专利名称：激光标高测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量汽轮机标高及轴向振动测量的激光标高测量仪。
目前在各种振动测量中所用的设备，大量的仍旧是传统的压电晶体式加速度传感器。这种加速度传感器测量精度低，测量范围小，而且只能测出振动的频率和振幅，无法测出振动中心的绝对偏移量。
本实用新型的目的是研制一种激光标高测量仪，可以快速，准确，方便，实时地测出各种机械振动及振动中心的绝对偏移量，特别适用于汽轮机标高的测试。
本实用新型的技术方案是由He－Ne激光器，放大器及A／D转换器，激光电源，二维调节架，多路光电探测器，扩束器、微调支架高低调节座、拉簧、底座A、B旋转支架、旋轴及微机组成，He－Ne激光器固定在二维调节支架上，用于激光束上下左右调节，多路光电探测器安装在底座上，可以相对于入射窗ㄇ左右调节，仪器底座A通过调节螺钉及旋轴相对于底座B上下调整，通过左右微调螺钉及左右微调支架，将反射光调整到多路光电探测器的中心，光信号转换成电信号经放大，A／D转换送至计算机处理，显示并打印出振动的位移尺寸，振动幅值。
本实用新型实施例结合附图加以描述。
图1，激光标高测量仪结构示意图；图2，多路有尺式光电探测器示意图；图3，放大电路及A／D转换器示意图；图4，测量原理图。
如图1所示，激光标高测量仪是由He－Ne激光器1，放大及A／D转换器2，激光电源3，二维调节支架4，多路光电探测器5，箱体6，扩束器7，左右微调螺钉8，左右向微调支架9，高低调节螺钉10，高低调节座11，拉簧12，仪器底座13A，13B，旋轴支加14A，14B，旋轴15组成。其中He－Ne激光器1固定在二维调节支架4上，便于激光束上下左右调节，多路光电探测器5安装在底座位13A上，可以相对于入射窗ㄇ左右调节，仪器底座13A通过高低调节螺钉10及旋轴15相对于底座13B上下调整。左右微调螺钉8及左右微调支架9将反射光调整到多路光电探测器5的中心。
如图2所示，多路光电探测器5是用硅单晶制成的，多路光电探测器由100～300块光电陈列组成，光电陈列之间的间隔在0.02～0.04mm之间，当光电陈列接一反向电压以后，在光的照射下回路中便会产生电流I3，该电流大小系等于落在相应光电陈列上的光能量，一旦被测物体上的光移转换器焦路距选定后，在不考虑外界温度变化对测试精度影响的前提下，若被测物无振，则从光位移转换器反射到光电探测器上的光的极值位置是不变的，若被测物振动值为△X，则从光位移转换器反射到光电探测器的光的极值位置发生了相应的偏差，其偏移量的大小为△H＝(L／2f)×△X式中L——测试距离(mm)f——光位移转换器的焦距(mm)△H——实测位移量△X——实际振动值。
如图3所示，放大及A／D转换器2由14个JCD4051和74LS273，CD40154所组成的电压巡回检测仪，LN353电流放大器，LN324电压放大器及A／D转换器组成。其工作原理如下由多路光电探测器的100～300光电流分别送入14个JCD4051和74LS273，CD40154所组成的电压巡回检测仪，然后再送入放大器进行放大，放大器有两级，LN353是电流放大器，LN324是电压放大器，它起电压放大和相位倒置的作用，由于采用一系列的滤波电路，能有效地抗外界干扰，再由A／D进行模数转换输入到计算机数据总线。整套放大，A／D电路以及光电探测器安排在一块电路板上，性能较好。
如图4所示，是激光标高测量仪的测量原理图，由激光器1发生的光束，经扩束器后得到有一定密度的会聚光，光束的焦点调到被测物体的光位移转换器16的焦点上，再经过光位移转换器反射到多路光电探测器5上，该多路光电探测器呈矩形，有许多光电陈列组成，每个陈列的输出信号正比于照射在该陈列内的全部光电能，电信号经放大模数转换后由计算机17处理，按预光编好的程序进行计算，最后将振动的位移尺寸，振动幅值等经显示屏及打印机18参数批印出来。激光标高测量仪将激光发射系统He－Ne激光器1，二维调节支架4，激光电源3，扩束器7和信号接收系统多路光电探测器5，放大器2安装在同一箱体内，能避免外界振动对测量的影响。
本实用新型的优点是结构简单，发射，接收一体化，避免了外界振动对测量的影响，成本低廉，操作方便，由于同微机相结合，所以能快速准确地得到测量结果。
权利要求1.一种激光标高测量仪，其特征在于由He-Ne激光器(1)，放大及A/D转换器(2)，激光电源(3)，二维调节支架(4)，多路光电探测器(5)，箱体(6)，扩束器(7)，左右微调螺钉(8)，左右微调支架(9)，高低调节螺钉(10)，高低调节座(11)，拉簧(12)，仪器底座(13A)，(13B)，旋轴支架(14A)，(14B)，旋轴(15)及微机(17)组成，其中He-Ne激光器1固定在二维调节支架(4)上，便于激光束上下左右调节，多路光电探测器(5)安装在底座(13A)上，可以相对于入射窗口左右调节，仪器底座(13A)通过高低调节螺钉(10)及旋轴(15)相对于底座(13B)上下调整，左右微调螺钉(8)及左右微调支架(9)将反射光调整到多路光电探测器的中心。
2.根据权利要求书1所述的激光标高测量仪，其特征在于多路光电探器(5)是用硅单晶制成的，多路光电探测器由100～300块接收光电陈列组成，光电陈列之间的间隔在0.02～0.04mm之间。
3.根据权利要求书1所述的激光标高测量仪，其特征在于放大及A／D转换器(2)是由14个JCD4051和74LS273，CD40154所组成的电压巡回检测仪，LN353电流放大器，LN324电压放大器及A／D转换器组成。
4.根据权利要求1所述的激光标高测量仪，其特征在于激光发射系统He－Ne激光器(1)，二维调节支架(4)，激光电压(5)，扩束器(7)和信号接收系统多路光电探测器(5)，放大器(2)安装在同一箱体内。
专利摘要本实用新型涉及一种激光标高测量仪，由He-Ne激光器、放大及A/D转换器、激光电源、调节架、多路光电探测器、扩束器、微调支架、高低调节座、底座、旋转支架、旋轴及微机组成。激光器固定在调节架上，多路光电探测器安装在底座上，通过螺钉及旋轴的调整，使反射光调整到光电探测器中心，光信号经放大A/D转换送至计算机处理，显示并打印出振动的位移、振动幅值。优点是结构简单，发射接收一体化，避免了外界振动影响，同微机结合能快速准确地得到测量结果。
文档编号G01B11/02GK2195752SQ9423883
公开日1995年4月26日 申请日期1994年6月4日 优先权日1994年6月4日
发明者潘振中, 王秀华 申请人:机械工业部上海发电设备成套设计研究所