SU1717951A1 - Устройство дл измерени профил объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  профилей поверхностей местностей в геодезии, дл  измерени  неровностей дорог и аэродромов, дл  измерени : положени  объектов и измерени  профил  изделий в машиностроении. Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширение области использовани  за счет измерени  по дифференциальной схеме одновременно в двух точках поверхности и возможности измерени  ровности дороги или аэродрома при установке устройства на автомобиле, Устройство содержит два лазера с фокусирующими объективами и с параллельными оптическими ос ми, фотоприемную систему, состо щую из последовательно расположенных полупрозрачного зеркала, отображающего объектива, светофильтра и фоточувствительной линейки, причем полупрозрачное зеркало находитс  на одинаковом рассто нии от оптических осей лазеров и параллельно им, а фоточувствительна  линейка расположена в плоскости изображени  объектива. Лазеры последовательно облучают объект в двух точках , изображени  которых полупрозрачным зеркалом и объективом проецируютс  на фотоприемную линейку. Позиционное положение засвеченных элементов фоточувствительной линейки зависит от рассто ни  до светового п тна на поверхности объекта. 1 ил.

Description

. Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  профилей поверхностей местностей в геодезии, дл  измерени  неровностей дорог и аэродромов, дл  измерени  положени  объектов и измерени  профил  изделий в машиностроении.

Известно устройство дл  контрол  перемещени  объектов, содержащее два измерительных канала, каждый из которых представл ет собой оптически св занные осветитель с объектом и фотоприемник, а

также блок обработки, при этом оптические оси двух каналов параллельны.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени  из-за зависимости выходного сигнала фотоприемников от отражающих свойств поверхности объекта, а также из-за нестабильности параметров и фотоприемника.

Известно устройство дл  измерени  профил  издели , содержащее источник излучени , направл ющийсветовое излучение на измер емую поверхность, и дискретный

о

ел

фотоприемник, регистрирующий отраженное от измер емой поверхности излучение, а также систему зеркал, установленную перед фотоприемником и выполненную в виде отражающего и по крайней мере одного полупрозрачного зеркала, расположенных наклонно к светочувствительной поверхности фотоприемника и параллельно между собой .

Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени , обусловленна  размытием краев световых п тен, а также вли нием фоновых засветок.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство , содержащее лазер с фокусирующим объективом, формирующими на поверхности измер емого объекта световое п тно или линию, а также отображающий объектив с расположённой в плоскости изображени  фоточуветвительной матрицей.

Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени , поскольку вертикальные перемещени  измерительного устройства привод т к по влению погрешностей , например, при установке устройства измерени  на транспортном средстве. В том случае, когда измерительное устройство неподвижно, оно не позвол ет определ ть угловое положение объекта, а измер етс  только рассто ние до объекта. Кроме этого на точность измерени  будут вли ть фоновые засветки.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширени  области использовани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно установленные на одной оптической оси лазер , фокусирующий объектив и фотоприемную систему, состо щую из объектива и фоточувствительной линейки, введены последовательно установленные на одной оптической оси, параллельной первой оси, второй лазер и второй объектив, полупрозрачное зеркало, расположенное в фотоприемной системе перед объективом на одинаковом рассто нии от оптических осей лазеров и параллельно им, и светофильтр, расположенный между объективом и фото- чувствительной линейкой.

Полупрозрачное зеркало направл ет отраженный свет от п тна второго лазера на фоточуйствителкную линейку и пропускает свет от п тна первого лазера. Это позвол ет измер ть рассто ние до двух точек объекта, что дает возможность при наличии вертикальных перемещений измерительного устройства учитывать эти перемещени  и повысить точность измерени . Втомслучае,

когда измерительное устройство неподвижно и используетс  дл  определени  положени  подвижного объекта, оно позвол ет одновременно измер ть как рассто ние, так

и угловое положение объекта, что расшир ет область его использовани . Введение светофильтра позвол ет уменьшить вли ние фоновых засветок, что повышает точность измерени  и обеспечивает

О работоспособность устройства при наличии мощных мешающих источников света.

Устройство с оптической схемой, позвол ющей измер ть рассто ние до двух точек объекта с помощью двух лазеров, облуча5 ющих объект в двух точках, изображение которых полупрозрачным зеркалом и объективом проектируетс  на фртрприемную линейку, что повышает точность измерени  и расшир ет область использовани .

0 На чертеже изображена оптическа  схема устройства.

Устройство содержит лазеры 1 и 2 с фокусирующими объективами 3 и 4 с параллельными оптическими ос ми, направ5 л е н н ы м и н а поверх но с т и о б ь е к т а 9. Фотоприемна  часть устройства состоит из последовательно расположенного полупрозрачного зеркала 5, отображающего объектива 6, светофильтра 7 и фоточуветрм

0 тельной линейки 8. Причем полупрозрачное зеркало 5 находитс  на одинаковом рассто нии от оптических осей лазеров 1 и 2 и параллельно им, а фоточувствйтёльна  линейка 8 расположена в плоскости изображе5 ни  объектива 6.

Лазеры 1 и 2 могут быть полупроводниковые (например. ИЛПН-108) или газовые. Полупрозрачное зеркало 5 должно иметь коэффициент пропускани , численно равный

0 коэффициенту отражени . Светофильтр 7 должен быть рассчитан на пропускные света с длиной волны лазеров и поглощение света с другой длиной волны. Фоточувствйтёльна  линейка 8 может быть либо прибо5 ром с зар довой св зью (например, микросхемы К 1200 ЦЛ1, К 1200 ЦЛ2), либо фотодиодной линейкой со схемой сканиро вани  (например, микросхема ЛФЭ-1024), Выбор объективов 3, 4 и 6 определен в

0 основном рассто нием до объекта и диапазоном измерени .

Устройство работает следующим обра- . зом. . - ,: ,.. . .

Включаетс  лазер 1, световой поток ла5 зера собираетс  в узкий световой луч фокусирующим объективом 3. на поверхноето объекта 9 образуетс  световое п тно. Часть отраженного поверхностью света проходит сквозь полупрозрачное зеркало 5, отображающий объектив 6, светофильтр 7 и rionaдает на фоточувствительную линейку 8. Позиционное положение засвеченных элементов фоточувствительной линейки 8 зависит от рассто ни  до светового п тна на поверхности объекта 9. После измерени  этого рассто ни  лазер 1 выключаетс , включаетс  лазер 2, световой поток которого образует второе световое п тно. Часть излучени  второго п тна,отразившись от полупрозрачного зеркала 5. также после объектива б и светофильтра 7 попадает на фоточувствительную линейку 8. После измерени  рассто ни  до второго светового п тна лазер 2 выключаетс . /..

Положительный технико-экономический эффект применени  данного устройства достигаете   бла года р  возможности измер ть рассто ние до двух точек объекта, что позвол ет измер ть профиль объекта независимо от вертикальных смещений из- мерительного устройства, это повышает точность измерени  и расшир ет функциональные возможности и область применени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  профил 

   объекта, содержащее последовательно установленные на одной оптической оси лазер, фокусирующий объектив и фотоприемную систему, состо щую из объектива и фоточувствительной линейки, отличаю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  области использовани , оно снабжено последовательно установленными на одной оптической оси.

   параллельной первой оси, вторым лазером и вторым объективом, полупрозрачным зеркалом , расположенным в фотоприемной системе перед объективом на одинаковом рассто нии от оптических осей лазеров и

   параллельно им, и светофильтром, расположенным между объективом и фоточувствительной линейкой.

   Редактор Н.Лазоренко Техред М.Моргентал

   Заказ 869ТиражПодписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5

   Корректор Л. Патай