CN2396375Y - 一种新型激光对中仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于激光测量技术领域,涉及一种新型激光对中仪,特征是主动靶盒的上部安装激光器1,底部安装一维PSD位置传感器件和倾角传感器,从动靶盒上部安装半透半反镜和光电开关,底部安装激光器2,信号处理电路由激光器电路、震荡器、倾角处理电路、一维PSD电路构成。同现有技术相比,准备工作简单,测量操作可由任意位置开始,标定工作简单,成本大大降低。
Description
本实用新型属于激光测量技术领域。
在电力、石油、化工、造纸、冶金等行业中，大型的旋转机械轴系联轴器的两轴对接工作，要求在空间异面的情况下，两轴的中心线对接为一直线，通常用一对平移和一对倾斜量来描述对接质量。传统的对接作业是使用百分表、塞尺人为肉眼判断。近年来出现了激光对中技术，具有快速、准确、简便易用的特点，已可完全取代传统的方法。在本实用新型以前的现有技术中，有这样一种激光对中技术(见图1)，由激光发射与接收靶盒、棱镜靶盒、和计算机(或单片机)组成，激光发射与接收靶盒的上半部是半导体激光准直光源，下部是一个二维的PSD位置传感器件，棱镜靶盒上有一直角反射镜，激光束射向直角棱镜，经两次反射后，被二维PSD器件接收，PSD将光斑转化为电信号，经计算机处理后，可得到反映两轴线位置关系得知四个数据。该技术有两个明显的不足，一是对二维的PSD器件要球很高，器件的标定工作量大、麻烦，二是为了采集数据，仪器必须连同轴一起进行360°旋转，这在某些场合由于场地和结构的限制是不可能的，因而使仪器的使用范围受到了很大的限制。
针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种在新的测量原理指导下的激光对中仪，使该仪器同现有技术相比，不仅测量准确、精度高，不需二维PSD器件，而且操作过程中更不需连同轴一起进行360°旋转，可大大提高仪器的适用范围。
现将本实用新型技术解决方案叙述如下：
本实用新型激光对中仪是在新的测量原理指导下而重新设计的(见图2)，举平移量测量为例，由图2知，O2是主动轴的回转中心，O1是从动轴靶盒的回转中心，R是激光源光束绕O1运动的半径，KR是一维PSD器件原点绕O2运动的半径，则：y＝z0+x0cosθ+y0sinθ，其中，x0、y0即是所需寻找的两轴之间的平移值，z0是开始时光斑在PSD器件上的初始位移值。倾角量测量的计算方法同上。据此，本实用新型的设计具有主动靶盒、从动粑靶盒、固定链条及信号处理电路；主动靶盒、从动粑靶盒分别由固定链条固定在主、从动轴上，其特征在于：主动靶盒的上部安装激光器1，底部安装一维PSD位置传感器件和倾角传感器，从动靶盒上部安装半透半反镜和光电开关，底部安装激光器2；其信号处理电路由激光器电路、震荡器、倾角处理电路、一维PSD电路构成，震荡器为激光器1、2提供震荡信号，两路激光信号被PSD传感接收后，送信号分离电路，信号分离电路分离出四路信号，包含反映两轴关系的平移和倾斜信息，经滤波处理为直流信号，倾角传感器同时将倾角信号送倾角处理电路，倾角与平移信号送A/D转换电路，由单片机或计算机处理。
现将附图说明如下：
图1：现有技术中的激光对中技术示意图
图2：本实用新型激光对中仪设计原理示意图
图3：本实用新型激光对中仪信号处理框图
图4：本实用新型激光对中仪信号处理电路原理图
图2中：(1)主动轴 (2)一维PSD器件 (3)主动靶盒 (4)激光器1 (5)从动轴 (6)激光器2 (7)从动靶盒 (8)光电开关 (9)半反镜 (10)、(11)固定链条 (12)倾角传感器
图3中：(13)震荡器 (14)激光器A (15)激光器B (16)倾角处理电路 (17)倾角传感器 (18)一维PSD器件 (19)信号分离电路 (20)滤波电路 (21)半透半反镜 (22)电源
震荡器(13)为激光器(14)、(15)提供震荡信号，激光器的光信号发射PSD器件(18)传感接收后，送信号分离电路(19)，倾角传感器(17)同时将信号送倾角处理电路(16)，和信号分离电路(19)，信号分离电路(19)分离出四路信号，经滤波处理为直流信号送A/D转换电路，由单片机或计算机处理。
图4中：虚线框中的电路为(13)震荡器 (14)激光器A (15)激光器B (16)倾角处理电路 (17)倾角传感器 (18)一维PSD器件 (19)信号分离电路 (20)滤波电路
信号处理电路中的震荡器(13)产生一个50％占空比的正方波，控制两路激光器(14)、(15)交替发光，为液体摆倾角传感器(17)提供交流驱动；激光器电路(14)、(15)为可开关调制的恒功率输出电路；倾角处理电路(16)是一种精密绝对值电路，输出一个与大地倾角成正比的电压信号；光电信号和倾角信号输入A/D转换器。
R6.D2、R5为充电电阻，D1、R28、R29为放电电阻，C4为震荡电容；激光器电路(14)、(15)由Z1、N1、N2、P2、R21等组成，为恒功率输出电路；倾角处理电路(16)是一种精密绝对值电路，输出一个与大地倾角成正比的电压信号，然后输入A/D转换器。
本实用新型同现有技术相比具有如下优点：
1、准备工作简单，只需将两个靶盒分别固定到主从动轴上，激光束调整到PSD的测量区域内，不必调整PSD到原点。
2、测量操作简单，可由任意位置开始，随意转过一个角度，系统即能解出答案。
3、仅用一个PSD器件，标定工作简单，成本大大降低。
Claims (2)
1、一种新型激光对中仪，具有主动靶盒、从动粑靶盒、固定链条及信号处理电路，主动靶盒、从动粑靶盒分别由固定链条固定在主、从动轴上，其特征在于：主动靶盒的上部安装激光器1，底部安装一维PSD位置传感器件和倾角传感器，从动靶盒上部安装半透半反镜和光电开关，底部安装激光器2；其信号处理电路由激光器电路、震荡器、倾角处理电路、一维PSD电路构成；震荡器为激光器12和倾角处理电路提供震荡信号；两路激光器的光信号交替发射至PSD传感接收后，送信号分离电路；倾角传感器同时将信号送倾角处理电路；经滤波处理为直流信号送A/D转换电路，由单片机或计算机处理。
2、根据权利要求1所述的一种新型激光对中仪，其特征在于：信号处理电路中的震荡器产生一个50％占空比的正方波，控制两路激光器交替发光，为液体摆倾角传感器提供交流驱动；激光器电路为可开关调制的恒功率输出电路；倾角处理电路是一种精密绝对值电路，输出一个与大地倾角成正比的电压信号；光电信号和倾角信号输入A/D转换器。
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