CN113686439A - 一种线光谱共焦传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线光谱共焦传感器，包括光源、光源光纤、色散物镜、光谱仪、光谱仪光纤及光谱仪光纤固定结构。光谱仪光纤固定结构用于固定所述第二入光端，光谱仪光纤固定结构包括X向滑块、Y向滑块及底板，Y向滑块沿Y轴方向与X向滑块可拆卸式滑动连接且经由一锁止件锁定X向滑块与Y向滑块的相对位置。Y向滑块内设置有开孔，第二入光端开孔轴向滑动设于开孔内，且能够经由一限位件压合于开孔的开口以固定第二入光端，开孔的轴向沿X向滑块的宽度方向设置，X向滑块的底部设有沿X向滑块的长度方向设置的X向滑块凹槽，底板上设有与X向滑块凹槽对应的凸台。其中的光谱仪光纤固定结构解决了测量精度差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及3D精密测量技术领域，尤其涉及一种线光谱共焦传感器。
背景技术
随着精密和超精密制造业的迅速发展，对高精密的检测需求也越来越高，因此高精密的位移传感器也应运而生。超精密的位移传感器精度可达到微米级别。传统的接触式测量虽然也有较高的精度，但是由于其可能会划伤被测物体表面，而且当被测物体为弱刚性或是轻软材料时，接触式测量也会造成弹性形变，引入测量的误差，此外，接触式测量速度较慢，难以实现自动化测量，基于接触式测量存在的诸多不足，因此非接触式位移传感器受到了更大的关注。
光谱共焦传感器是一种通过光学色散原理建立距离与波长间的对应关系，利用光谱仪解码光谱信息，从而获得位置信息的装置，如图1所示，光源发出的光通过光纤耦合器后可以近似看作点光源，经过准直和色散物镜聚焦后发生光谱色散，在像面上形成沿着光轴方向不同波长连续分布的单色光焦点，且每个波长的单色光焦点到被测物体的距离都不同。当被测物处于测量范围内某一位置时，只有特定波长的光在被测面上是聚焦状态，该波长的光由于满足共焦条件，可以从被测物表面反射经过分光棱镜后返回光纤耦合器并进入光谱仪，而其他波长的光在被测物面表面处于离焦状态，反射回的光在光源处的分布远大于光纤纤芯直径，所以大部分其余波长的光线无法进入光谱仪。通过光谱仪解码得到回波光强最大处的波长值，从而测得被测物对应的距离值。由于采用了共焦技术，因此该方法具有良好的层析特性，提高了分辨力，并且对被测物特性和环境杂光不敏感。
随着3D精密测量的需求越来越广泛，线光谱共焦传感器的精度要求也越来越高，而用于线光谱共焦传感器内部的各部件和光纤相互之间的位置精度决定了整个传感器的测量精度，现有技术组装定位受限于安装人员的安装经验，安装精度相对而言不可控。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种线光谱共焦传感器，用以解决现有技术中测量精度差的问题。
本发明提供一种线光谱共焦传感器，包括：光源、光源光纤、色散物镜、光谱仪、光谱仪光纤以及光谱仪光纤固定结构；
所述光源用于产生侦测光；
所述光源光纤用于将所述侦测光转换为调制侦测光，所述光源光纤包括与所述光源耦合的第一入光端以及与所述色散物镜耦合的第一出光端；
所述色散物镜用于对所述调制侦测光进行轴向色散；
所述光谱仪光纤用于将被测物的反射光一一对应转入至光谱仪，所述光谱仪光纤包括与色散物镜耦合的第二入光端以及与所述光谱仪耦合的第二出光端；
所述光谱仪用于区分回波的波长，在相机上不同像元位置产生图像；
所述光谱仪光纤固定结构用于固定第二入光端，以方便第二入光端与立色散物镜中分光棱镜的定位和固定。所述光谱仪光纤固定结构包括X向滑块、Y向滑块以及底板，所述X向滑块的高度方向为Y轴方向，所述Y向滑块沿Y轴方向与所述X向滑块可拆卸式滑动连接，以供所述Y向滑块能够沿Y轴位移且能够经由一锁止件锁定所述X向滑块与Y向滑块的相对位置；所述Y向滑块内设置有具有开口的开孔，所述第二入光端沿所述开孔轴向滑动设于所述开孔内，且能够经由一限位件压合于所述开孔的开口以固定所述第二入光端，且所述开孔的轴向沿X向滑块的宽度方向设置以供所述第二入光端能够沿Z轴方向滑动，所述X向滑块的底部设有沿X向滑块的长度方向设置的X向滑块凹槽，所述底板上设有与X向滑块凹槽对应的凸台，以供所述X向滑块能够带动所述述第二入光端沿X轴方向滑动。
优选地，所述X向滑块包括X向滑块底座以及相对且间隔立设于所述X向滑块底座上的两个导向柱，两个导向柱之间形成限制Y向滑块沿Z轴方向移动的定位通道，两个所述导向柱的相对面上对称设有卡合缺口，所述Y向滑块一侧的相对两端对应所述卡合缺口设置有卡合凸台，以供所述卡合凸台可沿Y轴方向滑动设于所述卡合缺口内，所述锁止件可穿设于所述导向柱并经由所述卡合缺口延伸至所述卡合凸台，以锁定所述X向滑块与Y向滑块的相对位置。
优选地，所述底板与所述X向滑块可经由一锁定件锁止两者的相对位置。
优选地，还包括用于调节定位光源和光源光纤的光源光纤入光口固定结构，所述光源光纤入光口固定结构包括用于固定光源的光源固定单元以及与所述光源固定单元可拆卸式滑动连接且用于固定第一入光端的光纤头固定单元，以通过调节所述光源固定单元与所述光纤头固定单元的相对位置以定位所述第一入光端和所述光源。
优选地，所述光源固定单元包括光源支座和光源罩，所述光源支座与所述光源可拆卸式固定连接，所述光源罩罩设于所述光源且与所述光源支座固定连接，所述光源罩对应所述光源的出光端开设有与所述出光端相连通的通光孔；
所述光纤头固定单元包括光纤接头、光纤支座及定位件；所述第一入光端的通光轴穿设于所述光纤支座的一侧且经由所述光纤接头固设于所述光纤支座的另一侧；所述光源支座沿光源出光方向开设有导向滑槽，所述光纤支座滑动设于所述导向滑槽上，滑动状态下所述通光轴与所述通光孔同轴设置，以供所述通光轴能够沿导向滑槽的导向与所述光源耦合并可经由所述定位件固定。
优选地，所述光源支座包括沿水平方向布设形成有所述导向滑槽的导向部以及与所述导向部相垂直且固定连接的光源定位部，所述光源定位部上开设有光源定位孔，所述光源与所述光源定位孔可拆卸连接，所述光源的出光端朝向所述导向滑槽设置。
优选地，所述光纤支座包括沿水平方向布设且与所述导向滑槽滑动连接的滑块以及与所述滑块相垂直且固定连接以用于固定通光轴的光纤头定位部，所述滑块上设有沿所述导向滑槽的导向方向设置的条形定位孔，所述定位件能够经由所述条形定位孔可拆卸式穿设于所述光源支座内，以固定所述光源支座与所述滑块的相对位置。
优选地，所述光纤头定位部包括光纤接头定位板，开设于所述光纤接头定位板上的光纤接头定位卡槽，以及开设于所述定位卡槽中供所述通光轴穿设的通孔，所述光纤接头可拆卸式卡合于所述定位卡槽中，所述通光轴经由通孔延伸出所述光纤接头的一侧，以固定所述通光轴。
优选地，还包括用于定位和固定第一出光端的光源光纤出光口固定结构，以方便线光谱共焦传感器中第一出光端与分光棱镜的定位和固定。所述光源光纤出光口固定结构包括第一光纤头夹持座以及第一定位插件，所述第一光纤头夹持座与所述色散物镜的输入端固定连接，所述第一光纤头夹持座包括第一夹持座固定部以及与第一夹持座固定部固定连接的第一夹持座连接部，所述第一夹持座连接部上开设有指向色散物镜中分光棱镜的第一夹持座定位孔，所述第一出光端可拆卸式插置于所述夹持座定位孔中，所述第一定位插件可穿设于所述第一夹持座连接部并延伸至所述第一夹持座定位孔以抵触固定所述第一出光端，以供所述第一出光端与所述分光棱镜光路耦合。
优选地，还包括用于第二出光端固定的光谱仪光纤出光口固定结构，以方便第二出光端与光谱仪中透镜之间的定位与固定，所述光谱仪光纤出光口固定结构包括第二光纤头夹持座以及第二定位插件，所述第二光纤头夹持座包括固设于底板上的第二夹持座固定部以及与第二夹持座固定部固定连接的第二夹持座连接部，所述第二夹持座连接部上开设有指向光谱仪入口端透镜的第二夹持座定位孔，所述第二出光端可拆卸式插置于所述第二夹持座定位孔中，所述第二定位插件可穿设于所述第二夹持座连接部并延伸至所述第二夹持座定位孔以抵触固定所述第二出光端，以供所述第二出光端与所述光谱仪入口端透镜光路耦合。
本申请提供的一种线光谱共焦传感器，把光谱仪光纤的第二入光端插入到Y向滑块的开孔中，通过孔轴配合实现其轴线运动，即实现了光谱仪光纤入光口能够沿Z轴方向滑动，然后通过限位件将开孔压紧，实现光源光纤入光口的固定。Y向滑块沿X向滑块的高度方向与所述X向滑块可拆卸式滑动连接，X向滑块的高度方向为Y轴方向，Y向滑块能够沿Y轴位移且能够经由一锁止件锁定X向滑块与Y向滑块的相对位置，从而实现第二入光端在Y轴方向上的调整固定。通过底板上设有与X向滑块凹槽对应的凸台，利用这组配合关系，实现在X方向上的滑动，从而实现第二入光端在X方向上的调整，位置确定后，可通过锁定件将X向滑块固定在底板上。至此，实现了第二入光端在X、Y、Z三个方向上的调整，实现了其与分光棱镜的位置的定位及固定。此结构的优势主要是方便第二入光端在X、Y、Z三个方向上的调整，实现其与分光棱镜的位置关系，从而达到光路效果，实现精度要求。
另外，光源端光纤头固定结构与现有技术相比，通过将光源罩固定在光源支座上，同时将光源包裹住，只露出一个通光孔，起到遮杂散光的作用，同时方便光源散热。通过所述光源固定单元与光纤头固定单元可拆卸式滑动连接，且滑动状态下所述通光轴与所述通光孔同轴设置，可实现光源光纤入口与光源之间的距离调节，并可通过定位件可实现光源光纤入口与光源之间位相对置的快速固定。
附图说明
图1为本发明提供的线光谱共焦传感器一实施例中的结构示意图；
图2为图1中光谱仪光纤固定结构的结构示意图；
图3为图2的爆炸图；
图4为图1中光源端光纤头固定结构的结构示意图；
图5为图4的爆炸图；
图6为图1中光源光纤出光口固定结构的结构示意图；
图7为图6的爆炸图；
图8为图1中光谱仪光纤出光口固定结构的结构示意图；
图9为图8的爆炸图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
如图1-3所示，本实施例中的一种一种线光谱共焦传感器，其特征在于，包括：光源10、光源光纤20、色散物镜30、光谱仪40、光谱仪光纤50以及光谱仪光纤固定结构60。
所述光源10用于产生侦测光。
所述光源光纤20用于将所述侦测光转换为调制侦测光，所述光源光纤20包括与所述光源耦合的第一入光端21以及与所述色散物镜30耦合的第一出光端22。
所述色散物镜30用于对所述调制侦测光进行轴向色散。
所述光谱仪光纤50用于将被测物的反射光一一对应转入至光谱仪40，所述光谱仪光纤50包括与色散物镜30耦合的第二入光端51以及与所述光谱仪40耦合的第二出光端52。
所述光谱仪40用于区分回波的波长，在相机上不同像元位置产生图像。
所述光谱仪光纤固定结构60用于固定第二入光端51，以方便第二入光端51与分光棱镜的定位与固定。所述光谱仪光纤固定结构60包括X向滑块61、Y向滑块62以及底板，所述X向滑块61的高度方向为Y轴方向，所述Y向滑块62沿Y轴方向与所述X向滑块61可拆卸式滑动连接，以供所述Y向滑块62能够沿Y轴位移且能够经由一锁止件锁定所述X向滑块61与Y向滑块62的相对位置。所述Y向滑块62内设置有具有开口的开孔，开孔形状匹配光纤外部轮廓设置，本实施例中，开孔为C形孔621，所述第二入光端51沿所述C形孔621轴向滑动设于所述C形孔621内，且能够经由一限位件压合于所述C形孔621的开口以固定所述第二入光端51，且所述C形孔621的轴向沿X向滑块61的宽度方向设置以供所述第二入光端51能够沿Z轴方向滑动，所述X向滑块61的底部设有沿X向滑块61的长度方向设置的X向滑块凹槽611，所述底板上设有与X向滑块凹槽611对应的凸台，以供所述X向滑块61能够带动所述述第二入光端51沿X轴方向滑动。
该线光谱共焦传感器，通过把光谱仪光纤50的第二入光端51插入到Y向滑块62的C形孔621中，通过孔轴配合实现其轴线运动，即实现了光谱仪光纤入光口能够沿Z轴方向滑动，然后通过限位件将C形孔621压紧，实现光源光纤入光口的固定。Y向滑块62沿X向滑块61的高度方向与所述X向滑块61可拆卸式滑动连接，X向滑块61的高度方向为Y轴方向，Y向滑块62能够沿Y轴位移且能够经由一锁止件锁定X向滑块61与Y向滑块62的相对位置，从而实现第二入光端51在Y轴方向上的调整固定。通过底板上设有与X向滑块凹槽611对应的凸台，利用这组配合关系，实现在X方向上的滑动，从而实现第二入光端51在X方向上的调整，位置确定后，可通过锁定件将X向滑块61固定在底板上。至此，实现了第二入光端51在X、Y、Z三个方向上的调整，实现了其与色散物镜30中分光棱镜的位置的定位及固定。此结构的优势主要是方便第二入光端51在X、Y、Z三个方向上的调整，实现其与分光棱镜的位置关系，从而达到光路效果，实现精度要求。
进一步地，所述X向滑块61包括X向滑块底座612以及相对且间隔立设于所述X向滑块底座612上的两个导向柱613，两个导向柱613之间形成限制Y向滑块62沿Z轴方向移动的定位通道，两个所述导向柱613的相对面上对称设有卡合缺口6131，所述Y向滑块62一侧的相对两端对应所述卡合缺口6131设置有卡合凸台622，以供所述卡合凸台622可沿Y轴方向滑动设于所述卡合缺口6131内，所述锁止件可穿设于所述导向柱613并经由所述卡合缺口6131延伸至所述卡合凸台622，以锁定所述X向滑块61与Y向滑块62的相对位置。实际应用中，X向滑块还包括相对且间隔立设于X向滑块底座上的两个定位柱614，两定位柱614和两导向柱613之间形成供Y向滑块C形孔621穿设的容纳腔，两导向柱613之间形成供Y向滑块62沿X轴方向滑入的滑动通道，当Y向滑块62经由滑动通道定位于容纳腔中时，多个锁止件可分别经由定位柱和导向柱与Y向滑块62的周壁相连接。
可以理解，所述底板与所述X向滑块61可经由一锁定件锁止两者的相对位置。
参阅图4和图5所示，该线光谱共焦传感器还包括用于调节定位光源10和光源光纤20的光源光纤入光口固定结构70，所述光源光纤入光口固定结构70包括用于固定光源的光源固定单元71以及与所述光源固定单元71可拆卸式滑动连接且用于固定第一入光端21的光纤头固定单元72，以通过调节所述光源固定单元71与所述光纤头固定单元72的相对位置以定位所述第一入光端21和所述光源10。
本实施例中，所述光源固定单元71包括光源支座711和光源罩712，所述光源支座711与所述光源10可拆卸式固定连接，所述光源罩712罩设于所述光源10且与所述光源支座711固定连接，所述光源罩712对应所述光源10的出光端开设有与所述出光端相连通的通光孔。
所述光纤头固定单元72包括光纤接头721、光纤支座722及定位件。所述第一入光端21的通光轴211穿设于所述光纤支座722的一侧且经由所述光纤接头721固设于所述光纤支座722的另一侧。所述光源支座711沿光源出光方向开设有导向滑槽7111，所述光纤支座722滑动设于所述导向滑槽7111上，滑动状态下所述通光轴211与所述通光孔同轴设置，以供所述通光轴能够沿导向滑槽7111的导向与所述光源10耦合并可经由所述定位件固定。
通过将光源罩712固定在光源支座711上，同时将光源10包裹住，只露出一个通光孔，起到遮杂散光的作用，同时方便光源散热。通过所述光源固定单元71与光纤头固定单元72可拆卸式滑动连接，且滑动状态下所述通光轴与所述通光孔同轴设置，可实现光源光纤入口与光源10之间的距离调节，并可通过定位件可实现光源光纤入口与光源10之间位相对置的快速固定。
实际应用中，所述光源支座711包括沿水平方向布设形成有所述导向滑槽7111的导向部以及与所述导向部相垂直且固定连接的光源定位部，所述光源定位部上开设有光源定位孔，所述光源10与所述光源定位孔可拆卸连接，所述光源10的出光端朝向所述导向滑槽7111设置。
所述光纤支座722包括沿水平方向布设且与所述导向滑槽7111滑动连接的滑块以及与所述滑块相垂直且固定连接以用于固定通光轴211的光纤头定位部，所述滑块上设有沿所述导向滑槽7111的导向方向设置的条形定位孔7221，所述定位件能够经由所述条形定位孔7221可拆卸式穿设于所述光源支座722内，以固定所述光源支座722与所述滑块的相对位置。
所述光纤头定位部包括光纤接头定位板，开设于所述光纤接头定位板上的光纤接头定位卡槽7222，以及开设于所述定位卡槽7222中供所述通光轴211穿设的通孔，所述光纤接头721可拆卸式卡合于所述定位卡槽7222中，所述通光轴211经由通孔延伸出所述光纤接头721的一侧，以固定所述通光轴211。
参阅图6和图7所示，
该线光谱共焦传感器还包括用于定位和固定第一出光端22的光源光纤出光口固定结构80，以方便第一出光端22与分光棱镜之间的定位与固定。
所述光源光纤出光口固定结构80包括第一光纤头夹持座81以及第一定位插件，所述第一光纤头夹持座81与所述色散物镜30的输入端固定连接，所述第一光纤头夹持座81包括第一夹持座固定部811以及与第一夹持座固定部811固定连接的第一夹持座连接部812，所述第一夹持座连接部上开设有指向色散物镜30中分光棱镜的第一夹持座定位孔8121，所述第一出光端22可拆卸式插置于所述夹持座定位孔8121中，所述第一定位插件可穿设于所述第一夹持座连接部812并延伸至所述第一夹持座定位孔8121以抵触固定所述第一出光端22，以供所述第一出光端22与所述分光棱镜光路耦合。实际应用中，第一夹持座连接部812上开设有供第一定位插件插设的锁孔82。
参阅图8和图9所示，该线光谱共焦传感器还包括用于固定的光谱仪光纤出光口固定结构90，以方便第二出光端52与光谱仪40入口端透镜的定位与固定。所述光谱仪光纤出光口固定结构90包括第二光纤头夹持座91以及第二定位插件，所述第二光纤头夹持座91包括固设于底板上的第二夹持座固定部911以及与第二夹持座固定部911固定连接的第二夹持座连接部912，所述第二夹持座连接部912上开设有指向光谱仪40入口端透镜的第二夹持座定位孔9121，所述第二出光端52可拆卸式插置于所述第二夹持座定位孔9121中，所述第二定位插件可穿设于所述第二夹持座连接部并延伸至所述第二夹持座定位孔9121以抵触固定所述第二出光端52，以供所述第二出光端52与所述光谱仪40入口端透镜光路耦合。实际应用中，第二夹持座连接部912上开设有供第二定位插件插设的锁孔92。
本线光谱共焦传感器的具体原理如图1-9所示，其中的光源光纤入光口固定结构70用于线光谱共焦传感器中光源光纤第一入光端21和光源10之间的定位和固定。首先将光源10通过螺纹连接固定在光源支座711上，然后通过螺钉将光源罩712固定在光源支座711上，同时将光源包裹住，只露出一个通光孔，起到遮杂散光的作用。
将光源光纤20的第一入光端21先穿过光纤支座722上的圆孔，然后通过螺纹连接与光纤接头721进行紧固。然后通过螺钉将光纤接头721固定在光纤支座722上。再将光纤支座722放入光源支座711的导向滑槽7111中，以及将光源光纤入口上的通光轴211插入光源罩712的通光孔中，通过光纤支座722上的条形定位孔7221利用螺钉进行紧固。
调节光源光纤第一入光端21与光源10之间的距离时，可先松开光纤支座722上条形定位孔7221里的螺钉，然后滑动光纤支座722，即可完成此距离调整，距离确定后，再进螺钉拧紧进行紧固。此结构的优势主要是方便光源散热，方便光源光纤入口与光源10之间的定位及固定。
本发明中的光源光纤出光口固定结构80，用于定位和固定第一出光端22与色散物镜30。首先将第一出光端22插入第一光纤头夹持座81的矩形孔中，然后通过其四周的螺纹孔采用紧定螺钉将其紧固。再将第一光纤头夹持座81通过销轴和螺钉固定在色散物镜30的侧端面上。调节第一出光端22与色散物镜30中分光棱镜的距离时，可先松开四周的紧定螺钉，然后将第一出光端22在矩形孔里滑动，实现距离的调整，待距离确定时，再拧紧四周的紧定螺钉对其进行紧固。此结构主要方便了第一出光端22与分光棱镜的定位和固定。
本发明中的光谱仪光纤固定结构60，用于线光谱共焦传感器中第二入光端51与色散物镜30的定位与固定。首先把光谱仪光纤50的第二入光端51插入到Y向滑块的C形孔621中，通过孔轴配合实现其轴线运动，然后通过螺钉将C形孔621压紧，实现第二入光端51的固定。同时，可在C形孔的上方增加两个螺纹孔，然后利用紧定螺钉(限位件)对第二入光端加强紧固。该C形孔结构相比现有的固定式三轴调节方式具有调节速度快的特点，当光谱仪光纤50损坏时，可实现光谱仪光纤50快速更换，且，X向滑块和Y向滑块的滑动式配合，其结构简单，相比自动化控制类三轴调节方式占用空间小、结构紧凑，出现损坏时，可快速更换对应的滑块。
将Y向滑块62放入X向滑块61的容纳腔中，通过导向柱613的导向实现在Y轴方向上的滑动，从而实现第二入光端51在Y方向上的调整。位置确定后，通过布置在X向滑块61上的螺纹孔，利用紧固螺钉(锁止件)对Y向滑块62进行紧固。
最后将X向滑块放线光谱共焦传感器的底板上，底板上设有与X向滑块凹槽611对应的凸台，利用这组配合关系，实现在X轴方向上的滑动，从而实现光谱仪光纤第二入光端51在X方向上的调整，位置确定后，通过螺钉(锁定件)将X向滑块固定在地板上。至此，便完成了光谱仪光纤第二入光端在X、Y、Z三个方向上的调整，实现了其与色散物镜中分光棱镜的位置关系。此结构的优势主要是方便光谱仪光纤第二入光端在X、Y、Z三个方向上的调整，实现其与色散物镜的位置关系，从而达到光路效果，实现精度要求。
本发明中的光谱仪光纤出光口固定结构90，用于第二出光端52与光谱仪40入口端透镜定位与固定。首先将光谱仪光纤50第二出光端52插入第二光纤头夹持座的圆形孔中，靠孔轴配合实现其轴向运动，然后通过插入到第二光纤头夹持座91里的销轴与光谱仪光纤第二出光端52配合，实现第二出光端52在竖直方向上的定位，然后再通过第二光纤头夹持座上的螺纹孔利用紧定螺钉对光谱仪光纤第二出光端52进行固定。调节第二出光端52与光谱仪40入口端透镜的距离时，可先松开周围的紧定螺钉，然后将光谱仪光纤出光口在圆形孔里滑动，实现距离的调整，待距离确定时，再拧紧周围的紧定螺钉对其进行紧固。此结构的优势主要是方便光谱仪光纤第二出光端与光谱仪入口端透镜的定位与固定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种线光谱共焦传感器，其特征在于，包括：光源、光源光纤、色散物镜、光谱仪、光谱仪光纤以及光谱仪光纤固定结构；
所述光源用于产生侦测光；
所述光源光纤用于将所述侦测光转换为调制侦测光，所述光源光纤包括与所述光源耦合的第一入光端以及与所述色散物镜耦合的第一出光端；
所述色散物镜用于对所述调制侦测光进行轴向色散；
所述光谱仪光纤用于将被测物的反射光一一对应转入至光谱仪，所述光谱仪光纤包括与色散物镜耦合的第二入光端以及与所述光谱仪耦合的第二出光端；
所述光谱仪用于区分回波的波长，在相机上不同像元位置产生图像；
所述光谱仪光纤固定结构用于固定所述第二入光端，所述光谱仪光纤固定结构包括X向滑块、Y向滑块以及底板，所述X向滑块的高度方向为Y轴方向，所述Y向滑块沿Y轴方向与所述X向滑块可拆卸式滑动连接，以供所述Y向滑块能够沿Y轴位移且能够经由一锁止件锁定所述X向滑块与Y向滑块的相对位置；所述Y向滑块内设置有具有开口的开孔，所述第二入光端沿所述开孔轴向滑动设于所述开孔内，且能够经由一限位件压合于所述开孔的开口以固定所述第二入光端，且所述开孔的轴向沿X向滑块的宽度方向设置以供所述第二入光端能够沿Z轴方向滑动，所述X向滑块的底部设有沿X向滑块的长度方向设置的X向滑块凹槽，所述底板上设有与X向滑块凹槽对应的凸台，以供所述X向滑块能够带动所述述第二入光端沿X轴方向滑动。
2.根据权利要求1所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，所述X向滑块包括X向滑块底座以及相对且间隔立设于所述X向滑块底座上的两个导向柱，两个导向柱之间形成限制Y向滑块沿Z轴方向移动的定位通道，两个所述导向柱的相对面上对称设有卡合缺口，所述Y向滑块一侧的相对两端对应所述卡合缺口设置有卡合凸台，以供所述卡合凸台可沿Y轴方向滑动设于所述卡合缺口内，所述锁止件可穿设于所述导向柱并经由所述卡合缺口延伸至所述卡合凸台，以锁定所述X向滑块与Y向滑块的相对位置。
3.根据权利要求1所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，所述底板与所述X向滑块可经由一锁定件锁止两者的相对位置。
4.根据权利要求1所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，还包括用于调节定位光源和光源光纤的光源光纤入光口固定结构，所述光源光纤入光口固定结构包括用于固定光源的光源固定单元以及与所述光源固定单元可拆卸式滑动连接且用于固定第一入光端的光纤头固定单元，以通过调节所述光源固定单元与所述光纤头固定单元的相对位置以定位所述第一入光端和所述光源。
5.根据权利要求4所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，所述光源固定单元包括光源支座和光源罩，所述光源支座与所述光源可拆卸式固定连接，所述光源罩罩设于所述光源且与所述光源支座固定连接，所述光源罩对应所述光源的出光端开设有与所述出光端相连通的通光孔；
所述光纤头固定单元包括光纤接头、光纤支座及定位件；所述第一入光端的通光轴穿设于所述光纤支座的一侧且经由所述光纤接头固设于所述光纤支座的另一侧；所述光源支座沿光源出光方向开设有导向滑槽，所述光纤支座滑动设于所述导向滑槽上，滑动状态下所述通光轴与所述通光孔同轴设置，以供所述通光轴能够沿导向滑槽的导向与所述光源耦合并可经由所述定位件固定。
6.根据权利要求5所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，所述光源支座包括沿水平方向布设形成有所述导向滑槽的导向部以及与所述导向部相垂直且固定连接的光源定位部，所述光源定位部上开设有光源定位孔，所述光源与所述光源定位孔可拆卸连接，所述光源的出光端朝向所述导向滑槽设置。
7.根据权利要求6所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，所述光纤支座包括沿水平方向布设且与所述导向滑槽滑动连接的滑块以及与所述滑块相垂直且固定连接以用于固定通光轴的光纤头定位部，所述滑块上设有沿所述导向滑槽的导向方向设置的条形定位孔，所述定位件能够经由所述条形定位孔可拆卸式穿设于所述光源支座内，以固定所述光源支座与所述滑块的相对位置。
8.根据权利要求7所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，所述光纤头定位部包括光纤接头定位板，开设于所述光纤接头定位板上的光纤接头定位卡槽，以及开设于所述定位卡槽中供所述通光轴穿设的通孔，所述光纤接头可拆卸式卡合于所述定位卡槽中，所述通光轴经由通孔延伸出所述光纤接头的一侧，以固定所述通光轴。
9.根据权利要求1所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，还包括用于定位和固定第一出光端的光源光纤出光口固定结构，所述光源光纤出光口固定结构包括第一光纤头夹持座以及第一定位插件，所述第一光纤头夹持座与所述色散物镜的输入端固定连接，所述第一光纤头夹持座包括第一夹持座固定部以及与第一夹持座固定部固定连接的第一夹持座连接部，所述第一夹持座连接部上开设有指向色散物镜中分光棱镜的第一夹持座定位孔，所述第一出光端可拆卸式插置于所述夹持座定位孔中，所述第一定位插件可穿设于所述第一夹持座连接部并延伸至所述第一夹持座定位孔以抵触固定所述第一出光端，以供所述第一出光端与所述分光棱镜光路耦合。
10.根据权利要求1所述的线光谱共焦传感器，其特征在于，还包括用于第二出光端固定的光谱仪光纤出光口固定结构，所述光谱仪光纤出光口固定结构包括第二光纤头夹持座以及第二定位插件，所述第二光纤头夹持座包括固设于底板上的第二夹持座固定部以及与第二夹持座固定部固定连接的第二夹持座连接部，所述第二夹持座连接部上开设有指向光谱仪入口端透镜的第二夹持座定位孔，所述第二出光端可拆卸式插置于所述第二夹持座定位孔中，所述第二定位插件可穿设于所述第二夹持座连接部并延伸至所述第二夹持座定位孔以抵触固定所述第二出光端，以供所述第二出光端与所述光谱仪入口端透镜光路耦合。
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