[實用新型]多激光束位移檢測裝置

有效

• 申請號: 201120364510.9
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN202255285U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 魏平源;孫曉巍
• 申請（專利權）人: 魏平源;孫曉巍
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01P3/36;G01P13/02
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技術領域

本實用新型涉及位移檢測裝置，特別是一種基于光學的位移檢測裝置。

背景技術

目前用于檢測運動物體移動距離的裝置大多為光柵式和感應式，光柵式的檢測裝置主要是光學編碼器及其衍生裝置，光學編碼器主要包括標尺、發光裝置和接收裝置。通常情況下標尺安裝在運動的被測物體上，而發光裝置和接收裝置安裝在靜止的物體上，測量時標尺隨被測物體運動。標尺具有一光柵，發光裝置向標尺發射一束光，接收裝置用于接收和檢測標尺與接收裝置之間的相對移動，即相應的明象和暗象的變化來進行編碼和計算。此類光學編碼器對標尺與發光裝置和接收裝置之間的距離要求極為嚴格，只能近距離測量，當他們之間的距離大于1cm時，便無法實現測量。光柵式的檢測裝置還有一種是激光測距儀，雖然其標尺與發光裝置和接收裝置之間距離可以達到幾米，但是由于發光裝置發出的光束傳輸方向與被測物體的運行方向相同，并且發光裝置均只能發射一束光線，因此測量誤差較大；另外，還容易受濃霧、沙塵的影響，在此種環境中，當運動的物體越來越遠時，其測量精度更是大大降低。

感應式位移檢測器包括標尺、以及可以沿測量軸移動的傳感器頭，多個磁通耦合繞組沿著測量軸設置在標尺上，接收繞組設置在傳感器頭上，其包括沿著測量軸設置的接收回路。感應式位移檢測器是利用電磁信號進行檢測的設備，因此檢測結果容易受到電磁干擾、環境噪音、接收信號電平波動等情況的影響，導致檢測精度低、誤差大、可靠性能低。

基于上述缺點，中國專利CN20062001220.7公開了一種格雷母線檢測系統，該系統是通過安裝在移動站的天線箱和敷設在移動機車軌道旁的格雷母線進行電磁耦合來傳遞信息的，無機械性接觸磨損；由于格雷母線芯線以格雷碼方式交叉扭絞排列，保證格雷母線芯線全程無重疊的交叉點，能夠在移動機車行走范圍內連續地、高精度地檢測絕對地址。其缺點是一旦格雷母線的某一點發生損壞，會使整條電纜報廢。在惡劣環境中應用時，建設成本和維修成本會很高，并且天線箱與格雷母線的距離也不能太遠，否則不能保證其精度。

實用新型內容

本實用新型需要解決的技術問題是提供一種能夠對高速運動的物體判斷其運動距離和方向，測量精度高，建設及維護成本較低的位移檢測裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

多激光束位移檢測裝置，包括具有光學非連續部分和節距光柵的標尺、用于產生激光束的發光裝置、以及用于接收激光束的接收裝置，所述發光裝置具有至少兩個以上激光源，激光源發射出的激光束之間平行傳輸，激光束的傳輸方向與被測物體的運動方向垂直。

本實用新型的改進在于：所述發光裝置采用激光器，所述接收裝置采用與激光器波長相應的光敏元件，所述激光器和光敏元件成對緊密封裝在機殼內構成傳感器。

本實用新型所述標尺具體為：所述標尺為不帶地址編碼的標尺，不帶地址編碼的標尺包括交替設置的回歸反射亮條和弱反射暗條。

本實用新型所述標尺還可以為：所述標尺為帶地址編碼的標尺，帶地址編碼的標尺包括由回歸反射亮條和弱反射暗條組成的編碼條、以及兩個定位條；所述定位條與回歸反射亮條和弱反射暗條之間通過空白條隔離設置。

由于采用了上述技術方案，本實用新型取得的技術進步是：

本實用新型結構簡單，成本較低，抗電磁和電源干擾能力強，其發光裝置可同時發射多條激光束，與標尺結合，可在惡劣環境下用于精確檢測高速移動物體的方向、速度、位移及其位置坐標等參數。本實用新型的標尺與傳感器間的距離可達幾米以上；測量速度快，能夠精確測量每秒50m以上的高速運動物體的速度和位移，應用范圍較廣。本實用新型的測量精度隨根據標尺的變化結合激光束的增多而逐步增高。

附圖說明

圖1為本實用新型采用不帶地址編碼標尺時的工作狀態示意圖；

圖2為本實用新型采用帶地址編碼標尺時的工作狀態示意圖。

其中：1.回歸反射亮條，2.弱反射暗條，3.激光束，4.定位條，5.空白條。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明：

多激光束位移檢測裝置，包括具有光學非連續部分和節距光柵的標尺、用于產生激光束的發光裝置、以及用于接收激光束的接收裝置。發光裝置采用激光器，接收裝置采用與激光器波長相應的光敏元件，激光器和光敏元件成對緊密封裝在機殼內構成傳感器。激光器設置有兩個以上激光源，激光源發射出的激光束之間平行傳輸，激光束的傳輸方向與被測物體的運動方向垂直。

標尺分為兩種，一種是不帶地址編碼的標尺，另一種是帶地址編碼的標尺。下面分別進行說明。