一种激光远程动态聚焦系统的制作方法

本发明涉及激光应用技术领域，具体是一种激光远程动态聚焦系统。

背景技术：

输电线路上容易缠绕风筝、塑料等异物，引起短路事故，严重威胁人员生命和财产安全，尤其在高压输电线上极易造成重大事故，给社会带来极大经济损失。目前多采用高空作业车或者人工攀爬的方式进行人工近距离异物去除工作，操作难度大，作业环境危险，效率低。

中国专利申请（授权公告号cn101562320b）一种用于输变电设备激光除冰的方法及系统，提出一种采用激光远距离聚焦对高压线加热并除冰的设备，该设备通过固体激光器作为核心设备，输出红外激光，聚焦后照射到输变电设备上使覆冰融化，该系统主要存在以下问题：

1、控制设备控制激光器输出光的时间和时机，对于照射点位置的准确温度信息无法获取或及时反馈，温度过高则容易对电缆造成损伤，引起安全事故；

2、通过聚焦镜调节光束焦距，控制设备控制扫描振镜的振动进行二维移动扫描，由于光斑直径较大，在长焦距下进行定位困难，不宜对准。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种激光远程动态聚焦系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种激光远程动态聚焦系统，包括：聚焦系统、ccd相机、红外热像仪、激光器、控制箱以及显示器，所述ccd相机、红外热像仪和激光器均与控制箱连接；所述聚焦系统包括准直镜、第一反射镜、第二反射镜、第一成像镜、第二成像镜以及聚焦镜，所述准直镜和聚焦镜分别设置在激光器的激光头的正前方，且均与激光器的激光头同轴设置，所述第一反射镜位于准直镜和聚焦镜之间且与聚焦镜轴线夹角为45°，第二反射镜与第一反射镜相互平行，第一成像镜位于ccd相机镜头的正前方，且第一成像镜的轴线与第一反射镜的轴线夹角为45°，第二成像镜位于红外热像仪镜头的正前方，且第二成像镜的轴线与第一成像镜的轴线相互垂直。

作为本发明进一步的方案：所述ccd相机和红外热像仪还连接显示器。

作为本发明进一步的方案：所述激光器采用连续光纤激光器。

作为本发明进一步的方案：所述准直镜可沿激光束方向来回移动，第一成像镜和第二成像镜可分别沿成像光束方向来回移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用红外热像仪，实时反馈激光焦点处温度，避免激光损伤线缆或其他装置，同时激光光束和红外热像仪成像光束同轴，提高了激光焦点区域测温准确性；

2、本发明通过ccd相机进行实时成像，判断聚焦点位置，提高了激光定位精度；

3、本发明通过准直镜的调节可实现激光可调聚焦，调节范围大，可适应输电线路上复杂的地理环境。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种激光远程动态聚焦系统，包括：聚焦系统6、ccd相机1、红外热像仪8、激光器10、控制箱11以及显示器12，所述ccd相机1、红外热像仪8和激光器10均与控制箱11连接，ccd相机1和红外热像仪8还连接显示器12，激光器10采用连续光纤激光器，功率范围100w-500w；所述聚焦系统6包括准直镜9、第一反射镜7、第二反射镜3、第一成像镜2、第二成像镜4以及聚焦镜5，所述准直镜9和聚焦镜5分别设置在激光器10激光头的正前方，且均与激光器10的激光头同轴设置，所述第一反射镜7位于准直镜9和聚焦镜5之间且与聚焦镜5轴线夹角为45°，第二反射镜3与第一反射镜7相互平行，第一成像镜2位于ccd相机1镜头的正前方，且第一成像镜2的轴线与第一反射镜7的轴线（法线）夹角为45°，第二成像镜4位于红外热像仪8镜头的正前方，且第二成像镜4的轴线与第一成像镜2的轴线相互垂直，从激光器10发射的激光束先后透过准直镜9、第一反射镜7聚焦镜5射出，成像光束透过聚焦镜5，经过第一反射镜7反射后，一路光束透过第二反射镜3和第一成像镜2进入ccd相机1，ccd相机1将摄取的激光聚焦点处及其周边影像显示在显示器12上，通过性显示画面进行精准的定位，而另一路光束经过第二反射镜3反射后，透过第二成像镜4进入红外热像仪8，且成像光束与激光光束同轴，红外热像仪8将激光焦点处及周边物体温度显示在显示器12上，并反馈到控制箱11。

准直镜9可沿激光束方向来回移动，第一成像镜2和第二成像镜4可分别沿成像光束方向来回移动，这样通过连续调整准直镜9的位置可实现激光焦距在5-200m范围内连续调节。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种激光远程动态聚焦系统，包括：聚焦系统、CCD相机、红外热像仪、激光器、控制箱以及显示器，所述聚焦系统包括准直镜、第一反射镜、第二反射镜、第一成像镜、第二成像镜以及聚焦镜，所述第一反射镜位于准直镜和聚焦镜之间，第二反射镜与第一反射镜相互平行，第一成像镜位于CCD相机镜头的正前方，第二成像镜位于红外热像仪镜头的正前方，且第二成像镜的轴线与第一成像镜的轴线相互垂直。本发明采用红外热像仪，实时反馈激光焦点处温度，避免激光损伤线缆或其他装置，同时激光光束和红外热像仪成像光束同轴，提高了激光焦点区域测温准确性；本发明通过CCD相机进行实时成像，判断聚焦点位置，提高了激光定位精度。

技术研发人员：侍中楼;刁星
受保护的技术使用者：江汉大学
技术研发日：2018.11.07
技术公布日：2019.02.15