[實用新型]一種基于雙芯光纖干涉條紋的生成和采集測量裝置

有效

• 申請號: 201320702271.2
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN203732041U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 張偉
• 申請（專利權）人: 湖北汽車工業學院
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 十堰博迪專利事務所 42110
• 代理人: 宋志雄

技術領域

本實用新型是一種小型化的基于雙芯光纖干涉條紋的生成和采集測量裝置，適用于在狹小空間內對物體表面進行非接觸式測量。?

背景技術

非接觸式三維光學表面輪廓測量技術，是利用不同方式產生的結構光投射到被測物表面，再通過不同光路以及圖像傳感器獲取物體表面信息的光學測量技術。光學三維位輪廓測量技術由于具有非接觸性、高精度和全場顯示等優點，廣泛應用在計算機視覺、機械零件的仿形加工、力學研究中的形狀及離面位移測量、復雜物體的三維建模以及醫學測量等領域。?

但在特定狹小空間內的光學三維測量依然受到限制，目前應用的三維測量設備體積較大，并不適合用于狹窄空間內的測量（例如系統結構內部或人體口腔牙齒測量）。?

???在受限制狹小空間內進行三維輪廓測量，需要對測量系統小型化設計，能夠較為便捷的在狹小空間內活動，同時能滿足測量效率和測量精度三維要求。?

發明內容

本實用新型為了能夠在受限制狹小空間內進行非接觸三維輪廓測量，特提供一種基于雙芯光纖干涉條紋的生成和采集測量裝置。?

為此本實用新型的技術方案為，一種基于雙芯光纖干涉條紋的生成和采集測量裝置?

，還包括干涉條紋的生成以及條紋的投射與采集處理，其特征在于：其中干涉條紋的生成在信號部整體框架（19）中，LD光源（1）由光纖耦合器（2）分成兩路光纖傳輸，其中光纖一（3）部分纏繞在壓電陶瓷PZT（5）上，光纖一（3）與另一路光纖二（6）集合到雙芯光纖（7），雙芯光纖（7）干涉條紋經由光纖發射端（9）發射，經過反光鏡（10）投射到被測物（18）表面；采集處理中反光鏡（10）的反射光線通過透鏡（11）、孔徑光闌（12）、準直透鏡（13）至CCD攝像機（14）并傳輸到計算機處理系統（15）；測頭支撐結構（17）在反光鏡（10）下。

對上述方案的改進在于：光纖發射端（9）下設有螺紋調整機構（8）。?

對上述方案的改進在于：光纖發射端（9）發射的干涉條紋頻率和相位是同時調節或者分別調節的正弦周期變化條紋圖。?

對上述方案的改進在于：測量部整體框架（16）體積在寬30mmX高30mmX長180mm以內。?

有益效果：?

本實用新型在信號部整體框架中，LD光源由光纖耦合器產生兩路光，分別通過兩條光纖傳輸，其中光纖一可以由壓電陶瓷PZT控制，使其局部發生伸縮變化，而后與另一路光光纖二相干涉，形成雙芯光纖產生干涉條紋，并由光纖發射端投射條紋。

信號部整體框架中，光纖一可以由壓電陶瓷PZT控制，使其局部發生伸縮變化，實現干涉條紋相移，改變光纖中光的相位。?

測量部整體框架中，條紋受到物體表面調制變形后由45o反光鏡傳到透鏡，經過孔徑光闌和準直透鏡，最后CCD攝像機獲得變形條紋，并傳輸到計算機準備處理。考量測量空間狹小，測量部整體體積控制到30mm(寬)x30mm（高）x180mm（長）之內。?

測量部整體框架中，螺紋調整機構可以調節光纖發射端位置，進而改變投射條紋的條紋頻率；所述干涉條紋為頻率和相位可以同時調節或者分別調節的正弦周期變化條紋圖。?

本系統由計算機進行控制實現條紋相位變化并對獲取變形條紋進行信息處理計算三維測量信息并顯示；計算機能夠控制條紋等相位變化時采集變形條紋。?

該三維測量系統最顯著特征：能夠在狹小空間內精確快速進行三維表面測量并快速顯示測量結果。?

附圖說明

圖?1?本實用新型測量系統測量過程示意圖。?

圖?2本實用新型三維測量系統結構及整體布局示意圖。?

圖中1是LD光源，2是光纖耦合器，3光纖一，4是驅動電源，5是壓電陶瓷PZT，6是光纖二，7是雙芯光纖，8是螺紋調整機構，9是光纖發射端，10是反光鏡，11是透鏡，12是孔徑光闌，13是準直透鏡，14是CCD攝像機，15是計算機處理系統。?

具體實施方式

本實用新型如圖1、2所示。?

下面結合附圖1和實例對本實用新型作進一步說明，其中，此處描述的具體實例僅用于解釋本實用新型，并不限定于本實用新型。?

如圖1所示，本實用新型是一種基于雙芯光纖干涉條紋的生成和采集測量裝置，包括兩大部分：信號部整體框架19和測量部整體框架16。?