專利名稱：一種ccd光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光測(cè)厚儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CCD光信反偏 無損檢測(cè)測(cè)厚儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鋼板激光測(cè)厚儀的工作原理是基于三角測(cè)量的原理，上下兩組激 光發(fā)射系統(tǒng)將光斑分別投射到鋼板的上下表面，接收系統(tǒng)將照射光斑的 散射光成像于光電轉(zhuǎn)換器件CCD上。計(jì)算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)計(jì)算出 鋼板上下表面的實(shí)時(shí)位置，然后將上下表面位置求差值即可得到鋼板瞬 時(shí)厚度測(cè)量值。由于測(cè)量誤差主要取決于光學(xué)信號(hào)接收系統(tǒng)，使得包括 接收底座及調(diào)整架，接收鏡頭，CCD調(diào)整座成為重要的調(diào)整器件。 一般 測(cè)量區(qū)域的選擇是測(cè)量的鋼板加上鋼板的跳動(dòng)范圍來決定的。第一測(cè)量 區(qū)的選擇位置是從輥道平面下20mm起，第二步通過旋轉(zhuǎn)鏡頭的調(diào)焦環(huán) 使光點(diǎn)成清晰的像于CCD的光敏面上；第三步調(diào)整CCD調(diào)整座使光點(diǎn) 落在CCD的光敏面上，測(cè)量能夠得到的標(biāo)準(zhǔn)最大值是CCD輸出的電信 號(hào)的最大值；第四步如果調(diào)試過程中CCD輸出的原始信號(hào)飽和可以通過 調(diào)整光圈大小和改變采樣頻率來退出飽和。問題是當(dāng)鋼板瓢曲、不平整 時(shí)或鋼板跳動(dòng)厲害時(shí)，時(shí)常有鋼板表面上的散射光斑偏離了 CCD接收光 敏面(2(^0.08mm)，因CCD接收光敏面橫向?qū)挾戎挥?.08mm，出現(xiàn)漏檢 主要是光斑跑離了橫截面。CCD接收光敏面接收不到信號(hào)使的鋼板厚度 漏撿。這個(gè)不測(cè)量頻率雖然很少，且是隨機(jī)的，很難消除。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種避免鋼板信號(hào)偏離時(shí)漏測(cè)的CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀。
一種CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀，包括第一、第二激光發(fā)射器、第 一、第二反射鏡、第一、第二壓縮器、第一、第二CCD光電轉(zhuǎn)換器件、 驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理單元，第一激光發(fā)射器、第一反射鏡、第一壓縮器、第 一 CCD光電轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成的第一光信號(hào)發(fā)射接收單元用于投射待測(cè)鋼 板的上表面，第二激光發(fā)射器、第二反射鏡、第二壓縮器、第二 CCD光 電轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成的第二光信號(hào)發(fā)射接收單元用于投射待測(cè)鋼板的下表 面，第一、第二光信號(hào)發(fā)射接收單元在待測(cè)鋼板上投射的光斑上下對(duì)應(yīng)， 第一、第二 CCD光電轉(zhuǎn)換器件的電信號(hào)輸出端分別連接驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理 單元的第一、第二信號(hào)輸入端，其中第一、第二光信號(hào)發(fā)射接收單元 在待測(cè)區(qū)之前的光路上分別設(shè)置第一、第二非球面矩形光斑透鏡組。
所述的CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀，其中所述第一、第二非球面 矩形光斑透鏡組分別設(shè)置于第一、第二激光發(fā)射器的光發(fā)射端口處，第 一、第二非球面矩形光斑透鏡組相同，對(duì)稱設(shè)置。
本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案將達(dá)到如下的技術(shù)效果
本實(shí)用新型的CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀，于第一、第二光信號(hào)發(fā) 射接收單元在待測(cè)區(qū)之前的光路上分別設(shè)置第一、第二非球面矩形光斑 透鏡組，第一、第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光分別經(jīng)第一、第二非球面矩 形光斑透鏡組以及相應(yīng)的反射鏡、壓縮器，在待測(cè)鋼板上形成長(zhǎng)條狀的 矩形光斑，矩形光斑的長(zhǎng)邊沿鋼板的運(yùn)動(dòng)方向，該矩形光斑反射到相應(yīng) 的CCD光電轉(zhuǎn)換器件的光敏面上時(shí)，矩形光斑的長(zhǎng)邊對(duì)應(yīng)相應(yīng)光敏面的 橫向，因矩形光斑的長(zhǎng)邊相對(duì)現(xiàn)有激光測(cè)厚儀反射到其CCD光電轉(zhuǎn)換器 件的光敏面上的圓形光斑大大加長(zhǎng)，且遠(yuǎn)大于CCD光電轉(zhuǎn)換器件的光敏 面的寬度，因此，即使鋼板被測(cè)點(diǎn)發(fā)生瓢曲、變形或鋼板跳動(dòng)厲害等情 況時(shí)，反射的光還是能夠到達(dá)CCD光電轉(zhuǎn)換器件的光敏面，因此，可以避免漏檢的情況，提高CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀的可靠性。

圖1為本實(shí)用新型CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀的結(jié)構(gòu)示意圖2為ai:激光測(cè)厚儀在待測(cè)鋼板上形成的圓形光斑與本實(shí)用新型
CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀在待測(cè)鋼板上形成的矩形光斑的對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例
一種CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀,其結(jié)構(gòu)如圖l所示，包括第一、第二 激光發(fā)射器A1、 A2、第一、第二反射鏡B1、 B2、第一、第二壓縮器Cl、 C2、 第一、第二CCD光電轉(zhuǎn)換器件E1、 E2、驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理單元F，第一激光發(fā) 射器A1、第一反射鏡B1、第一壓縮器C1、第一CCD光電轉(zhuǎn)換器件El構(gòu)成的 第一光信號(hào)發(fā)射接收單元用于投射待測(cè)鋼板D的上表面，第二激光發(fā)射器A2、 第二反射鏡B2、第二壓縮器C2、第二 CCD光電轉(zhuǎn)換器件E2構(gòu)成的第二光信 號(hào)發(fā)射接收單元用于投射待測(cè)鋼板D的下表面，第一、第二光信號(hào)發(fā)射接收 單元在待測(cè)鋼板D上投射的光斑上下對(duì)應(yīng)，第一、第二CCD光電轉(zhuǎn)換器件El、 E2的電信號(hào)輸出端分別連接驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理單元F的第一、第二信號(hào)輸入端， 其中第一、第二激光發(fā)射器A1、 A2的光發(fā)射端口處分別設(shè)置第一、第二非 球面矩形光斑透鏡組P1、 P2，第一、第二非球面矩形光斑透鏡組P1、 P2相同， 相對(duì)稱設(shè)置。
本實(shí)施例中，所述的第一、第二非球面矩形光斑透鏡組P1、 P2為現(xiàn)有成 熟技術(shù)，通過在光斑外側(cè)截去光路變換方向的有效光線，而使原成像的圓形 光斑轉(zhuǎn)變成矩形光斑。
在使用時(shí)，第一、第二激光發(fā)射器A1、 A2發(fā)出的激光分別經(jīng)第一、第二 非球面矩形光斑透鏡組P1、 P2處理后再經(jīng)相應(yīng)的反射鏡B1、 B2、壓縮器C1、 C2處理，分別在待測(cè)鋼板的上表面、下表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)各形成一長(zhǎng)條狀的矩形光斑，兩矩形光斑上下對(duì)應(yīng)，且其長(zhǎng)邊是沿鋼板的運(yùn)動(dòng)方向，兩矩形光斑分別
反射到相應(yīng)的CCD光電轉(zhuǎn)換器件E1、 E2的光敏面上時(shí)，兩矩形光斑的長(zhǎng)邊分 別對(duì)應(yīng)相應(yīng)光敏面的橫向，相應(yīng)的CCD光電轉(zhuǎn)換器件E1、 E2將其光敏面接收 到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)送入驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理單元進(jìn)行處理，驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處 理單元利用倒三角法計(jì)算出待測(cè)鋼板上下表面激光投射點(diǎn)的空間位置，求出 兩激光投射點(diǎn)的空間位置的幾何差，該幾何差就是待測(cè)鋼板上下表面激光投 射點(diǎn)之間的鋼板厚度；因兩矩形光斑的長(zhǎng)邊相對(duì)現(xiàn)有激光測(cè)厚儀形成的反射 到其CCD光電轉(zhuǎn)換器件的光敏面上的圓形光斑直徑大大加長(zhǎng)，見圖2所示， 現(xiàn)有激光測(cè)厚儀形成的圓形光斑G1直徑為0. lmm,而本實(shí)用新型CCD光信反偏 無損檢測(cè)測(cè)厚儀形成的矩形光斑G2面積為0. lmmX20mm，矩形光斑G2的長(zhǎng)度 20mm遠(yuǎn)大于CCD光電轉(zhuǎn)換器件的光敏面(20mmX0. 08mm)的寬度0. 08mm，因 此，即使鋼板D被測(cè)點(diǎn)發(fā)生瓢曲、變形或鋼板跳動(dòng)厲害等情況時(shí)，矩形光斑 G2反射的光還是能夠到達(dá)相應(yīng)CCD光電轉(zhuǎn)換器件E1、 E2的光敏面，因此，可 以避免漏檢的情況，提高CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀的可靠性。
權(quán)利要求1、一種CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀，包括第一、第二激光發(fā)射器、第一、第二反射鏡、第一、第二壓縮器、第一、第二CCD光電轉(zhuǎn)換器件、驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理單元，第一激光發(fā)射器、第一反射鏡、第一壓縮器、第一CCD光電轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成的第一光信號(hào)發(fā)射接收單元用于投射待測(cè)鋼板的上表面，第二激光發(fā)射器、第二反射鏡、第二壓縮器、第二CCD光電轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成的第二光信號(hào)發(fā)射接收單元用于投射待測(cè)鋼板的下表面，第一、第二光信號(hào)發(fā)射接收單元在待測(cè)鋼板上投射的光斑上下對(duì)應(yīng)，第一、第二CCD光電轉(zhuǎn)換器件的電信號(hào)輸出端分別連接驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理單元的第一、第二信號(hào)輸入端，其特征在于第一、第二光信號(hào)發(fā)射接收單元在待測(cè)區(qū)之前的光路上分別設(shè)置第一、第二非球面矩形光斑透鏡組。
2、 如權(quán)利要求1所述的CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀，其特征在于所述第一、第二非球面矩形光斑透鏡組分別設(shè)置于第一、第二激光發(fā)射器的光發(fā)射端口處，第一、第二非球面矩形光斑透鏡組相同，對(duì)稱設(shè)置。
專利摘要一種CCD光信反偏無損檢測(cè)測(cè)厚儀，其第一激光發(fā)射器、第一反射鏡、第一壓縮器、第一CCD光電轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成第一光信號(hào)發(fā)射接收單元用于投射待測(cè)鋼板上表面，其第二激光發(fā)射器、第二反射鏡、第二壓縮器、第二CCD光電轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成第二光信號(hào)發(fā)射接收單元用于投射待測(cè)鋼板下表面，兩光信號(hào)發(fā)射接收單元在待測(cè)鋼板上投射的光斑上下對(duì)應(yīng)，第一、第二CCD光電轉(zhuǎn)換器件的電信號(hào)輸出端分別連接驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理單元的第一、第二信號(hào)輸入端，其中，第一、第二激光發(fā)射器的光發(fā)射端口處分別設(shè)置第一、第二非球面矩形光斑透鏡組，第一、第二非球面矩形光斑透鏡組相同，相對(duì)稱設(shè)置；激光經(jīng)非球面矩形光斑透鏡組處理后在待測(cè)鋼板上形成矩形光斑。因此，可以避免漏檢的情況，提高測(cè)厚儀的可靠性。
文檔編號(hào)G01B11/06GK201273813SQ200820149519
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者彭躍遠(yuǎn), 曹躍威, 焦善奇, 胡立新, 郝向軍, 馬明曉 申請(qǐng)人:舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司