RU2366894C2 - Laser device for measurement of instability of spatial position of objects and detection of their shape deviation from linearity - Google Patents

Laser device for measurement of instability of spatial position of objects and detection of their shape deviation from linearity Download PDF

Info

Publication number
RU2366894C2
RU2366894C2 RU2007130419/28A RU2007130419A RU2366894C2 RU 2366894 C2 RU2366894 C2 RU 2366894C2 RU 2007130419/28 A RU2007130419/28 A RU 2007130419/28A RU 2007130419 A RU2007130419 A RU 2007130419A RU 2366894 C2 RU2366894 C2 RU 2366894C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spatial position
rollers
linearity
laser
instability
Prior art date
Application number
RU2007130419/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007130419A (en
Inventor
Александр Михайлович Жилкин (RU)
Александр Михайлович Жилкин
Владимир Гашигуллович Авхадеев (RU)
Владимир Гашигуллович Авхадеев
Борис Николаевич Поставнин (RU)
Борис Николаевич Поставнин
Петр Иванович Савостин (RU)
Петр Иванович Савостин
Игорь Григорьевич Чугреев (RU)
Игорь Григорьевич Чугреев
Егор Павлович Власенко (RU)
Егор Павлович Власенко
Георгий Иванович Сорокин (RU)
Георгий Иванович Сорокин
Леонид Федорович Гаврилюк (RU)
Леонид Федорович Гаврилюк
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК)
Priority to RU2007130419/28A priority Critical patent/RU2366894C2/en
Publication of RU2007130419A publication Critical patent/RU2007130419A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2366894C2 publication Critical patent/RU2366894C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics, measurements.
SUBSTANCE: invention is related to metering equipment and may be used to obtain monitoring and specific data on spatial position of different objects of natural and artificial origin, and also on deviations of their surfaces from linearity. Device for measurement of instability of spatial position of lenses and detection of their shape deviation from linearity comprises laser, optical shaper of laser beam that creates referent direction, optical element that reflects and receives laser radiation, coordinate-sensitive receiver and unit of information processing; optical element that reflects and receives laser radiation is cassette with plastic film located in it along diagonal of thickness from 0.05 to 0.125 mm, required even tension of which is realised with the help of rollers with collet clamp, besides one end of film is fixed on one of rollers rigidly, and the other one - movably by axial rotation with the possibility of rigid fixation.
EFFECT: simplified design of device and improved accuracy of measurements.
2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для получения мониторинговых и конкретных данных о пространственном положении различных объектов природного и искусственного происхождения, а также отклонений их поверхностей от прямолинейности.The invention relates to measuring technique and can be used to obtain monitoring and specific data on the spatial position of various objects of natural and artificial origin, as well as deviations of their surfaces from straightness.

Известно устройство для контроля отклонений положений объектов от лазерного пучка, создающее заданное опорное направление на трассе, и фотоэлектрического датчика, закрепляемого на объекте в измеряемых точках [1].A device for controlling deviations of the positions of objects from the laser beam, creating a given reference direction on the track, and a photoelectric sensor mounted on the object at the measured points [1].

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности одновременных измерений пространственного положения нескольких объектов, т.к. во время измерений референтный лазерный пучок перекрывается фотоэлектрическим датчиком.The disadvantage of this device is the inability to simultaneously measure the spatial position of several objects, because during measurements, the reference laser beam is blocked by a photoelectric sensor.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фотоэлектрическое устройство для бесконтактного измерения объектов, содержащее: лазер, оптический формирователь лазерного пучка, например, в виде телескопической системы, фотоэлектрического датчика и плоскопараллельных стеклянных пластинок, расположенных под углом 45° к референтному лазерному пучку на определенных расстояниях между собой и закрепленных совместно с фотоэлектрическим датчиком на измеряемых объектах [2].The closest in technical essence and the achieved result is a photoelectric device for non-contact measurement of objects, containing: a laser, an optical laser beam former, for example, in the form of a telescopic system, a photoelectric sensor and plane-parallel glass plates located at an angle of 45 ° to the reference laser beam at certain distances between themselves and fixed together with the photoelectric sensor on the measured objects [2].

Недостатком известного устройства является то, что при прохождении референтного лазерного пучка через плоскопараллельные стеклянные пластинки на каждой из них происходит два отражения от границы воздух - стекло - воздух, при коэффициенте отражения на каждой границе 6% (френелевское отражение), что вызывает двоение референтного лазерного пучка в одной плоскости на фотоэлектрическом датчике, что может привести к появлению дополнительных погрешностей или усложнению конструкции фотоэлектрического датчика с целью выделения одного из двух направлений референтного лазерного пучка.A disadvantage of the known device is that when the reference laser beam passes through plane-parallel glass plates on each of them there are two reflections from the air - glass - air interface, with a reflection coefficient of 6% at each interface (Fresnel reflection), which causes a double laser reference in the same plane on the photoelectric sensor, which may lead to additional errors or complicate the design of the photoelectric sensor in order to highlight one of the two reference laser beam directions.

Для повышения качества плоскостей плоскопараллельные стеклянные пластинки необходимо выбирать из пластинок большой толщины, составляющей не менее 0,1 от максимального размера плоскопараллельной стеклянной пластинки, что приводит к удорожанию и усложнению конструкции, т.к. пластины увеличивают общий вес устройства и усложняют его конструкцию. В связи с этим применение устройства в полевых условиях нерационально.To improve the quality of planes, plane-parallel glass plates must be selected from plates of large thickness, which is not less than 0.1 of the maximum size of plane-parallel glass plates, which leads to an increase in the cost and complexity of the design, since plates increase the total weight of the device and complicate its design. In this regard, the use of the device in the field is irrational.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение точности измерений.The aim of the invention is to simplify the design of the device and improve the accuracy of measurements.

Поставленная цель достигается тем, что вместо отражающего оптического элемента в виде плоскопараллельной стеклянной пластинки в устройстве используется пластмассовая пленка, толщина которой может колебаться в пределах от 0,05 мм до 0,125 мм, натяжение которой осуществляется с помощью двух валиков цилиндрической формы, снабженных цанговыми зажимами.This goal is achieved by the fact that instead of a reflective optical element in the form of a plane-parallel glass plate, the device uses a plastic film, the thickness of which can vary from 0.05 mm to 0.125 mm, the tension of which is carried out using two cylindrical rollers equipped with collet clamps.

Первый из указанных пределов определяется исходя из требуемой минимальной толщины серийно выпускаемой пленки с необходимой прочностью.The first of these limits is determined based on the required minimum thickness of a commercially available film with the required strength.

Второй - исходя из допустимой величины двоения референтного лазерного пучка. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема лазерного устройства для измерения нестабильности пространственного положения объектов и определения их формы от прямолинейности. На фиг.1 показан вид с боку, на фиг.2 - вид сверху.The second - on the basis of the allowable magnitude of the ghosting of the reference laser beam. The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of a laser device for measuring the instability of the spatial position of objects and determine their shape from straightness. Figure 1 shows a side view, figure 2 is a top view.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, содержащая лазер 1, оптический формирователь лазерного пучка 2, пластмассовую пленку 3 толщиной от 0,05 мм до 0,125 мм, валики цилиндрической формы 4, координатно-чувствительный приемник 5 (выполненный, например, в виде фотодиодной матрицы и блоков обработки измерительной информации 6). Валики 4 установлены в цанговые зажимы 7, состоящие из раздельных втулок и регулируемых хомутов. На выходе, после полупрозрачной пластмассовой пленки 3, показаны - лазерный референтный пучок 8 и опорное направление 9. Пластмассовая пленка 3 и валики 4 объединены в кассету 10.The drawing shows a schematic diagram of a device containing a laser 1, an optical laser beam former 2, a plastic film 3 with a thickness of 0.05 mm to 0.125 mm, cylindrical rollers 4, a coordinate-sensitive receiver 5 (made, for example, in the form of a photodiode array and processing information processing units 6). The rollers 4 are installed in collet clamps 7, consisting of separate bushings and adjustable clamps. At the exit, after a translucent plastic film 3, the laser reference beam 8 and the reference direction 9 are shown. The plastic film 3 and the rollers 4 are combined into a cassette 10.

Устройство работает следующим образом. Лазер 1 и оптический формирователь лазерного пучка 2 образуют лазерный референтный пучок 8 и опорное направление 9. После оптического формирователя лазерного пучка 2 установлена кассета 10 с пластмассовой пленкой 3, жестко закрепленной на валиках 4, например путем приклеивания, и расположенных в кассете 10 по диагонали, создавая рабочую поверхность для пропускания и отражения референтного лазерного пучка 8. Прокручиванием одного из валиков 4 создают равномерное натяжение пленки 3, которое фиксируется с помощью цанговых механизмов 7, при этом один из валиков 4 предварительно фиксируют такими же цанговыми механизмами 7.The device operates as follows. The laser 1 and the optical laser beam former 2 form the laser reference beam 8 and the reference direction 9. After the optical laser beam former 2, a cartridge 10 is installed with a plastic film 3 rigidly fixed to the rollers 4, for example by gluing, and located diagonally in the cartridge 10, creating a working surface for transmission and reflection of the reference laser beam 8. By scrolling one of the rollers 4 create a uniform tension of the film 3, which is fixed using collet mechanisms 7, while the dyne of the rollers 4 is pre-fixed with the same collet mechanisms 7.

После включения лазера 1 референтный лазерный пучок 8 проходит через рабочий участок пленки 3 и, одновременно отражаясь от нее, попадает на координатно-чувствительный фотоприемник 5, подключенный к блоку обработки измерительной информации 6.After turning on the laser 1, the reference laser beam 8 passes through the working section of the film 3 and, simultaneously reflecting from it, enters a coordinate-sensitive photodetector 5 connected to the measuring information processing unit 6.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №785644, М.Кл. G01B 11/02, 26.07.1978 г.1. USSR copyright certificate No. 785644, M.Kl. G01B 11/02, 07/26/1978

2. Авторское свидетельство СССР №781567, М.Кл. G01C 1/00, 18.12.1987 г. (прототип).2. Copyright certificate of the USSR No. 781567, M.Kl. G01C 1/00, 12/18/1987 (prototype).

Claims (1)

Устройство для измерения нестабильности пространственного положения объектов и определения отклонений их формы от прямолинейности, содержащее лазер, оптический формирователь лазерного пучка, создающий референтное направление, отражающий и принимающий лазерное излучение оптический элемент, координатно-чувствительный приемник и блок обработки информации, отличающееся тем, что в качестве отражающего и принимающего лазерное излучение оптического элемента использована кассета с пластмассовой пленкой, расположенной в ней по диагонали толщиной от 0,05 до 0,125 мм, необходимое равномерное натяжение которой осуществляется с помощью валиков с цанговыми зажимами, при этом один конец пленки укреплен на одном из валиков жестко, а другой подвижно по осевому вращению с возможностью жесткой фиксации. A device for measuring the instability of the spatial position of objects and determining deviations of their shape from straightness, containing a laser, an optical laser beam former that creates a reference direction, reflects and receives laser radiation, an optical element, a coordinate-sensitive receiver and an information processing unit, characterized in that as laser element reflecting and receiving laser radiation, a cassette with a plastic film located diagonally in it is used thickness from 0.05 to 0.125 mm, the necessary uniform tension of which is carried out using rollers with collet clamps, while one end of the film is rigidly fixed to one of the rollers, and the other is movable axially rotated with the possibility of rigid fixation.
RU2007130419/28A 2007-08-09 2007-08-09 Laser device for measurement of instability of spatial position of objects and detection of their shape deviation from linearity RU2366894C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130419/28A RU2366894C2 (en) 2007-08-09 2007-08-09 Laser device for measurement of instability of spatial position of objects and detection of their shape deviation from linearity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130419/28A RU2366894C2 (en) 2007-08-09 2007-08-09 Laser device for measurement of instability of spatial position of objects and detection of their shape deviation from linearity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007130419A RU2007130419A (en) 2009-02-20
RU2366894C2 true RU2366894C2 (en) 2009-09-10

Family

ID=40531287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007130419/28A RU2366894C2 (en) 2007-08-09 2007-08-09 Laser device for measurement of instability of spatial position of objects and detection of their shape deviation from linearity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2366894C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546709C2 (en) * 2012-09-27 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии" (МИИГАиК) Method of monitoring of uniform tension and alignment of flat elastic materials and device for its implementation
RU200027U1 (en) * 2020-02-14 2020-10-01 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва" Guiding unit level control device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101852607A (en) * 2010-05-21 2010-10-06 崔一 Rotary laser visual linear array space identification and positioning system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU 2076335 C1, 27 03 1997. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546709C2 (en) * 2012-09-27 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии" (МИИГАиК) Method of monitoring of uniform tension and alignment of flat elastic materials and device for its implementation
RU200027U1 (en) * 2020-02-14 2020-10-01 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва" Guiding unit level control device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007130419A (en) 2009-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1304879C (en) Bidimension photoelectric self collimating device based on optical length multiplication compensation method and its measuring method
CN102176088B (en) Two-dimensional photoelectric auto-collimation method and device for polarized light pyramid target common-path compensation
CN102589452B (en) Method and device for measuring thickness and refractive index of thin film
CN102176086B (en) Two-dimensional photoelectric auto-collimation method and device of polarized light plane mirror reference common-path compensation
CN105424322A (en) Self-calibration optical axis parallelism detector and detection method
CN207472217U (en) A kind of part parallelism detector
CN101846506A (en) Roll angle measurement method based on common path parallel beams
CN105333980B (en) Tempered glass surface stress measurement instrument
CN102607472A (en) Measuring device and measuring method of wide-range flatness
RU2366894C2 (en) Laser device for measurement of instability of spatial position of objects and detection of their shape deviation from linearity
US9372077B2 (en) High-resolution imaging and processing method and system for determining a geometric dimension of a part
CN106404715A (en) Refractive index measurement method
TWI472712B (en) Vertical and parallelism detection system and its detection method
Larichev et al. An autocollimation null detector: development and use in dynamic goniometry
CN205808357U (en) A kind of measurement apparatus for measuring object size
CN109544637B (en) Double-target fixed verification device
US9952150B2 (en) Device for measuring the scattering of a sample
US9377297B2 (en) High-resolution imaging and processing method and system for increasing the range of a geometric dimension of a part that can be determined
CN201034613Y (en) Laser collimator calibrating apparatus
CN201034614Y (en) Calibrating apparatus of optical plumbing instrument
CN107677219A (en) A kind of plane parallelism measurement device and measuring method
CN209297360U (en) Binocular calibration verifies device
CN202471022U (en) Measuring device for large-range planeness
CN107843414B (en) The wave-front detection method and system of heavy caliber system
CN101561317B (en) System for measuring the influence of object to polarization state of transmitted beams with high precision and automation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150810