[發明專利]一種基于光束掃描探測的組合懸臂梁探針傳感裝置及傳感方法

有效

• 申請號: 201610165142.2
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105841609B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 倪赫;鄒麗敏;張鵬;譚久彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 牟永林

1.一種基于光束掃描探測的組合懸臂梁探針傳感裝置，它包括激光器(1)、光纖(2)、夾持器(3)和探針(4)，其特征在于：它還包括物鏡(5)、分光鏡(6)、第一收集透鏡(7)、第一光電探測器(8)、管鏡(9)、掃描透鏡(10)、二維掃描振鏡組(11)、第二收集透鏡(12)和第二光電探測器(13)；

激光器(1)的輸出端連接光纖(2)的一端，夾持器(3)用于固定光纖(2)的中部，以光纖(2)被夾持器(3)固定的部分和光纖(2)的另一端作為兩個端點的一段光纖構成光纖懸臂梁，探針(4)的一端與光纖懸臂梁的中部固定連接，光纖懸臂梁與探針(4)的夾角大于0度、小于180度，探針(4)的另一端上設置有觸球(14)；

經光纖(2)的另一端出射的激光經物鏡(5)準直，入射至分光鏡(6)，入射至分光鏡(6)的一部分激光被反射，另一部分激光經分光鏡(6)透射；

被分光鏡(6)反射的激光經第一收集透鏡(7)聚焦后入射至第一光電探測器(8)的探測面；

經分光鏡(6)透射的激光依次經過管鏡(9)和掃描透鏡(10)后，平行射入二維掃描振鏡組(11)，經二維掃描振鏡組(11)出射的激光經第二收集透鏡(12)的聚焦后，入射至第二光電探測器(13)的探測面；

第一光電探測器(8)的量程大于第二光電探測器(13)的量程。

2.根據權利要求1所述的一種基于光束掃描探測的組合懸臂梁探針傳感裝置，其特征在于：光纖(2)為單模光纖。

3.根據權利要求1所述的一種基于光束掃描探測的組合懸臂梁探針傳感裝置，其特征在于：光纖懸臂梁與探針(4)的夾角為90度。

4.基于權利要求1所述的一種基于光束掃描探測的組合懸臂梁探針傳感裝置的傳感方法，經光纖(2)的另一端出射的激光，一部分被聚焦入射至第一光電探測器(8)的探測面，另一部分被聚焦入射至第二光電探測器(13)的探測面；

當探針(4)接觸被測物，第二光電探測器(13)探測面上的聚焦光斑的位置發生偏移時，完成一次傳感；

其特征在于：當探針(4)接觸被測物，聚焦光斑的位置偏移量大于第二光電探測器(13)的量程、小于第一光電探測器(8)的量程時，根據第一光電探測器(8)所探測到的聚焦光斑的位置偏移量，采用開環或閉環的方式控制二維掃描振鏡組(11)，使經其出射的激光發生偏轉，使第二光電探測器(13)探測到聚焦光斑、且該聚焦光斑的位置與光纖(2)的另一端同步移動。