专利名称：透镜污染检测装置及路面状况检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种透镜污染程度的检测装置和具有该装置的路面状况检测仪。
背景技术：
在工程作业、气象研究等领域，经常需要对路面的干湿度、有无积水、结冰或积雪等各种状况进行检测。目前常用的一种路面状况检测仪外形呈长方体箱体，在箱体内安装有与外界相通的激光发射镜筒和相对应的接收镜筒，在激光发射镜筒内以与其同轴方式设置有作为防护镜的透镜(以下简称防护镜)，激光发射镜筒的内侧端以与该镜筒同轴方式设有激光发射器，在防护镜和激光发射器之间设有非球面光学透镜，防护镜用于保护非球面光学透镜，避免外界对其影响。路面状况检测仪工作时将其安装于被测路面旁的立柱上，检测仪的激光发射镜筒和相对应的接收镜筒均指向被测路面。检测仪接通电源后开始工作，激光发射器发射出的激光经非球面光学透镜和防护镜由激光发射镜筒射出至被测路面，接收镜筒接收由被测路面反射回的激光信号，并将检测结果进行运算和处理，然后通过有线或无线发送到指定位置。在路面状况检测仪的实际工作中，因为受到所处环境中如灰尘、潮湿空气或油污等各种因素的影响，会使激光发射镜筒中的防护镜受到污染而使得测量结果不准确出现较大的偏差。目前的解决方法是当防护镜被污染后，人工地去频繁清洁被污防护镜，再重新进行校准以继续工作。很显然，这种方法会在路面状况检测的正常工作中增加许多重复的不必要过程和无谓的工作量，使得工作效率非常低下。
实用新型内容本实用新型提供了一种透镜污染检测装置和具有该装置的路面状况检测仪，目的是在当透镜尤其是路面状况检测仪中作为防护镜的透镜被污染后，通过透镜污染检测装置检测出相关数据经程序处理后计算出透镜被污染程度的参数，以便对检测数据因透镜被污染而出现的偏差进行纠正。本实用新型的透镜污染检测装置，在被检测的透镜的一侧透光面以相接触方式设有光信号发射单元，在光信号发射单元的发射光经透镜的光通路相对应的透镜另一侧透光面上，以与该透光面相接触方式设有光信号反射单元，在以透镜为光导体的一部位处，以与该部位的透光面相接触方式设有输出端连接于信号处理单元的光信号接收单元，光信号发射单元发出检测的光信号，光信号在透镜的一侧透光面和另一侧透光面之间反射后被光信号接收单元接收。光信号接收单元设在透镜的任一侧透光面上。光信号反射单元与透镜的接触面可以为连续或非连续的环形，也可以为马蹄形、长方形、正方形或其它利于实现光反射的几何图形。可以将光信号反射单元的反射面设置成与光信号发射单元的发射光入射光路呈一定夹角，以使入射光经反射面反射后能够在透镜的两个透光面之间沿与透镜径向平面平行方向的光通路反射传递。光信号接收单元在透镜的光通路经过透镜透光面的一侧以相接触方式设置，以接收经过透镜光通路的光发射信号。光信号反射单元与透镜透光面相接触目的使检测的光信号在透镜透光面上即刻得到反射而不射出透镜产生损失；光信号发射单元与光信号接收单元与透镜透光面相接触的目的是避免外接不定因素对检测数据的影响。如果将光信号发射单元或光接收单元与透镜透光面间隔设置，检测光则会收到它们之间空气、灰尘、或湿度等因素的影响，使最终接收到的光信号强度成为不定量，而难以实现准确检测污染参数的目的。工作时，信号处理单元以光信号接收单元接收的光信号发射单元发射光在干净的透镜透光面上反射得到的光信号强度为基准，当透镜透光面被污染后，光在透光面上的反射将发生变化，光信号接收单元接收到的光通量会增加，由此所产生的光电转换量也会增加，信号处理单元通过程序对这个增量进行计算，从而得到相应的透镜被污染程度的参数，对因透镜被污染而出现的所得数据的偏差进行纠正。进一步，光信号发射单元设置在透镜轴线以外的位置处。为了能使光信号发射单元的发射光能够更充分的反应出透镜透光面的被污染程度，可以将光信号发射单元设置在透镜的轴线以外位置处，并使发射光沿透镜的光通路反射传播。进一步，反射单元与透镜相接触的反射面为金属结构面。使用金属结构面来增加光的反射率、加强光的反射强度是一种常见的方式。将常用的有利于光反射的金属材料作为反射单元的反射面，例如铜、铁、铝、钢、不锈钢、铬、镍、镍铬合金或其它常用的利于光反射的金属材料。优选的，反射部件的反射面为镀铬结构面。铬的特点是质硬、防腐蚀，并且易于镀层，具有良好的光信号反射率、增强光反射强度等特点。进一步，光信号发射单元和光信号接收装置设置在所说透镜径向平面的同侧。将光信号发射单元和光信号接收装置设置在所说透镜径向平面的同侧能够简化设计和连接。优选的，光信号发射单元为红外发射器，光信号接收装置为红外接收器。使用红外光作为检测光信号是常用的一种检测手段，在这里可以采用常见的各种红外发射器和红外接收器，以降低设备成本。优选为SIR323-5型红外发射器和PD204-6B型红外接收器。进一步，光信号发射单元、光信号反射单元和光信号接收单元均沿所说透镜的周缘或靠近其周缘设置。这种设置方式可以使光信号发射单元与光信号接收单元位于透镜相对的两个边缘部位，最大程度使检测光通过透镜的直径长度，对透镜的整个透光面进行检测。优选的，光信号反射单元为环状结构。环状结构可以为连续或非连续的环。特别是在光信号经透镜的光通路相对应光信号接收单元的透镜另一侧透光面上，以与该透光面相接触方式设环状光信号反射单元，可以进一步加强光反射强度，提高光信号反射单元对光信号的接收度。本实用新型还公开了一种路面状况检测仪，在检测仪中包括安装在检测仪箱体中与外界相通的用于激光发射的镜筒，在镜筒内以与其同轴方式设置有作为防护镜的透镜， 镜筒的内侧端以与镜筒同轴方式设有激光发射器，在所述的作为防护镜的透镜和激光发射器之间设有非球面光学透镜，其中作为防护镜的透镜为具有上述透镜污染检测装置的透镜。防护镜是由平面光学玻璃构成，透光率>99.5%，其两个透光面的内侧粗糙度至少为 0. 005mm，有利于光信号的反射。进一步，作为防护镜的透镜以其周缘与镜筒的内壁相接触的方式设置，光信号反射单元由紧固件固定。紧固件可以为螺钉或螺母等螺纹紧固件结构。[0015]试验表明，当透镜尤其是路面状况检测仪作为防护镜的透镜被污染后，通过本实用新型的透镜污染检测装置对透镜检测和计算出透镜被污染程度的参数，能够对因透镜被污染而出现的所得数据的偏差进行纠正。特别是在路面状况检测仪中设有该检测装置后， 使得检测仪在工作中不再因为防护镜被污染而不断地人工去清洁和再校准，极大地提高了测量的准确性和工作效率。以下结合由附图所示实施例的具体实施方式
，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。
图1为本实用新型透镜污染检测装置使用状态的剖面示意图。图2为图1的左视图。图3为具有图1检测装置的路面状况检测仪的激光发射镜筒的剖面图。
具体实施方式
实施例1 如图1所示，本实用新型的透镜污染检测装置，在被检测透镜3的背向外界一侧透光面7的接近周缘处以相接触方式设有红外发射器形式的光信号发射单元1，在光信号发射单元1的发射光经透镜的光通路相对应的透镜3朝向外界一侧透光面6上，以与该透光面6周缘处相接触方式设有与光信号反射单元5。如图2所示，光信号反射单元5与透镜3 的接触面呈连续的环形，其外环周缘与透镜3的周缘重合或近似重合。图1中，在以透镜为光导体的与光信号发射单元1同侧的另一接近透镜3周缘处，以与该部位的透光面6相接触方式设有输出端连接于信号处理单元(未示出)的红外接收器形式的光信号接收单元2。 在光信号反射单元5的反射面4上设有镀铬反射层。光信号反射单元5的反射面4设置成与光信号发射单元1的发射光入射光路呈一定夹角，以使反射面4上的反射光路与来自光信号发射单元1的入射光路不重合，并能够使入射光经反射面4反射后在透光面6和透光面7之间沿与透镜3径向平面平行方向的光通路反射传递。工作时，信号处理单元(未示出)以光信号接收单元2接收光信号发射单元1的发射光经干净透光面6和透光面7上反射得到的红外光信号强度为基准，当透镜3的透光面6和/或透光面7被污染后，红外光在透光面6和透光面7上的反射将发生变化，红外接收器2接收到的光通量会增加，由此所产生的光电转换量也会增加，信号处理单元(未示出)通过程序对这个增量进行计算，从而得到相应的透镜3被污染程度参数，对因透镜3被污染而出现的所得数据的偏差进行纠正。实施例2 如图3所示，一种路面状况检测仪的激光发射镜筒，在检测仪中的箱体10中设置有与外界相通的激光发射镜筒11，在镜筒11内以与其同轴方式设置有作为防护镜的透镜 3，镜筒11的内侧端以与镜筒11同轴方式设有激光发射器9，在所说的作为防护镜的透镜3 和激光发射器9之间设有非球面光学透镜12，其中作为防护镜的透镜3为具有实施例1所述的透镜污染检测装置的透镜3。其中作为防护镜的透镜3是由平面光学玻璃构成，透光率≥99. 5%，其透光面6和透光面7的内侧粗糙度至少为0. 005mm,以有利于光信号的反射。 红外发射器形式的光信号发射单元1和红外接收器形式的光信号接收单元2通过固定单元 13进一步固定。将作为防护镜的透镜3以其周缘与镜筒11的内壁相接触的方式设置，透镜污染检测装置以实施例1中所述做相应设置后，通过镜筒11外端的螺母紧固件8将检测装置的光信号反射单元5与透镜3之间紧固连接。
权利要求1.透镜污染检测装置，其特征为在被检测的透镜(3)的一侧透光面(7)以相接触方式设有光信号发射单元(1)，在光信号发射单元(1)的发射光经透镜C3)的光通路相对应的透镜(3)另一侧透光面(6)上，以与该透光面(6)相接触方式设有光信号反射单元(5)，在以透镜C3)为光导体的一部位处，以与该部位的透光面(6)相接触方式设有输出端连接于信号处理单元的光信号接收单元O)，光信号发射单元(1)发出检测的光信号，光信号在透镜 (3)的一侧透光面(7)和另一侧透光面(6)之间反射后被光信号接收单元( 接收。
2.如权利要求1所述的透镜污染检测装置，其特征为所说的光信号发射单元(1)设置在透镜(3)轴线以外的位置处。
3.如权利要求1所述的透镜污染检测装置，其特征为反射单元(5)与透镜⑶相接触的反射面(4)为金属结构面。
4.如权利要求3所述的透镜污染检测装置，其特征为所述反射部件(5)的反射面(4) 为镀铬结构面。
5.如权利要求1所述的透镜污染检测装置，其特征为光信号发射单元(1)和光信号接收装置( 设置在所说透镜C3)径向平面的同侧。
6.如权利要求1所述的透镜污染检测装置，其特征为光信号发射单元(1)为红外发射器，光信号接收装置( 为红外接收器。
7.如权利要求1至6之一所述的透镜污染检测装置，其特征为所说的光信号发射单元 (1)、光信号反射单元( 和光信号接收单元( 均沿所说透镜C3)的周缘或靠近其周缘设置。
8.如权利要求7所述的透镜污染检测装置，其特征为所说的光信号反射单元(5)为环状结构。
9.路面状况检测仪，包括安装在检测仪箱体(10)中与外界相通的用于激光发射的镜筒(11)，在镜筒(11)内以与其同轴方式设置有作为防护镜的透镜(3)，镜筒(11)的内侧端以与镜筒(11)同轴方式设有激光发射器(9)，在所述的作为防护镜的透镜C3)和激光发射器之间设有非球面光学透镜(12)，其特征为所述的作为防护镜的透镜(3)为具有权利要求 1至8之一所述透镜污染检测装置的透镜。
10.如权利要求9所述的路面状况检测仪，其特征为所说的作为防护镜的透镜(3)以其周缘与镜筒(11)的内壁相接触的方式设置，光信号反射单元(5)由紧固件⑶固定。
专利摘要透镜污染检测装置，在被检测的透镜的一侧透光面以相接触方式设有光信号发射单元，在光信号发射单元的发射光经透镜的光通路相对应的透镜另一侧透光面上，以与该透光面相接触方式设有光信号反射单元，在以透镜为光导体的一部位处，以与该部位的透光面相接触方式设有输出端连接于信号处理单元的光信号接收单元，光信号发射单元发出检测的光信号，光信号在透镜的一侧透光面和另一侧透光面之间反射后被光信号接收单元接收。本实用新型还公开了一种路面状况检测仪。当透镜尤其是路面状况检测仪作为防护镜的透镜被污染后，通过本实用新型的透镜污染检测装置对透镜检测和计算出透镜被污染程度的参数，能够对因透镜被污染而出现的所得数据的偏差进行纠正，极大地提高了测量的准确性和工作效率。
文档编号G01N21/958GK201993476SQ201120002758
公开日2011年9月28日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者杨名光 申请人:成都虹岳科技有限公司