激光位移

用於檢測物幾何量測量的技術

激光位移技術可精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化,主要應用於檢測物的位移、厚度、振動、距離、直徑等幾何量的測量。

按照測量原理,激光位移技術原理分為激光三角測量法和激光回波分析法,激光三角測量法一般適用於高精度、短距離的測量,而激光回波分析法則用於遠距離測量。

測量原理


激光位移(三角法)是最常見的激光測位移的方法之一,20世紀70年代用於熱軋帶鋼板形測量,由於這種板形測量方法簡單,響應速度快,在線數據處理容易實現,現已廣泛用於板形測量領域。激光測位移系統由激光光源和接收器(PSD和CCD)兩部分組成。激光器LD發出的光經透鏡L1匯聚照射在被測帶鋼表面的點O,其散射光由透鏡L2接收匯聚到線性光電元件(CCD)上的點O',O與O'點共軛。當被測帶鋼表面相對激光器LD發生位移x,而使物光點偏離零點O,像光點X'也將產生位移而偏離光電元件的零點(O')。由幾何關係可推得x=aX'/(bsinβ十X'cosβ)。實際應用中調量系統結構可能略有不同,但測量原理基本相同。同時,光束在接收元件的位置通過模擬和數字電路處理,並通過微處理器分析,計算出相應的輸出值,並在用戶設定的模擬量窗口內,按比例輸出標準數據信號。如果使用開關量輸出,則在設定的窗口內導通,窗口之外截止。另外,模擬量與開關量輸出可獨立設置檢測窗口。
採取三角測量法的激光位移感測器最高線性度可達1um,解析度更是可達到0.1um的水平。比如ZLDS100類型的感測器,它可以達到0.01%高解析度,0.1%高線性度,9.4KHz高響應,適應惡劣環境。
激光位移法只是測量帶鋼因浪形而上下擺動的位移量,而要得到對應平直度的參數計算出帶鋼寬度方向不同位置縱向纖維長度差異。因此,通常要沿帶鋼寬度方向設置三台以上激光位移感測器。