RU2359224C2 - Лазерное устройство для измерения отклонений отдельных участков поверхностей объектов от референтного направления - Google Patents
Лазерное устройство для измерения отклонений отдельных участков поверхностей объектов от референтного направления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359224C2 RU2359224C2 RU2007130417/28A RU2007130417A RU2359224C2 RU 2359224 C2 RU2359224 C2 RU 2359224C2 RU 2007130417/28 A RU2007130417/28 A RU 2007130417/28A RU 2007130417 A RU2007130417 A RU 2007130417A RU 2359224 C2 RU2359224 C2 RU 2359224C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- referent
- laser beam
- laser
- coordinate
- splitting mirrors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Лазерное устройство для измерения отклонений отдельных участков поверхностей объектов от референтного направления, содержащее последовательно установленные лазер, оптическое устройство формирования референтного лазерного пучка и светоделительные зеркала, расположенные вдоль трассы измерений, установленные под углом к референтному направлению и частично отражающие референтный лазерный пучок, отличающееся тем, что перпендикулярно к отраженному от светоделительных зеркал лазерному пучку установлены светорассеивающие экраны, оптически согласованные с помощью объективов со светочувствительными поверхностями координатно-чувствительных элементов, подключенных к координатно-чувствительным устройствам, причем лазерный пучок после отражения от светорассеивающих экранов и рассеивания проходит через светоделительные зеркала и попадает на объективы. Технический результат - упрощение конструкции, повышение точности измерения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, строительстве и других отраслях науки и техники для измерения отклонений расположения отдельных участков поверхностей различных объектов, или отдельных точек на их поверхности, относительно референтных направлений, задаваемых лазерным пучком, например его энергетической осью.
Известно устройство для измерения отклонений, в котором измерения расстояний от референтных направлений до определенных точек объектов на трассе определенной длины производится с помощью фотоэлектрического датчика, устанавливаемого последовательно на измеряемых точках и имеющего возможность смещения на величину, компенсирующую указанные расстояния. При этом измерения величин смещений от исходного положения до нулевого, фиксируемого различными регистраторами, производят различными способами [1]. Однако это устройство не позволяет производить одновременно измерения отклонений нескольких точек от референтных направлений, включая последнюю, что существенно снижает точность измерений вследствие нестабильности пространственного положения референтных направлений и отсутствия возможности регистрации последней точки во время измерений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является измерительное устройство, в котором последовательно на трассе установлены лазер, формирующее оптическое устройство и фотоэлектрические марки, содержащие светоделительные зеркала, расположенные под углом 45° к референтному направлению и отклоняющие референтный пучок в сторону фотоэлектрических координатно-чувствительных устройств и дающие возможность проходить лазерному пучку вдоль измеряемой трассы, вплоть до последней марки, это дает возможность контролировать пространственное положение референтного направления.
В качестве координатно-чувствительного устройства в настоящее время используются различные устройства, соответствующие современному уровню развития элементной базы. К таким координатно-чувствительным устройствам относятся, например, фотодиодные матрицы, размеры элементов которых сравнимы с энергетическими профилями падающих на них лазерных пучков. К другим конструкциям координатно-чувствительных устройств относятся следящие системы, в состав которых входят фотоэлектрические нуль-индикаторы, и ПЗС-матрицы, позволяющие производить измерения на основе серийных ПЗС-камер [2].
К недостаткам данного устройства относятся следующие факторы. Использование следящих систем и специальных фотодиодных матриц удорожает конструкции устройств, а использование ПЗС-матриц требует введение специальных оптических устройств, которые могли бы обеспечить размеры сфокусированных лазерных пучков в плоскостях светочувствительных площадок, сравнимых с размерами ячеек ПЗС-матрицы (≈20 мкм), и одновременно связать их смещения со сдвигами координатно-чувствительных устройств, закрепленных на измеряемых объектах. ПЗС-камеры имеют в своем составе объективы с малыми фокусными расстояниями, которые позволяют сформировать на ПЗС-матрицах референтный лазерный пучок требуемых размеров. Реализация второго требования весьма затруднительна, т.к. приводит к неработоспособности координатно-чувствительного устройства согласно геометрооптическому принципу: при параллельном смещении лучей, падающих на объектив, они собираются в точке фокуса, лежащей в близи задней фокальной плоскости объектива.
Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение точности измерений.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения отклонений отдельных участков поверхностей от референтных направлений в состав координатно-чувствительных устройств входит светорассеивающий экран, используемый, например в кинофотоустановках, расположенный за светоделительным зеркалом по ходу отраженного лазерного пучка и перпендикулярного ему.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема устройства для измерения отклонений отдельных участков поверхностей от референтного направления.
Устройство содержит лазер 1, оптическую систему 2, формирующую референтный лазерный пучок 3, светоделительные зеркала 4, светорассеивающие экраны 5, объективы 6, координатно-чувствительные элементы 7, координатно-чувствительные устройства 8, референтное направление 9, лазерный пучок 10 и фотоэлектрические марки 11.
Работает устройство следующим образом.
При попадании референтного лазерного пучка 3 на светоделительные зеркала 4 большая часть его мощности проходит по референтному направлению 9, а меньшая - отражается светоделительными зеркалами 4 в направлении, перпендикулярном плоскости светорассеивающих экранов 5, которые рассеивают лазерное излучение при отражении референтного лазерного пучка 3, создавая определенную индикатрису рассеяния. Этот пучок после отражения от экрана и рассеяния проходит через зеркала 4 и попадает на объективы 6, которые проецируют световые пятна на экранах 5 и на светочувствительные плоскости координатно-чувствительных фотоприемников 7, например ПЗС-матриц.
При проведении измерений путем перемещения экранов 5 вдоль оси, перпендикулярной плоскости экранов 5, осуществляется наилучшая фокусировка световых пятен на экранах в плоскости ПЗС-матриц объективами 6.
При этом диаметры 2Δ (-Δ; Δ) индикатрис рассеянных лазерных пучков 10 в главных плоскостях объективов 6 должны быть ориентировочно равны или больше величины диапазона измерений. Размеры сфокусированных лазерных пучков в плоскостях ПЗС объективами определяются выражением:
Использованные обозначения показаны на чертеже, где
dПЗС - диаметр лазерного пучка на ПЗС-матрице;
dРП - диаметр референтного пучка;
а - расстояние до передней фокальной плоскости объектива;
а' - расстояние до задней фокальной плоскости объектива.
Устройство позволяет использовать в конструкции широкий диапазон модификаций серийных ПЗС-камер, т.к. изменение увеличения (Г*) осуществляется сравнительно легко. При этом работоспособность предлагаемого устройства сохраняется во всем диапазоне измерений, т.к. перемещение пятна сформированного лазерным пучком 10 по экрану пропорционально смещению фотоэлектрической марки 11.
Источники информации
1. Авт.св. СССР № 474677, кл. G01B 21/00, от 19.07.1973
2. Апенко М.И. и др. Прикладная оптика. - М.: Машиностроение, 1992, с.368, 451-454 (прототип).
Claims (1)
- Лазерное устройство для измерения отклонений отдельных участков поверхностей объектов от референтного направления, содержащее последовательно установленные лазер, оптическое устройство формирования референтного лазерного пучка и светоделительные зеркала, расположенные вдоль трассы измерений, установленные под углом к референтному направлению и частично отражающие референтный лазерный пучок, отличающееся тем, что перпендикулярно к отраженному от светоделительных зеркал лазерному пучку установлены светорассеивающие экраны, оптически согласованные с помощью объективов со светочувствительными поверхностями координатно-чувствительных элементов, подключенных к координатно-чувствительным устройствам, причем лазерный пучок после отражения от светорассеивающих экранов и рассеивания проходит через светоделительные зеркала и попадает на объективы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007130417/28A RU2359224C2 (ru) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | Лазерное устройство для измерения отклонений отдельных участков поверхностей объектов от референтного направления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007130417/28A RU2359224C2 (ru) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | Лазерное устройство для измерения отклонений отдельных участков поверхностей объектов от референтного направления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007130417A RU2007130417A (ru) | 2009-02-20 |
| RU2359224C2 true RU2359224C2 (ru) | 2009-06-20 |
Family
ID=40531286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007130417/28A RU2359224C2 (ru) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | Лазерное устройство для измерения отклонений отдельных участков поверхностей объектов от референтного направления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2359224C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523751C2 (ru) * | 2012-11-02 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии" (МИИГАиК) | Способ геодезических измерений инженерных объектов и устройство для его осуществления |
| RU2687511C1 (ru) * | 2018-04-09 | 2019-05-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Устройство для измерения положения лазерного луча |
-
2007
- 2007-08-09 RU RU2007130417/28A patent/RU2359224C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Апенко М.И. и др. Прикладная оптика. - М.: Машиностроение, 1992, с.368. * |
| ЯМБАЕВ Х.К. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ. - М.: НЕДРА, 1990. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523751C2 (ru) * | 2012-11-02 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии" (МИИГАиК) | Способ геодезических измерений инженерных объектов и устройство для его осуществления |
| RU2687511C1 (ru) * | 2018-04-09 | 2019-05-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Устройство для измерения положения лазерного луча |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007130417A (ru) | 2009-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7019894B2 (ja) | 物体を感知する方法及びセンサシステム | |
| US7298468B2 (en) | Method and measuring device for contactless measurement of angles or angle changes on objects | |
| EP1342984B1 (en) | Optical distance sensor | |
| US7663767B2 (en) | Apparatus and method for measuring displacement, surface profile and inner radius | |
| AU5190599A (en) | Imaging a three-dimensional structure by confocal focussing an array of light beams | |
| JP6856784B2 (ja) | 固体光検出及び測距（ｌｉｄａｒ）システム、固体光検出及び測距（ｌｉｄａｒ）分解能を改善するためのシステム及び方法 | |
| RU2690723C1 (ru) | Способ и устройство автоматической юстировки зеркальных телескопов | |
| JP2000206243A (ja) | 送受光軸の自動調整装置を備えたレ―ザレ―ダ | |
| EP1030160A1 (en) | Optical position sensor | |
| JP4884615B2 (ja) | 並列処理光学距離計 | |
| RU2359224C2 (ru) | Лазерное устройство для измерения отклонений отдельных участков поверхностей объектов от референтного направления | |
| JP2008026294A (ja) | Ｘ線ミラーの高精度姿勢制御法 | |
| JP2023500599A (ja) | 光信号ルーティングデバイスおよびシステム | |
| JPH0345322B2 (ru) | ||
| JP6581720B2 (ja) | 光学的距離測定システム | |
| US9945656B2 (en) | Multi-function spectroscopic device | |
| CN113639665B (zh) | 基于漂移量反馈的高稳定性纳弧度量级角度测量方法与装置 | |
| US5815272A (en) | Filter for laser gaging system | |
| CN109141257B (zh) | 带有折射镜的可提高放大倍数的位移传感器及其测量方法 | |
| CN109084691B (zh) | 一种折射式位移传感器及其测量方法 | |
| RU2461797C1 (ru) | Устройство для измерения изгиба артиллерийского ствола | |
| RU2359225C2 (ru) | Лазерное устройство для измерения непрямолинейности расположения искусственных и естественных объектов | |
| CN109141258B (zh) | 带有折射镜的光路一致式位移传感器及其测量方法 | |
| RU2366893C1 (ru) | Устройство измерения угловых и линейных координат объекта | |
| CN113686265B (zh) | 基于变形镜补偿的高稳定性纳弧度量级角度测量方法与装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111005 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150810 |