与通常在室内使用的工业检测或实验研究检测激光位移传感器不同的是,用于道路检测的激光位移传感器要面临使用条件变化多、使用环境更苛刻且无固定规律可循等诸多问题。公知的路面按铺设材料分为沥青路面和水泥路面。对于水泥路面,一般来讲路表面的反射强度比较均匀,但也存在特殊的局部镜面和高反射率的材料;另外,水泥路面还存在经过特殊处理的人工刻制沟槽(通常称为路面构造深度),这些人工刻制的沟槽可用于提高路面抗滑性能。以上这些情况在采用工业检测或实验研究检测激光位移传感器检测路面指标,特别是检测路面构造深度时,就必须采取必要的措施以减小或消除各种不利因素造成的影响。对于沥青路面,情况就更为复杂,除了路面存在泛油、各种污染物(如油物等)和路面修补等情况外,沥青道路表面的级配设计变化使路面的颗粒大小不一、路面使用材料的不同、结构上的构造深度、路面上的标志线以及路面长期使用后路面的磨光等都对激光位移传感器的检测精度产生影响。它可以实时测量物体的位移,并提供高精度的测量结果。扬州激光位移传感器价格走势
本发明提出的激光位移传感器的成像物镜和感光元件的调制传递函数(MTF)解析结果满足MTFS>MTFT或MTFT>MTFS,能够利用像散,让呈现在感光元件上的光斑在水平方向(即,弧矢方向,S方向)变窄,而在竖直方向(即,子午方向,T方向)变长(或者让光斑在水平方向(即,弧矢方向,S方向)变宽,而在竖直方向(即,子午方向,T方向)变窄),有助于更加容易地确定光斑在水平方向上的中心位置,从而提高测量的准确度;由于激光位移传感器中感光元件的多个感光单元的阵列排布形状为矩形或线形,将矩形长边或直线的延伸方向上的MTF降低,也不会影响测量精度;不仅如此,由于在MTF值被拉高的方向上光斑变窄,而在MTF值被降低的方向上光斑变宽,所以光斑与像元之间的接触面积增大,使得光斑更加容易地被感光元件所接收,能够更好地应对使用中因为振动或机械变形等随带来的不良影响;此外,由于本发明提出的激光位移传感器所采用的成像物镜无需兼顾水平方向和CN1 06855391B4竖直方向的MTF值,所以能够降低物镜的设计难度,节省制造和维护成本;无锡激光位移传感器定做它可以测量各种类型的物体,包括金属、塑料和液体等。
根据物体表面的散射特性,可确定入射光与成像透镜光轴的夹角。激光入射到被测物体表面,散射光强度成椭球型分布[6]。当入射光垂直入射时,α值越小,成像透镜接收到的散射光强度越大,但角度过小对探测器分辨率要求及制作工艺上都有较高难度,综合考虑取α值为21.8°,由仪器的测量范围±10mm可得到物距为53.85mm。通常情况下,库克三元组有很好的成像效果[7],因此选择库克三元组作为成像透镜的初始结构进行优化。优化过程中以各个镜片表面的半径为变量,控制厚度在适当范围,同时将像面与光轴的夹角β设为可变,采用CODEV的横向像差与波像差相结合的方式进行优化,得到下面的结果。图3为优化后的成像光学系统
为克服由于前述各种因素导致激光位移传感器像面上的像点光斑不对称现象对位移检测产生的影响,目前本技术领域采用的做法大致有以下几种情况:采用抗饱和芯片,用以消除芯片饱和产生的拖尾现象,但该方法还无法减小被测物体表面因反射不均匀或因粗糙度不均匀而引起的检测误差;在工业检测中根据不同的被测物体表面反射情况,按照其产生的有规律的不同形状的光斑,采用不同的数据处理方法提高检测精度,这对工作场合稳定、被测物体表面有规律的情况是完全可以的,但对被测表面反射情况事先无法知道的道路检测方面,同样还存在由于光斑不对称产生的测量误差;激光位移传感器可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。
系统的整体结构如图1所示。从图1可以看出,整个系统由上位机、激光位移传感器和平台运动控制系统三部分组成。激光位移传感器由激光位移控制器、感测头和监视器组成。平台运动控制系统主要由平移台运动控制器、驱动器、电源和二维电动平移台组成。系统的部分设备如图2所示。图2列出了激光位移传感器感测头和二维电动平移台。图3为激光位移传感器感测头测量对象物原理。参考距离根据被测对象物的变化可测量范围为2 mm,基准距离为30 mm,传感器显示解析度为0.3μm,线性度达到满量程的0.3%,即精度达到6μm。高精度激光位移传感器采用激光技术,能够实现非常精确的位移测量。无锡激光位移传感器定做
高精度激光位移传感器可以用于测量液体的位移,如液位的变化等。扬州激光位移传感器价格走势
从图3所示的成像光学系统结构图可看出,在整个物面并不垂直于光轴时,经过系统成像以后得到的像面也不垂直于光轴,与光轴存在一定的夹角β,设计的lastβ优化值取为60.4628°,此时像面上可得到比较理想的光斑分布。在工作范围内不同视场的散射光均能很好地成像于探测器。在图4中可看到不同视场的成像光斑形状,此点列图表明成像光斑分布均匀,但还存在一定的剩余像差,主要为球差,光斑大小可见表2,光斑直径在20μm左右。同时根据设计结果可得像距为33.092mm,经计算tanα/tanβ=0.6137,di/do=0.6145,此物镜设计基本满足于Scheimpflug理想成像条件。扬州激光位移传感器价格走势
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