JPH09297091A - レーザ光強度分布補正装置 - Google Patents

レーザ光強度分布補正装置

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JPH09297091A
JPH09297091A JP11382296A JP11382296A JPH09297091A JP H09297091 A JPH09297091 A JP H09297091A JP 11382296 A JP11382296 A JP 11382296A JP 11382296 A JP11382296 A JP 11382296A JP H09297091 A JPH09297091 A JP H09297091A
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JP
Japan
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laser
intensity distribution
sheet
slit
laser sheet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11382296A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Iwasaki
誠司 岩崎
Yoshihiro Deguchi
祥啓 出口
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】短時間で正確なレーザ光強度分布の補正を行な
えるレーザ光強度分布補正装置を提供すること。 【構成】発生されたレーザ光(2)をシート状にしたレ
ーザシート4を測定部5へ照射する照射手段(31,3
2)と、この照射手段(31,32)と前記測定部5と
の間に設けられ、スリット14または遮光板を前記レー
ザシート4内でその幅方向へ移動させる移動手段(1
3)と、前記照射手段(31,32)と前記測定部5と
の間に設けられ、前記レーザシート4を所定方向へ反射
させる反射手段(8)と、この反射手段(8)で反射さ
れたレーザシートと前記測定部5に照射されたレーザシ
ートを個別に検出する検出手段(9,6)と、を備え、
前記検出手段(9,6)による各検出結果を対応させる
ことでレーザ光強度分布を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン、ボ
イラ、エンジン等の内部現象の計測に適用されるレーザ
光強度分布補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にガスタービン、ボイラ、エンジン
等の装置内部では複雑な現象が発生している。これら各
装置内部の温度、圧力、成分、濃度等を瞬時に非接触で
二次元的に計測する方法として、LIF(Laser Induce
d Fluorescence)法(レーザ励起蛍光法)が用いられて
いる。
【0003】図3は、従来のLIF法による計測装置の
構成を示す図である。レーザ発振器1から発射されたレ
ーザビーム2は、レンズ31,32により薄い広幅の光
束であるレーザシート4になり、測定部5に入射する。
測定部5内の気体は、レーザシート4が照射されると、
その温度、圧力、成分、濃度等に応じて蛍光を発生す
る。測定部5に照射されるレーザはシート状であるの
で、蛍光もシート状になって現れ、この蛍光をCCDカ
メラ6で撮像する。さらにCCDカメラ6で撮像された
蛍光の強度分布を画像解析装置7で解析することによ
り、測定部5内の現象12の温度、圧力、成分、濃度等
を二次元的に求める。
【0004】ここでレーザシート4内のレーザ強度は、
図3にAで示すようにその光の強度にばらつきがあり、
レーザ強度分布を均一にするのは困難である。そのため
計測結果に対し、レーザ光強度分布に以下のような補正
を施している。
【0005】例えば補正の第1の方法として、レーザ光
照射により蛍光を発する気体を測定部5内にできるだけ
均一に入れ、レーザシート4を測定部5に照射し、気体
が発した蛍光をCCDカメラ6で撮像する方法がある。
この方法では、得られた蛍光強度分布はレーザ光の強度
に比例すると仮定し、現象の測定結果の補正に用いる。
【0006】また補正の第2の方法として、レーザシー
ト4が測定部5に入射する前に、図3に示すビームスプ
リッタ8でレーザ光の一部を反射させ、受光素子が直線
状に配されたラインセンサ9でレーザシート4の強度分
布を一次元的に検知する方法がある。この方法では、ラ
インセンサ9で検知した強度分布をレーザシート4の強
度分布として、CCDカメラ6による計測結果に補正を
施す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】レーザ光強度分布の補
正の際、上述した従来の二つの方法にはそれぞれ以下の
ような問題がある。 (1) 測定部5に蛍光を発する気体を充填する第1の方法
の場合、気体の温度、濃度等を均一に保つことは困難で
あり、これらの条件に空間的な分布があると、蛍光強度
分布がレーザ光の強度分布に比例しなくなり、補正が不
正確になる。 (2) ビームスプリッタ8とラインセンサ9を用いる第2
の方法の場合、CCDカメラ6で撮像した画像とライン
センサ9による検出結果との位置関係の対応が困難であ
り、その位置関係の対応にずれがあれば、レーザ光強度
分布の補正が不正確になる。 本発明の目的は、短時間で正確なレーザ光強度分布の補
正を行なえるレーザ光強度分布補正装置を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明のレーザ光強度分布補正装置は
以下の如く構成されている。本発明のレーザ光強度分布
補正装置は、発生されたレーザ光をシート状にしたレー
ザシートを測定部へ照射する照射手段と、この照射手段
と前記測定部との間に設けられ、スリットまたは遮光板
を前記レーザシート内でその幅方向へ移動させる移動手
段と、前記照射手段と前記測定部との間に設けられ、前
記レーザシートを所定方向へ反射させる反射手段と、こ
の反射手段で反射されたレーザシートと前記測定部に照
射されたレーザシートを個別に検出する検出手段と、を
備え、前記検出手段による各検出結果を対応させること
でレーザ光強度分布を補正するよう構成されている。
【0009】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。本発明のレーザ光強度分布補正装置によれば、
スリットまたは遮光板を前記レーザシート内でその幅方
向へ移動させ、所定方向へ反射されたレーザシートと前
記測定部に照射されたレーザシートを検出し、対応させ
ることでレーザ光強度分布を補正するので、前記スリッ
トまたは遮光板を介した前記レーザシートの位置と強度
を、前記測定部での計測結果と反射されたレーザシート
の検出結果との間で対応させることにより、前記スリッ
トまたは遮光板の位置に対応したレーザ光強度の補正が
行なえる。すなわち、例えばCCDカメラで撮像された
画像とラインセンサによる検出結果との位置関係の対応
が正確になり、前述したようにして得られた二つのレー
ザ光強度分布から補正値を求めることで、短時間で正確
なレーザ光強度分布の補正を行なうことが可能になる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態に係るレーザ光強度分布補正装置の構成を示す図であ
る。なお、当該レーザ光強度分布補正装置は上述したL
IF法による測定を行なうものであり、図1において図
3と同一な部分には同一符号を付してある。レーザ発振
器1から発射されたレーザビーム2は、レンズ31,3
2により薄い広幅の光束であるレーザシート4になり、
測定部5に入射する。測定部5内の気体は、レーザシー
ト4が照射されると、その温度、圧力、成分、濃度等に
応じて蛍光を発生する。測定部5に照射されるレーザは
シート状であるので、蛍光もシート状になって現れ、こ
の蛍光をCCDカメラ6で撮像する。
【0011】CCDカメラ6には画像解析装置7が接続
されており、画像解析装置7にはラインセンサ信号処理
装置10を介して受光素子が直線状に配されたラインセ
ンサ9が接続されている。CCDカメラ6で撮像された
蛍光の強度分布を画像解析装置7で解析することによ
り、測定部5内の現象12の温度、圧力、成分、濃度等
が二次元的に求められる。
【0012】レンズ32と測定部5との間の空間におい
て、レーザシート4の進行方向に対して垂直にかつレー
ザシート4の幅方向に対して平行に、レール13が設置
されている。さらにレール13上に、図示しないパルス
モータによりレール13上を移動するスリット14が設
置されている。
【0013】またレーザシート4の光路におけるレール
13と測定部5との間の空間に、ビームスプリッタ8が
レーザシート4の進行方向に対して斜めに配置されてい
る。このビームスプリッタ8はレーザ光の一部を反射さ
せるものであり、その反射光がラインセンサ9で受光さ
れる。ラインセンサ9では、受光したレーザシート4の
強度分布を一次元的に検知する。
【0014】スリット14の開口部を通ったレーザ光
(スリット通過光)15は、上述したようにCCDカメ
ラ6とラインセンサ9で検出される。このスリット14
を通過したレーザ光15の位置と強度を、信号処理装置
10で処理されたラインセンサ9の検出結果と画像処理
装置7で処理されたCCDカメラ6の計測結果との間
で、図示しない制御手段により対応させる。
【0015】これにより、スリット14のレール13に
沿った各移動位置でのレーザ光強度の補正が行なえる。
スリット14はパルスモータでレール13上を移動する
ので、スリット14をレーザシート4内の幅方向に移動
させることにより、レーザシート4全体の強度分布の補
正を行なうことができる。
【0016】本第1の実施の形態のレーザ光強度分布補
正装置は、レーザシート4上にスリット14を設置する
ことで、スリット14の開口部を通ったレーザ光15が
CCDカメラ6とラインセンサ9で検知される。このス
リット14を通過したレーザ光15の位置と強度(光強
度分布)を、CCDカメラ6の計測結果とラインセンサ
9の検出結果との間で対応させることにより、スリット
14の位置に対応したレーザ光強度の補正が行なえる。
またスリット14はパルスモータで移動するので、レー
ザシート14内を移動させることにより、レーザシート
14全体の強度分布の補正を行なうことができる。
【0017】(第2の実施の形態)図2は、本発明の第
2の実施の形態に係るレーザ光強度分布補正装置の構成
を示す図である。なお、当該レーザ光強度分布補正装置
は上述したLIF法による測定を行なうものであり、図
2において図1,図3と同一な部分には同一符号を付
し、説明を省略する。
【0018】レンズ32と測定部5との間の空間におい
て、レーザシート4の進行方向に対して垂直にかつレー
ザシート4の幅方向に対して平行に、レール13が設置
されている。さらにレール13上に、図示しないパルス
モータによりレール13上を移動する遮光板11が設置
されている。その他の構成は図1に示したものと同様で
ある。
【0019】ラインセンサ9による検出結果とCCDカ
メラ6で撮像された画像では、レーザシート4において
遮光板11により遮られた部分が、影Sとして検出され
る。そこで、レーザシート4における明るい部分すなわ
ち遮光板11により遮られていない部分と影Sの部分と
の境界15を、信号処理装置10で処理されたラインセ
ンサ9の検出結果と画像処理装置7で処理されたCCD
カメラ6の計測結果との間で、図示しない制御手段によ
り対応させる。
【0020】これにより、遮光板11のレール13に沿
った各移動位置でのレーザ光強度の補正が行なえる。遮
光板11はパルスモータでレール13上を移動するの
で、レーザシート4内をその幅方向に移動させることに
より、レーザシート4全体の強度分布の補正を行なうこ
とができる。
【0021】本第2の実施の形態のレーザ光強度分布補
正装置は、レーザシート4上に遮光板11を設置するこ
とで、CCDカメラ6で撮像される画像とラインセンサ
9の検出結果では、遮光板11により遮られた部分が影
Sになって検出される。よって、明るい部分と影の部分
との境界15を、CCDカメラ6で撮像される画像とラ
インセンサ9の検出結果との間で対応させることによ
り、CCDカメラ6で撮像される画像とラインセンサ9
の検出結果との位置関係のうちの一点が決定される。ま
た遮光板11はパルスモータで移動するので、レーザシ
ート14内を移動させることにより、レーザシート14
全体の強度分布の補正を行なうことができる。
【0022】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。 (実施の形態のまとめ)実施の形態に示された構成およ
び作用効果をまとめると次の通りである。
【0023】実施の形態に示されたレーザ光強度分布補
正装置は、発生されたレーザ光(2)をシート状にした
レーザシート4を測定部5へ照射する照射手段(31,
32)と、この照射手段(31,32)と前記測定部5
との間に設けられ、スリット14または遮光板11を前
記レーザシート4内でその幅方向へ移動させる移動手段
(13)と、前記照射手段(31,32)と前記測定部
5との間に設けられ、前記レーザシート4を所定方向へ
反射させる反射手段(8)と、この反射手段(8)で反
射されたレーザシートと前記測定部5に照射されたレー
ザシートを個別に検出する検出手段(9,6)と、を備
え、前記検出手段(9,6)による各検出結果を対応さ
せることでレーザ光強度分布を補正するよう構成されて
いる。
【0024】このように上記レーザ光強度分布補正装置
においては、スリット14または遮光板11を前記レー
ザシート4内でその幅方向へ移動させ、所定方向へ反射
されたレーザシートと前記測定部5に照射されたレーザ
シートを検出し、対応させることでレーザ光強度分布を
補正するので、前記スリット14または遮光板11を介
した前記レーザシートの位置と強度を、前記測定部5で
の計測結果と反射されたレーザシートの検出結果との間
で対応させることにより、前記スリット14または遮光
板11の位置に対応したレーザ光強度の補正が行なえ
る。すなわち、例えばCCDカメラ6で撮像された画像
とラインセンサ9による検出結果との位置関係の対応が
正確になり、前述したようにして得られた二つのレーザ
光強度分布から補正値を求めることで、短時間で正確な
レーザ光強度分布の補正を行なうことが可能になる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、短時間で正確なレーザ
光強度分布の補正を行なえるレーザ光強度分布補正装置
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るレーザ光強度
分布補正装置の構成を示す図。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係るレーザ光強度
分布補正装置の構成を示す図。
【図3】従来例に係るLIF法による計測装置の構成を
示す図。
【符号の説明】
1…レーザ発振器 2…レーザビーム 31…レンズ 32…レンズ 4…レーザシート 5…測定部 6…CCDカメラ 7…画像解析装置 8…ビームスプリッタ 9…ラインセンサ 10…ラインセンサ信号処理装置 11…遮光板 12…現象 13…レール 14…スリット 15…スリット通過光

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発生されたレーザ光をシート状にしたレー
    ザシートを測定部へ照射する照射手段と、 この照射手段と前記測定部との間に設けられ、スリット
    または遮光板を前記レーザシート内でその幅方向へ移動
    させる移動手段と、 前記照射手段と前記測定部との間に設けられ、前記レー
    ザシートを所定方向へ反射させる反射手段と、 この反射手段で反射されたレーザシートと前記測定部に
    照射されたレーザシートを個別に検出する検出手段と、
    を具備し、 前記検出手段による各検出結果を対応させることでレー
    ザ光強度分布を補正することを特徴とするレーザ光強度
    分布補正装置。
JP11382296A 1996-05-08 1996-05-08 レーザ光強度分布補正装置 Withdrawn JPH09297091A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008170456A (ja) * 2008-03-31 2008-07-24 Toyota Motor Corp 試料濃度検出方法、装置およびプログラム
JP2008197116A (ja) * 2008-03-31 2008-08-28 Toyota Motor Corp 試料濃度検出方法、装置およびプログラム
JP2010085374A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガス成分計測装置及びその光軸調整方法
WO2014010691A1 (ja) * 2012-07-11 2014-01-16 住友電気工業株式会社 光断層画像の取得方法
CN108398774A (zh) * 2018-01-18 2018-08-14 中国科学院广州生物医药与健康研究院 一种光片显微镜

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WO2014010691A1 (ja) * 2012-07-11 2014-01-16 住友電気工業株式会社 光断層画像の取得方法
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Effective date: 20030805