[發明專利]基于時間差的位移傳感器及其測量方法

在審

• 申請號: 202110561572.7
• 申請日: 2021-05-22
• 公開（公告）號: CN113188454A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張白;王鶴;康學亮;高洋;周春艷
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 張玲

1.一種基于時間差的位移傳感器，其特征在于，包括：

三角波反射鏡，包括第一反射面和第二反射面；

激光束一，入射至三角波反射鏡的第一反射面；

反射鏡一，用于接收激光束一被三角波反射鏡的第一反射面反射的激光束，且使該激光束在激光束一入射至同一個第一反射面的測量過程中，沿同一路徑反射至三角波反射鏡的第二反射面；

光偏轉器一，用于使三角波反射鏡的第二反射面反射的激光束的入射角度在設定角度區間內勻速偏轉；

光電探測器一和光電探測器二，都是用于在光偏轉器一的一個偏轉周期內，兩次接收經光偏轉器一偏轉后的激光束；

處理系統，用于根據光電探測器一和光電探測器二分別接收到激光束的時間差及光偏轉器一的偏轉速度，計算出被測物體的位移變化值。

2.根據權利要求1所述的一種基于時間差的位移傳感器，其特征在于，反射鏡一平行于第一反射面，同時平行于第二反射面，激光束一與第一反射面的銳角夾角等于兩倍第一反射面與水平面的夾角。

3.根據權利要求2所述的一種基于時間差的位移傳感器，其特征在于，所述三角波反射鏡的第一反射面和第二反射面分別與水平面的夾角為150度，激光束一入射至第一反射面的入射角為30度。

4.根據權利要求1所述的一種基于時間差的位移傳感器，其特征在于，還包括殼體，激光束一由激光源一發射得到，激光源一、反射鏡一、光電探測器一和光電探測器二均固定設置于殼體內，組成測頭。

5.根據權利要求1-4任一所述的基于時間差的位移傳感器，其特征在于，還包括：

激光束二，入射至三角波反射鏡的第一反射面，且激光束一與激光束二分別在第一反射面的初始入射點位置不同；

反射鏡二，用于接收激光束二被三角波反射鏡的第一反射面反射的激光束，且使該激光束在激光束二入射至同一個第一反射面的測量過程中，沿同一路徑反射至三角波反射鏡的第二反射面；

光偏轉器二，用于使三角波反射鏡的第二反射面反射的激光束的入射角度在設定角度區間內勻速偏轉；

光電探測器三和光電探測器四，用于在光偏轉器二的一個偏轉周期內，兩次接收經光偏轉器二偏轉后的激光束；

所述處理系統具體用于，根據光電探測器一和光電探測器二分別接收到激光束的時間差及光偏轉器一的偏轉速度，計算出被測物體的位移變化值；或者，根據光電探測器三和光電探測器四分別接收到激光束的時間差及光偏轉器二的偏轉速度，計算出被測物體的位移變化值。

6.根據權利要求5所述的一種基于時間差的位移傳感器，其特征在于，激光束一和激光束二分別入射至三角波反射鏡的兩個不同的第一反射面。

7.根據權利要求5所述的一種基于時間差的位移傳感器，其特征在于，還包括殼體，所述激光束一和激光束二分別通過激光源一、激光源二發射得到，激光源一、激光源二、反射鏡一、反射鏡二、光偏轉器一、光偏轉器二、光電探測器一、光電探測器二、光電探測器三、光電探測器四均固定設置于殼體內，組成測頭。

8.根據權利要求5所述的一種基于時間差的位移傳感器，其特征在于，還包括兩個殼體，所述激光束一和激光束二分別通過激光源一、激光源二發射得到，激光源一、反射鏡一、光偏轉器一、光電探測器一和光電探測器二均固定設置于一個殼體內，組成一個測頭，激光源二、反射鏡二、光偏轉器二、光電探測器三、光電探測器四均固定設置于另一個殼體內，組成另一個測頭。