专利名称：一种新型激光对中仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光测量技术领域。
在电力、石油、化工、造纸、冶金等行业中，大型的旋转机械轴系联轴器的两轴对接工作，要求在空间异面的情况下，两轴的中心线对接为一直线，通常用一对平移和一对倾斜量来描述对接质量。传统的对接作业是使用百分表、塞尺人为肉眼判断。近年来出现了激光对中技术，具有快速、准确、简便易用的特点，已可完全取代传统的方法。在本实用新型以前的现有技术中，有这样一种激光对中技术(见图1)，由激光发射与接收靶盒、棱镜靶盒、和计算机(或单片机)组成，激光发射与接收靶盒的上半部是半导体激光准直光源，下部是一个二维的PSD位置传感器件，棱镜靶盒上有一直角反射镜，激光束射向直角棱镜，经两次反射后，被二维PSD器件接收，PSD将光斑转化为电信号，经计算机处理后，可得到反映两轴线位置关系得知四个数据。该技术有两个明显的不足，一是对二维的PSD器件要球很高，器件的标定工作量大、麻烦，二是为了采集数据，仪器必须连同轴一起进行360°旋转，这在某些场合由于场地和结构的限制是不可能的，因而使仪器的使用范围受到了很大的限制。
针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种在新的测量原理指导下的激光对中仪，使该仪器同现有技术相比，不仅测量准确、精度高，不需二维PSD器件，而且操作过程中更不需连同轴一起进行360°旋转，可大大提高仪器的适用范围。
现将本实用新型技术解决方案叙述如下本实用新型激光对中仪是在新的测量原理指导下而重新设计的(见图2)，举平移量测量为例，由图2知，O2是主动轴的回转中心，O1是从动轴靶盒的回转中心，R是激光源光束绕O1运动的半径，KR是一维PSD器件原点绕O2运动的半径，则y＝z0+x0cosθ+y0sinθ，其中，x0、y0即是所需寻找的两轴之间的平移值，z0是开始时光斑在PSD器件上的初始位移值。倾角量测量的计算方法同上。据此，本实用新型的设计具有主动靶盒、从动粑靶盒、固定链条及信号处理电路；主动靶盒、从动粑靶盒分别由固定链条固定在主、从动轴上，其特征在于主动靶盒的上部安装激光器1，底部安装一维PSD位置传感器件和倾角传感器，从动靶盒上部安装半透半反镜和光电开关，底部安装激光器2；其信号处理电路由激光器电路、震荡器、倾角处理电路、一维PSD电路构成，震荡器为激光器1、2提供震荡信号，两路激光信号被PSD传感接收后，送信号分离电路，信号分离电路分离出四路信号，包含反映两轴关系的平移和倾斜信息，经滤波处理为直流信号，倾角传感器同时将倾角信号送倾角处理电路，倾角与平移信号送A/D转换电路，由单片机或计算机处理。
现将
如下图1现有技术中的激光对中技术示意图图2本实用新型激光对中仪设计原理示意图图3本实用新型激光对中仪信号处理框图图4本实用新型激光对中仪信号处理电路原理图图2中(1)主动轴 (2)一维PSD器件 (3)主动靶盒 (4)激光器1 (5)从动轴 (6)激光器2 (7)从动靶盒 (8)光电开关 (9)半反镜 (10)、(11)固定链条 (12)倾角传感器图3中(13)震荡器 (14)激光器A (15)激光器B (16)倾角处理电路 (17)倾角传感器 (18)一维PSD器件 (19)信号分离电路 (20)滤波电路 (21)半透半反镜 (22)电源震荡器(13)为激光器(14)、(15)提供震荡信号，激光器的光信号发射PSD器件(18)传感接收后，送信号分离电路(19)，倾角传感器(17)同时将信号送倾角处理电路(16)，和信号分离电路(19)，信号分离电路(19)分离出四路信号，经滤波处理为直流信号送A/D转换电路，由单片机或计算机处理。
图4中虚线框中的电路为(13)震荡器 (14)激光器A (15)激光器B (16)倾角处理电路 (17)倾角传感器 (18)一维PSD器件 (19)信号分离电路 (20)滤波电路信号处理电路中的震荡器(13)产生一个50％占空比的正方波，控制两路激光器(14)、(15)交替发光，为液体摆倾角传感器(17)提供交流驱动；激光器电路(14)、(15)为可开关调制的恒功率输出电路；倾角处理电路(16)是一种精密绝对值电路，输出一个与大地倾角成正比的电压信号；光电信号和倾角信号输入A/D转换器。
R6.D2、R5为充电电阻，D1、R28、R29为放电电阻，C4为震荡电容；激光器电路(14)、(15)由Z1、N1、N2、P2、R21等组成，为恒功率输出电路；倾角处理电路(16)是一种精密绝对值电路，输出一个与大地倾角成正比的电压信号，然后输入A/D转换器。
本实用新型同现有技术相比具有如下优点1、准备工作简单，只需将两个靶盒分别固定到主从动轴上，激光束调整到PSD的测量区域内，不必调整PSD到原点。
2、测量操作简单，可由任意位置开始，随意转过一个角度，系统即能解出答案。
3、仅用一个PSD器件，标定工作简单，成本大大降低。
权利要求1.一种新型激光对中仪，具有主动靶盒、从动粑靶盒、固定链条及信号处理电路，主动靶盒、从动粑靶盒分别由固定链条固定在主、从动轴上，其特征在于主动靶盒的上部安装激光器1，底部安装一维PSD位置传感器件和倾角传感器，从动靶盒上部安装半透半反镜和光电开关，底部安装激光器2；其信号处理电路由激光器电路、震荡器、倾角处理电路、一维PSD电路构成；震荡器为激光器12和倾角处理电路提供震荡信号；两路激光器的光信号交替发射至PSD传感接收后，送信号分离电路；倾角传感器同时将信号送倾角处理电路；经滤波处理为直流信号送A/D转换电路，由单片机或计算机处理。
2.根据权利要求1所述的一种新型激光对中仪，其特征在于信号处理电路中的震荡器产生一个50％占空比的正方波，控制两路激光器交替发光，为液体摆倾角传感器提供交流驱动；激光器电路为可开关调制的恒功率输出电路；倾角处理电路是一种精密绝对值电路，输出一个与大地倾角成正比的电压信号；光电信号和倾角信号输入A/D转换器。
专利摘要本实用新型属于激光测量技术领域,涉及一种新型激光对中仪,特征是主动靶盒的上部安装激光器1,底部安装一维PSD位置传感器件和倾角传感器,从动靶盒上部安装半透半反镜和光电开关,底部安装激光器2,信号处理电路由激光器电路、震荡器、倾角处理电路、一维PSD电路构成。同现有技术相比,准备工作简单,测量操作可由任意位置开始,标定工作简单,成本大大降低。
文档编号G01B11/26GK2396375SQ9925514
公开日2000年9月13日 申请日期1999年11月29日 优先权日1999年11月29日
发明者李中科, 易亚兴 申请人:中国人民解放军第二炮兵工程学院技术开发中心