PT1498709E

PT1498709E - Sistema laser

Info

Publication number: PT1498709E
Application number: PT04076842T
Authority: PT
Inventors: Shahin Baghai
Original assignee: White Box Inc
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2012-02-13
Also published as: PL1498709T3; ATE542114T1; EP1498709B1; DK1498709T3; ES2380087T3; CA2473440A1; EP1498709A1; US20050013341A1; CY1112619T1

Description

DESCRIÇÃO "SISTEMA LASER"

Esta invenção refere-se à utilização de feixes laser para identificar a localização e o tamanho de uma área de superfície alvo para medição ou tratamento e, em particular, refere-se ao controlo da luminosidade destes feixes laser. É conhecido na técnica da medição de temperatura sem contacto apontar um radiómetro de infravermelhos, tendo um campo de visão, para uma superfície alvo para medir a radiação térmica invisível que dali emana e identificar a localização e o tamanho do alvo, pela projecção de um ou mais feixes laser visíveis sobre o alvo, de modo a que o utilizador do radiómetro possa visualizar e identificar a área alvo detectada pelo radiómetro. É conhecida a utilização de feixes laser móveis ou estacionários para apontar e projectar um ou mais feixes para identificar a extensão e localização da área alvo. 0 número pedido de Patente Europeia co-pendente da requerente (baseado no documento US 60/478935) descreve um dispositivo tendo, pelo menos, dois emissores laser definindo a área de mira. 0 dispositivo de mira a laser pode ser montado num instrumento portátil, incluindo um detector ou radiómetro de infravermelhos.

Quando a mira a laser é utilizada com um dispositivo de medição, existem caracteristicas funcionais limitativas. A luz laser deve ser suficientemente intensa para ser vista no alvo, 1 mesmo a uma distância substancial do instrumento, mas a luz laser não deve ser tão intensa que apresente risco de danos para os olhos. Por vezes a luz da mira a laser deve penetrar vapores ou fumo ou gases para alcançar o alvo e ser então vista.

Os instrumentos actuais empregando lasers tendem a utilizar a mais baixa luminosidade praticável, o que é mais económico e seguro, visto os lasers mais luminosos exigirem normas de maior segurança e controlo. A presente invenção procura proporcionar um instrumento em que a luminosidade do laser, dentro dos limites de segurança, é controlável pelo operador.

Um radiómetro de medição de infravermelhos de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 é conhecido do documento EP 1085307 AI. Outros radiómetros da técnica anterior são divulgados nos documentos US-A-5368392 e US 6280082 BI. É um objectivo da invenção proporcionar um radiómetro de medição de infravermelhos melhorado e um método correspondente.

Este objectivo é conseguido pelo radiómetro de medição de infravermelhos da reivindicação 1 e pelo método de controlar a luminosidade de uma pluralidade de feixes laser da reivindicação 6 .

De acordo com a invenção, o operador de um instrumento pode ajustar a luminosidade do laser, dentro dos limites de segurança, o que permite que uma luminosidade suficiente seja simultaneamente segura e útil. Quando a área alvo de medição ou tratamento está localizada a uma distância relativamente grande 2 do instrumento ou em condiçoes obscuras de iluminação, a maior luminosidade do laser torna-se valiosa.

Por razões comerciais e de segurança, os dispositivos laser são habitualmente classificados em luminosidade como Classe 2 (menos de 1 miliwatt), ou Classe 3A (menos de 5 miliwatt), ou Classe 3B (mais de 5 miliwatt), como medido em circunstâncias normalizadas. Lasers mais luminosos exigem maiores normas de segurança e controlo. A utilização da mais baixa luminosidade praticável é mais económica e mais segura. De acordo com a invenção, são empregues meios para obter uma iluminação laser segura óptima de uma área alvo de medição ou tratamento. A seguinte tabela mostra uma relação entre tensão de alimentação do laser, luminosidade e classificação.

Tensão de Alimentação Luminosidade do Laser/Potência de Saída N° 1 N° 2 Classificaçao 2,20 Vcc 0,225 mW 0,370 W Classe 2 2,24 Vcc 0,874 mW 0,986 mW Classe 2 2,30 Vcc 1,355 mW 1,435 mW Classe 3A 2,50 Vcc 1,822 mW 1,871 mW Classe 3A 2,75 Vcc 2,25 mW 2,231 mW Classe 3A 3,20 Vcc 2,93 mW 2,963 W Classe 3A 3,60 Vcc 3,630 mW 3,685 mW Classe 3A 4,00 Vcc 4,42 mW 4,57 mW Classe 3A 4,50 Vcc 5,57 mW 5,62 mW Classe 3B 3

Por conseguinte, a luminosidade é controlada desde cerca de 0,3 mW até cerca de 5,6 mW por uma modificação na tensão de alimentação. A luminosidade de um ou mais lasers montados num instrumento de medição portátil com fonte de alimentação integrada pode ser controlada por controlo de comutação de potência, gerido pelo operador. Isto pode ser utilizado conjuntamente com atenuação óptica e selecção do número de lasers activos.

Quaisquer ou todos os lasers no dispositivo da invenção podem ser montados para poderem inclinar-se ou rodar em torno de um eixo, conjunta ou independentemente, de modo a que o operador possa apontar os seus feixes como desejado. A invenção será agora descrita, a titulo exemplificativo, com referência aos desenhos anexos, em que: A Figura l(a) é um diagrama de circuito de um método eléctrico de controlo da luminosidade do laser e a Figura 1 (b) é um pormenor do potenciómetro utilizado; A Figura 2 é um diagrama de circuito de um sistema de controlo da luminosidade do laser empregando um microprocessador; e

As Figuras 3 (a) e (b) são dois diagramas de circuito de dispositivos de controlo do laser empregando modulação do laser.

Com referência aos desenhos e, em particular, à Figura 1 que ilustra um circuito de controlo de potência e, desse modo, de luminosidade, para um dispositivo ou módulo (10) emissor laser 4 que compreende um potenciómetro (12) ligado entre uma alimentação Vs em tensão e terra (14) através de uma resistência (16). A saída (18) do potenciómetro (12) passa através de um amplificador (20) para um transístor (22), por sua vez ligado ao dispositivo laser. A variação do potenciómetro (12) provoca a variação da potência fornecida ao dispositivo (10) laser em conformidade. O dispositivo (10) emite um feixe (24) laser, cuja luminosidade varia a par da potência. 0 potenciómetro (12) é ilustrado em pormenor na Figura 1(b), onde se pode ver que o seu selector está marcado para indicar o nivel de luminosidade ou a potência de saída óptica. Por exemplo, o selector pode indicar 0,5 a 4,5 mW com marcas indicadoras para limites da Classe 2 e Classe 3A. O potenciómetro (12) é um potenciómetro de uma só volta, mas outros dispositivos para ajustar a luminosidade do laser podem ser empregues, como um comutador deslizante ou um controlo de projecção de botão rotativo.

Observando agora a Figura 2, o sistema de controlo de luminosidade de laser aqui ilustrado inclui um microprocessador (26) ligado a um visor (28) e tendo uma entrada de teclado (30). A saída do processador (26) está ligada, através de um conversor (32) digital-analógico e um transístor (34), a uma alimentação Vs em tensão para um dispositivo (10) laser, como anteriormente. O teclado (30) é utilizado para ajustar a potência de saída e, à medida que o teclado ajusta a salda, o visor (28) indica a luminosidade e limite de classificação, e. g., como mostrado inserido na Figura 2.

Outros métodos de controlo do laser envolvem impulsos, tal como a modulação por largura de impulso (PWS), a modulação por amplitude de impulso (PAM) ou modulação por frequência de 5 impulso (FFM), como mostrado na Figura 3. Na Figura 3 (a) a largura do impulso é variada proporcionalmente à luminosidade do laser por meio de um circuito (34) temporizador. Na Figura 3(b), é empregue um processador (26) para variar a largura, amplitude ou frequência do impulso de potência proporcionalmente à luminosidade do laser.

Os vários modos de modulação de impulso podem ser utilizados individualmente ou em conjunto, sequencialmente no mesmo dispositivo ou simultaneamente. 0 dispositivo da presente invenção permite ao operador controlar, de um modo simples e económico, a luminosidade de feixes laser com um dispositivo de detecção de infravermelhos, para produzir luminosidade óptima permanecendo ao mesmo tempo dentro de margens de segurança.

Lisboa, 3 de Fevereiro de 2012 6

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Radiómetro de medição de infravermelhos tendo uma pluralidade de emissores (10) laser para definir uma área de mira visível por feixes (24) laser, caracterizado por a luminosidade de um ou mais dos feixes (24) laser emitidos e projectados sobre um alvo ser variada por um operador por variação da fonte (Vs) de energia eléctrica para um ou mais dos emissores (10) laser e por o radiómetro estar adaptado para ajustar a luminosidade de um ou mais dos emissores (10) laser a níveis diferentes por variação da fonte (V3) de alimentação eléctrica.
2. Radiómetro como reivindicado na reivindicação 1, caracterizado por a variação na potência eléctrica ser conseguida com um circuito (12) de resistência variável localizado electricamente entre o emissor (10) laser e uma fonte de alimentação.
3. Radiómetro como reivindicado na reivindicação 1, caracterizado por a variação na potência eléctrica ser conseguida por um conversor (32) digital-analógico ligado a um microprocessador (26) tendo uma entrada de teclado (30) para controlar uma fonte de alimentação ligada ao emissor (10) laser.
4. Radiómetro como reivindicado na reivindicação 1, caracterizado por a variação na potência eléctrica ser conseguida por impulsos de potência, em que a largura, a amplitude ou a frequência do impulso de potência é variada por um circuito (34) temporizador ou um processador (26) 1 situado electricamente entre o emissor (10) laser e uma fonte de alimentação.
5. Radiómetro como reivindicado na reivindicação 1, caracterizado por um ou mais dos emissores (10) laser estar montado de modo a ficar inclinado ou rodado de modo independente, para orientar os feixes respectivos em direcções diferentes.
6 . Método de controlar a luminosidade de uma pluralidade de feixes (24) laser identificando a localização e tamanho de uma área alvo a ser medida por um radiómetro de medição de infravermelhos que compreende uma pluralidade de emissores (10) laser, em que a luminosidade de um ou mais feixes laser emitidos e projectados sobre o alvo é modificada por variação da fonte de alimentação eléctrica a um ou mais dos emissores (10) laser gerando os, um ou mais, feixes (24) laser, em que a luminosidade dos, um ou mais, feixes (24) laser emitidos e projectados sobre o alvo é ajustada a níveis diferentes por variação da fonte (Vs) de alimentação eléctrica.
7. Método como reivindicado na reivindicação 6, em que a variação na potência eléctrica é conseguida com um circuito (12) de resistência variável situado electricamente entre o emissor (10) laser e uma fonte de alimentação.
8. Método como reivindicado na reivindicação 6, em que a variação na potência eléctrica é conseguida por um conversor (32) digital-analógico ligado a um microprocessador (26) tendo uma entrada (30) de teclado para 2 9. controlar uma fonte de alimentação ligada ao emissor (10) laser. 6, em que a por impulsos de a frequência do circuito (34) (26) situado e uma fonte de Método como reivindicado na reivindicação variação na potência eléctrica é conseguida potência, em que a largura, a amplitude ou impulso de potência é variada por um temporizador ou por um processador electricamente entre o emissor (10) laser alimentação. Lisboa, 3 de Fevereiro de 2012 3