42-滑板，43-轨道槽，44-导向杆，45-罩体，46-移动螺杆，47-旋钮，5-反射镜片，6-CCD分析相机，61-安装盒，62-通孔，63-第一分光镜片，7-光功率计，71-第二分光镜片，8-计算机，81-显示屏。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，本发明具有以下五个具体实施例。

实施例1

一种发射机光束质量检测系统，包括发射机本体1，所述发射机本体1的一端设有激光发射头11，还包括底座2、检测框架3、聚焦透镜4、反射镜片5、CCD分析相机6和光功率计7；底座2的下表面四角处设有支撑组件21，检测框架3固接在底座2的上表面，检测框架3为正方形，检测框架3的顶部扣合有盖体31，发射机本体1可拆卸式连接在检测框架3的右侧板上，聚焦透镜4可移动式连接在检测框架3的后侧板内侧，且聚焦透镜4正对发射机本体1设置，反射镜片5在检测框架3的左侧两个拐角以及右前方的拐角处各设置一个，检测框架3的右侧板内壁固接有光吸收板32，检测框架3的左右侧板及前侧板外壁各固接有一个安装盒61，CCD分析相机6固接在安装盒61内，检测框架3的侧板上对应CCD分析相机6的位置开设有通孔62，检测框架3内的底座2上对应各通孔62的位置固接有第一分光镜片63，设发射机本体1所发射激光书的传输方向为上游指向下游，则各第一分光镜片63的下游的底座2上固接一个第二分光镜片71，光功率计7正对第二分光镜片71设置。

优选的，反射镜片5与检测框架3各侧板之间的夹角为45°，第一分光镜片63和第二分光镜片71分别与最接近的反射镜片5相互平行。

优选的，盖体31的面板内固接有茶色玻璃板311。

本实施例中：

使用时，发射机本体1通过激光发射头11发出主激光束A，主激光束A依次经过各反射镜片5的发射后被光吸收板32吸收，通过反射镜片5的设置，使得发射机本体1发射的主激光束A可以在检测框架3中不断的反射传输，使得主激光束A具有足够长的传输距离，便于进行多点测量，而且也使得整个系统的占地面积有效减小。

主激光束A经过各第一分光镜片63的位置时，分出第一分光束a1，第一分光束a1通过通孔62后照射在CCD分析相机6上形成光斑，CCD分析相机6对光斑的强度进行检测。

主激光束A经过各第二分光镜片71的位置时，分出第二分光束a2，第二分光束a2照射在光功率计7上，通过光功率计7对其功率进行检测，多点检测可以提高测量的准确度。

由于分光镜片是玻璃的，倾斜放置时会对光路有影响，使光路向一个方向偏移，为了解决这一问题，本发明中反射镜片5与检测框架3各侧板之间的夹角为45°，第一分光镜片63和第二分光镜片71分别与最接近的反射镜片5相互平行，从而对应的第一分光镜片63和第二分光镜片71成90°，从而第二分光镜片71可以对其上游的第一分光镜片63带来的光路偏移进行校正。

实施例2

与实施例1不同的地方在于，还包括以下内容：

检测框架3前方的底座2上固接有计算机8，计算机8通过VGA信号线连接有显示屏81，各CCD分析相机6和光功率计7的输出端口与计算机8连接。

优选的，计算机8对CCD分析相机6和光功率计7的输入参数进行处理：

以发射机本体1所发射激光书依次经过的CCD分析相机6的位置为横坐标，以CCD分析相机6所分析出的光斑强度为纵坐标做出直线图；

本实施例中：如图7所示，通过计算机8可以绘制出光斑强度随主激光束A传输距离而变化的直线图，从而可以计算出“0”点位置的光斑强度，即代表发射机本体1发出的主激光束A强度。

以发射机本体1所发射激光书依次经过的光功率计7的位置为横左边，以光功率计7所测量的光线强度为纵坐标做出直线图。

本实施例中：如图8所示，通过计算机8可以绘制出功率大小随主激光束A传输距离而变化的直线图，从而可以计算出“0”点位置的主激光束A功率，即代表发射机本体1发出的主激光束A功率。

实施例3

与实施例2不同的地方在于，还包括以下内容：

底座2的上表面内嵌式固接有横向和纵向的气泡水平仪22，支撑组件21包括调节螺杆211和调节脚杯212，调节脚杯212为上小下大的圆台形，调节脚杯212的顶部固接有螺纹套213，螺纹套213与调节螺杆211啮合。

本实施例中：

通过转动可调脚杯和螺纹套213的一体结构，可以对支撑组件21的高度进行调整，配合横向和纵向的气泡水平仪22，从而可以对底座2的水平度进行调节，避免光束倾斜。

实施例4

与实施例3不同的地方在于，还包括以下内容：

聚焦透镜4的外部固接有安装框41，安装框41的后侧固接有滑板42，检测框架3的后侧板上对应滑板42的位置开设有轨道槽43，轨道槽43内固接有导向杆44，检测框架3的后侧板外壁固接有罩体45，罩体45将轨道槽43罩合在其内，罩体45的左右侧板之间转动连接有移动螺杆46，移动螺杆46的右端伸出到罩体45外并固接有旋钮47，滑板42与导向杆44滑动连接并与移动螺杆46啮合。

本实施例中：

通过旋钮47可以驱动移动螺杆46转动，从而对滑板42、安装框41和聚焦透镜4的一体结构进行位置的调节，从而对不同发散角度的主激光束A均能进行良好的对焦。

实施例5

与实施例4不同的地方在于，还包括以下内容：

检测框架3的右侧板上正对聚焦透镜4的位置开设有安装孔12，安装孔12内固接有橡胶套13，发射机本体1过盈配合在橡胶套13内，检测框架3的右侧板外壁对应安装孔12的位置上下对称固接有滑杆14，滑杆14上前后对称滑动连接有夹板15，夹板15之间的滑杆14上套设有弹簧16，弹簧16的两端与夹板15固定连接，两个夹板15相互靠近的一侧固接有夹座17，两个夹座17相互靠近的一侧为适配发射机本体1的弧形。

本实施例中：

检测之前，首先将发射机本体1插入到安装孔12中，通过橡胶套13对其进行初步固定，然后在弹簧16的作用下，两个的夹板15和夹座17相互靠近，从而通过夹座17对发射机本体1进行二次固定。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种发射机光束质量检测系统，包括发射机本体，所述发射机本体的一端设有激光发射头，其特征在于：还包括底座、检测框架、聚焦透镜、反射镜片、CCD分析相机和光功率计；所述底座的下表面四角处设有支撑组件，所述检测框架固接在底座的上表面，检测框架为正方形，检测框架的顶部扣合有盖体，所述发射机本体可拆卸式连接在检测框架的右侧板上，所述聚焦透镜可移动式连接在检测框架的后侧板内侧，且聚焦透镜正对发射机本体设置，所述反射镜片在检测框架的左侧两个拐角以及右前方的拐角处各设置一个，检测框架的右侧板内壁固接有光吸收板，所述检测框架的左右侧板及前侧板外壁各固接有一个安装盒，所述CCD分析相机固接在安装盒内，检测框架的侧板上对应CCD分析相机的位置开设有通孔，检测框架内的底座上对应各通孔的位置固接有第一分光镜片，设发射机本体所发射激光书的传输方向为上游指向下游，则各第一分光镜片的下游的底座上固接一个第二分光镜片，所述光功率计正对第二分光镜片设置。

2.根据权利要求1所述的一种发射机光束质量检测系统，其特征在于：所述反射镜片与检测框架各侧板之间的夹角为45°，所述第一分光镜片和第二分光镜片分别与最接近的反射镜片相互平行。

3.根据权利要求1所述的一种发射机光束质量检测系统，其特征在于：所述检测框架前方的底座上固接有计算机，所述计算机通过VGA信号线连接有显示屏，各所述CCD分析相机和光功率计的输出端口与计算机连接。

4.根据权利要求3所述的一种发射机光束质量检测系统，其特征在于：所述计算机对CCD分析相机和光功率计的输入参数进行处理：

以发射机本体所发射激光书依次经过的CCD分析相机的位置为横坐标，以CCD分析相机所分析出的光斑强度为纵坐标做出直线图；

以发射机本体所发射激光书依次经过的光功率计的位置为横左边，以光功率计所测量的光线强度为纵坐标做出直线图。

5.根据权利要求1所述的一种发射机光束质量检测系统，其特征在于：所述底座的上表面内嵌式固接有横向和纵向的气泡水平仪，所述支撑组件包括调节螺杆和调节脚杯，所述调节脚杯为上小下大的圆台形，调节脚杯的顶部固接有螺纹套，所述螺纹套与调节螺杆啮合。

6.根据权利要求1所述的一种发射机光束质量检测系统，其特征在于：所述聚焦透镜的外部固接有安装框，所述安装框的后侧固接有滑板，所述检测框架的后侧板上对应滑板的位置开设有轨道槽，所述轨道槽内固接有导向杆，检测框架的后侧板外壁固接有罩体，所述罩体将轨道槽罩合在其内，罩体的左右侧板之间转动连接有移动螺杆，所述移动螺杆的右端伸出到罩体外并固接有旋钮，所述滑板与导向杆滑动连接并与移动螺杆啮合。

7.根据权利要求1所述的一种发射机光束质量检测系统，其特征在于：所述检测框架的右侧板上正对聚焦透镜的位置开设有安装孔，所述安装孔内固接有橡胶套，所述发射机本体过盈配合在橡胶套内，检测框架的右侧板外壁对应安装孔的位置上下对称固接有滑杆，所述滑杆上前后对称滑动连接有夹板，所述夹板之间的滑杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端与夹板固定连接，两个夹板相互靠近的一侧固接有夹座，两个所述夹座相互靠近的一侧为适配发射机本体的弧形。

8.根据权利要求1所述的一种发射机光束质量检测系统，其特征在于：所述盖体的面板内固接有茶色玻璃板。

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