激光衍射测径仪的制作方法

1.本实用新型属于激光测量设备领域，具体涉及激光衍射测径仪改进。


背景技术：

2.现有的激光测径仪由半导体激光器发出激光束，通过电机带动八棱镜高速旋转，将激光器光束扫描通过八面镜转换为平行光通过测试区，当测试区有被测物时，其会遮挡住部份平行光，并通过聚焦棱镜在光电接收管上转换成低电平；而没有被测物遮挡的平行光则转换为高电平，通过计算低电平的扫描时间，则可计算出被测物在激光束扫描方向的外径值。
3.但是现有的激光测径仪存在以下问题：
4.1.传统测径仪内部有一个高速转动的电机.
5.a)电机非匀速转动时,对直径的测量结果有细微影响；
6.b)电机寿命也是一个因素，电机在高速运转下,寿命变短，后期更换电机,增加维护成本；
7.c)电机的噪声,在实验室等安静环境下,高速电机的声音过于明显；
8.d)电机的体积偏大,导致测径仪的结构过大,不能体积小型化(主要是厚度)。
9.2.传统测径仪对0.03毫米以下的超细线测量有不确定性.因为激光器发出的光束直径为0.3毫米,比超细线的直径大太多,导致低电平时间比实际时间要短,使测量出现不确定性。
10.3.测径仪小型化后,会失去一部分外接设备功能(按键功能,通讯功能等)或者改成分体式(测量头和控制器分离)。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的是提供一种激光衍射测径仪，能够静音运行工作，且厚度减小可以方便安装。
12.为实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种激光衍射测径仪，包括测径仪外壳，以及其测径仪外壳内依次设置的发出激光的激光二极管、将激光二极管的光折射的反射镜a、将反射镜的光变为平行光的凸透镜a、将经过测量区域后的光再次聚集的凸透镜b、对光进行二次折射的反射镜b、将反射镜b折射的衍射条纹图像取出的图像传感器，以及对衍射条纹的间距进行分析并计算出被测物的外径值的信号处理板。
13.优选的：所述测径仪外壳为凹字形，其测量区域为其中间凹陷部位，该凹陷部位两侧各设有一个防尘罩，对应保护凸透镜a和凸透镜b，防尘罩的中间都开有供激光通过的通孔。
14.优选的：所述防尘罩为磁性防尘罩，分别为磁性防尘罩a和磁性防尘罩b，通过磁铁吸附在测径仪凹陷部位的外壳上，磁性防尘罩a设置在靠近凸透镜a的一侧，磁性防尘罩b设置在凸透镜b的一侧，磁性防尘罩a和磁性防尘罩b的的通孔与凸透镜a和凸透镜b的位置对
应。
15.优选的：所述测径仪外壳正面设有液晶显示器，还有用于设置参数的设置键盘，液晶显示器和设置键盘与信号处理板连接。
16.优选的：所述测径仪外壳侧面设置有外接显示接口和供电接口，外接显示接口和供电接口信号处理板连接。
17.优选的：所述测径仪外壳为凹字形底部开有导轮安装孔，测径仪外壳相对外接显示接口的另一面开有侧面安装孔，测径仪外壳的底部设有底板安装孔。
18.本实用新型具有以下有益效果：由半导体激光器发出激光，通过凸透镜将激光器光变为平行光通过测量区，当测量区有被测物时，其边缘会产生衍射条纹,通过图像传感器将衍射条纹图像取出,再对衍射条纹的间距进行分析,计算出被测物的外径值。
附图说明
19.图1为本实用新型的内部结构示意图；
20.图2为本实用新型的外部结构示意图；
21.图3为本实用新型的外部后侧结构示意图。
22.1、液晶显示器；3、导轮安装孔；4、设置键盘；5、外接显示接口；6、供电接口；7、侧面安装孔；8、底板安装孔；9、激光二极管；10、反射镜a；11、凸透镜a；12、磁性防尘罩a；13、磁性防尘罩b；14、凸透镜b；15、反射镜b；16、图像传感器；17、信号处理板。
具体实施方式
23.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1、图2和图3所示的，一种激光衍射测径仪，包括测径仪外壳，以及其测径仪外壳内依次设置的发出激光的激光二极管9、将激光二极管9的光折射的反射镜a10、将反射镜的光变为平行光的凸透镜a11、将经过测量区域后的光再次聚集的凸透镜b14、对光进行二次折射的反射镜b15、将反射镜b15折射的衍射条纹图像取出的图像传感器16，以及对衍射条纹的间距进行分析并计算出被测物的外径值的信号处理板17。
25.优选的：所述测径仪外壳为凹字形，其测量区域为其中间凹陷部位，该凹陷部位两侧各设有一个防尘罩，对应保护凸透镜a11和凸透镜b14，防尘罩的中间都开有供激光通过的通孔。
26.优选的：所述防尘罩为磁性防尘罩，分别为磁性防尘罩a12和磁性防尘罩b13，通过磁铁吸附在测径仪凹陷部位的外壳上，磁性防尘罩a12设置在靠近凸透镜a11的一侧，磁性防尘罩b13设置在凸透镜b14的一侧，磁性防尘罩a12和磁性防尘罩b13的的通孔与凸透镜a11和凸透镜b14的位置对应。
27.优选的：所述测径仪外壳正面设有液晶显示器1，还有用于设置参数的设置键盘4，液晶显示器1和设置键盘4与信号处理板17连接。液晶显示器1可以实时显示测量数据，设置键盘4可以根据被测物来进行设置。
28.优选的：所述测径仪外壳侧面设置有外接显示接口5和供电接口6，外接显示接口5和供电接口6信号处理板17连接。外接显示接口5可以连接外部的显示装置，供电接口6连接外部的电源，为设备供电。
29.优选的：所述测径仪外壳为凹字形底部开有导轮安装孔3，测径仪外壳相对外接显示接口5的另一面开有侧面安装孔7，测径仪外壳的底部设有底板安装孔8。导轮安装孔3用于安装供被测物稳定通过的导轮；侧面安装孔7和底板安装孔8用于将整个测径仪固定。
30.本实用新型具有以下有益效果：由半导体激光器发出激光，通过凸透镜将激光器光变为平行光通过测量区，当测量区有被测物时，其边缘会产生衍射条纹,通过图像传感器16将衍射条纹图像取出,再对衍射条纹的间距进行分析,计算出被测物的外径值。
31.由激光器二极管发出激光，通过凸透镜a11将激光变为平行光通过测量区，再通过凸透镜b14到反射镜b15，然后由图像传感器16接收并将信号传输给信号处理板17。当测量区有被测物时，其边缘会产生衍射条纹,通过图像传感器16将衍射条纹图像取出,再对衍射条纹的间距进行分析,计算出被测物的外径值。
32.本技术可以对0.03毫米以下的超细线的高精度测量；体积小型化(厚度)，现场安装时,客户其已使用的生产线上,能安装测径仪的间隙宽度很小，导致传统测径仪无法安装，测径仪要在厚度上进行压缩，电机的体积成为最大障碍，而本技术的设备不使用电机,厚度减小可以方便安装；从而仪器内部无运动部件，静音，使仪器寿命更长,维护成本低。
33.本技术的优势：
34.1.根据衍射原理,被测物的衍射条纹和其直径有关.同一帧图像中,有数个条纹,因此,一次图像分得到了数个直径的测量数据,然后对这些结果进行算术平均.使单次测量更精确.
35.2.根据衍射原理,直径越小其衍射条纹越清晰.所以其测量超细线具有优势.
36.3.特殊的光路系统,使每台激光衍射测径仪都具有相同的测量线性性.
37.仪器互换没有影响.
38.4.使用图像传感器16,激光二极管9,液晶显示器1等体积小,厚度薄,非运动的电子器件,使仪器厚度大幅减小.
39.5.独特的光学系统,使衍射条纹不受到入射光和其他自然光影响,衍射效果的成像图非常清晰.
40.6.激光二极管9产生的激光,其波长随温度升高而增长.因衍射原理,波长变长会影响测量结果.所以设计了特殊的波长适应算法.使测量结果不收环境温度影响.始终一致.
41.7.磁性防尘罩设计.使安装,拆卸防尘罩轻松简单.并大幅减少灰尘和油烟在光学透镜上的吸附。
42.温度在5℃
‑
55℃,测量结果稳定,不超过0.2um；对0.01毫米的超细线能精确测量且数据重复性,稳定性不超过0.2um。
43.仪器为一体式结构.结构轻薄,体积小巧,并且仪器功能丰富.
44.具有2寸液晶显示器1,能显示多排数据并带有文字显示.
45.具有4按键操作系统,能输入密码,设置通讯参数,仪器系统参数,报警参数.
46.具有2个rs485通讯端口设计.方便用户远程读取数据.
47.具有1路继电器报警输出,对在线测量进行监控。
48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。