CN2355323Y - 全自动激光测控延伸率仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动激光测控延伸率仪，它是在数据处理器3与轧机的控制系统5之间装一自动控制装置4，激光测头14采用直接收式光路，其分束器12采用光导纤维，前端装有准直镜头(13)，在分束器12与接收透镜10之间设一滤光片11，接收透镜10与针孔光阑16之间装一光斑位置调整装置15，各种光学器件皆同光轴安装。本实用新型采用全自动控制，工作效率高，其测头的光路简单、可靠，易调整。

Description

全自动激光测控延伸率仪

本实用新型涉及一种冶金行业用的轧板监测装置。

现有技术中公开了一种专利号为94225973.4的激光监测延伸率仪，它是由分别设在轧辊前后的二台激光测头、分别与二台激光测头相连的二台信号处理器、与二台信号处理器相连的一台数据处理器和与数据处理器相连的显示装置组成，激光测头采用自准式，其光路由激光器、光分束器、发射透镜、平反镜、成像透镜、针孔光阑和光电倍增管组成，安装时，激光发射光轴垂直于被测钢板，发射透镜兼作接收透镜，在光分束器与发射透镜之间设有-45°平反镜，在与投射光轴垂直的平反镜光轴上，设有一接收成像透镜，工作时，激光器发射的单束光线被光分束器(玻璃透镜)分成二束平行光，再经发射透镜垂直聚焦于钢板上形成测点由测点，发出的光，沿原光轴返回，由接收透镜(即原发射透镜)接收后形成平行光，经45°平反镜反射成与原光轴垂直的平行光，经成像透镜聚焦于针孔光阑上并送入光电倍增管进行光电转化和滤波放大，将电信号输出给相应的信号处理器。由信号处理器输出的信息直接输入数据处理器(即一台工业用386微机)，经数据处理器处理的信息，由显示装置显示，并手动输入轧机的控制系统，控制主轧辊的压下量。

上述激光监测延伸率仪，从数据处理器发出的信息，需手动输送给轧机的控制系统，不仅增加了人力，而且人工反应较慢，影响测量精度，激光测头光路较复杂，其光分束器为玻璃棱镜的，加工较困难，且光分束器的分光距固定不变，安装位置也固定，调正较困难，测头中的光斑位置的观察，是借助于目镜，由于其结构复杂，体积大，往往观察不准，当装机后，在高空无法观察。总之，当测头中的光学器件安装定位后，由于使用过程中轧机振动，常使器件改变位置，使光路改变，造成测点不准，而重新调整又很困难。

本实用新型的目的是提供一种改进型的激光监测延伸率仪，即全自动激光测控延伸率仪，该仪器采用自动控制，工作效率提高，其激光测头的光路简单、可靠，易加工，且使用和调整方便，监测效率高。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：本实用新型包括分别设在轧辊前后的二台激光测头、分别与二台测头相连的二台信号处理器、与二台信号处理器相连的一台数据处理器和与数据处理器相连的显示装置组成，数据处理器输出的信息通过轧机的控制系统控制轧机运行，激光测头的光路包括激光器、光分束器、接收透镜、针孔光阑、光电倍增管，激光发射光轴垂直于被测钢板，其结构特点是：在数据处理器与轧机的控制系统之间增设一自动控制装置，激光测头采用直接收式光路，其光分束器采用光导纤维，在光导纤维的前端装有准直镜头，在光分束器与接收透镜之间设有一滤光片，接收透镜与针孔光阑之间设有一光斑位置调整装置，激光器、接收透镜、滤光片，光分束器、光斑位置调整装置、针孔光阑及光电倍增管安装于同一光轴上。

为方便使用，在数据处理器与自动控制装置之间安装一转换开关，通过该开关可选用手动、自动控制系统。

由于激光器寿命短，一般使用寿命只有三个月，且体积大，供电复杂，安装调试困难，故选用半导体激光器，以克服上述缺点。

由数据处理器输出的延伸率值和进口、出口速度等主要参数，经自动控制装置送至轧机的控制系统，完成自动控制，由此，生产效率提高，测头采用直接收式光路，省去复杂的光路转换，使结构简单、可靠，维修、调正方便，光利用率提高，采用光导纤维光分束器，可任意调整角度，其安装位置可变动，适应于不同距离(高度)的测量，该光分束器耐振动，可靠、易加工，采用光斑位置调整装置，与观察目镜相比，省去光导系统，调整方便、直接、准确，增加了仪器的可靠性，使用滤光片，只有单色信号被利用，其他波长的光被滤掉，由此提高光信号的质量，改善信/噪比。

图1为本实用新型实施例的工作系统框图。

图2为其测头光路系统图。

图3为其测头激光器插接结构示意图。

图4为其光斑位置调整装置示意图。

图5为本实用新型另一实施例的工作系统框图。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。由图1可知，该仪器由分设在轧辊前后的二台激光测头1、相应的二台信号处理器2、数据处理器3，显示装置6组成，在数据处理器3与轧机的控制系统5之间安装自动控制装置4，该自动控制装置4包括信号控制系统8和伺服系统9。如果要将数据处理器3输出的数据记录存档，则在显示装置中增加一台打印机7。

为方便使用，在数据处理器3与自动控制装置4之间安装一开关k，当k打开时，数据处理器3发出的信息，需手动控制轧机的控制系统5，当k关闭时，数据处理器3发出的信息，通过自动控制装置4控制轧机控制系统5，实现自动控制。数据处理器3根据情况需要可选用微机、单板机或单片机。由图2可看出，激光测头1的光路为直接收式，它是由激光器14、光分束器12、接收透镜10、针孔光阑16、光电倍增管17构成，光分束器12为光导纤维，其前端装有准直镜头13，在光分束器12与接收透镜10之间，距接收透镜10约10mm处，装有滤光片11，在针孔光阑16与接收透镜10之间距接收透镜10约80mm处，装有光斑位置调整装置15，其与针孔光阑16粘接在一起，接收透镜10、滤光片11、光分束器12、激光器14、光斑位置调整装置15、针孔光阑16、光电倍增管17安装于同一光轴上，激光器14发出的光垂直于被测钢板18。工作时，激光器14发出一束光，经光导纤维光分束器12分成二束光，交点于被测钢板18上，形成二束光的干涉条纹，干涉条纹被运动的物体的散射粒子将光信号反射至接收透镜10聚焦后，经滤光片11，光斑位置调整装置15至针孔光阑16，焦点落在针孔光阑16之后、光电倍增管17之前，光信号落在光电倍增管17窗口上，光电倍增管17将光信号转化为电信号，经放大器放大后输出。

本实用新型采用半导体激光器，以克服普通激光器所存在的缺点。

由图3可知，激光器14插接在机壳19内，在机壳19的后边分别安装前置放大器20及激光电源21。

由图4可看出，光斑位置22的外围上装有四个不同方位的光电二极管23，当光斑位置22发生偏移时，光电二极管23即可指示，并且可准确地指明方位。

本实用新型当专用于测速度、长度时，可简化其结构，如图5所示，采用一台激光测头1、一台信号处理器2、一数据处理器3、自动控制装置4、显示装置6、打印记录装置7。使用时激光测头1架设在被测运动物体的上方，直接测得该物体的运动速度，同时又能测得运动物体的实时长度。

本实用新型也适用于铜、铝等其它金属的测控。

Claims (3)

1、一种激光测控延伸率仪，包括分别设在轧辊前后的二台激光测头(1)、分别与二台激光测头(1)相连的二台信号处理器(2)、与二台信号处理器(2)相连的一台数据处理器(3)和与数据处理器(3)相连的显示装置(6)构成，数据处理器(3)输出的信息通过轧机控制系统(5)控制轧机运行，激光测头(1)的光路包括激光器(14)、光分束器(12)、接收透镜(10)、针孔光阑(16)、光电倍增管(17)，激光发射光轴垂直于被测钢板(18)，其特征在于：在数据处理器(3)与轧机的控制系统(5)之间设有一自动控制装置(4)，激光测头(1)采用直接收式光路，其光分束器(12)采用光导纤维，在光分束器(12)的前端装有准直镜头(13)，在光分束器(12)与接收透镜(10)之间设有一滤光片(11)，在针孔光阑(16)之前，即在接收透镜(10)与针孔光阑(16)之间设有一光斑位置调整装置(15)，激光器(14)、接收透镜(10)、滤光片(11)、光分束器(12)、光斑位置调整装置(15)、针孔光阑(16)及光电倍增管(17)安装于同一光轴上。

2、按照权利要求1所述的激光测控延伸率仪，其特征在于在数据处理器(3)与自动控制装置(4)之间安装一转换开关k。

3、按照权利要求1或2所述的激光测控延伸率仪，其特征在于所述的激光器(14)为半导体激光器。

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