激光位移傳感器的測量精度容易受到被測物體表面特征的影響,，為了減小測量誤差，在整形鏡設(shè)計中應(yīng)盡量使出射光斑在有效的測量范圍內(nèi)實現(xiàn)光斑小且均勻,。針對傳感頭小型化設(shè)計的要求,，半導(dǎo)體激光器體積小,、重量輕的優(yōu)點正好符合這一要求，但其光束質(zhì)量并不理想,，需要對其進行光束整形,。半導(dǎo)體激光器快慢軸的光束分布極不對稱:快軸發(fā)散角較大，半角的典型值為30～40°，光束呈高斯分布,，發(fā)光范圍的半寬度為0.6～0.8μm,，慢軸發(fā)散角的半角典型值為3～6°，光束分布不規(guī)則,，發(fā)光范圍半寬度為50～100μm,。因此，在不允許能量損失的情況下,，要求整形系統(tǒng)的物方數(shù)值孔徑(NA)>0.573,；但由于光束的快軸能量呈高斯分布，通常取半寬度(FWHM)為20°,，此時NA=0.342,。系統(tǒng)物距應(yīng)盡量小一些，但考慮到工藝問題,，不宜過小,，選定為2.5mm。為了便于設(shè)計,，將系統(tǒng)倒置,，整個系統(tǒng)的主要要求為:工作波長為785±10nm，像方NA=0.342,，像距l(xiāng)′=2.5mm,，物距l(xiāng)=40～60mm，焦距f=3～4mm,。高精度激光位移傳感器可以用于測量材料的壓縮和伸展性能,。珠海激光位移傳感器制造廠家
要想在工作范圍內(nèi)得到好的光斑質(zhì)量，可采用柱面鏡或非球面實現(xiàn),，另外波前編碼和切趾法在延拓焦深方面也有很好的效果[3,，4]，但這樣的光學(xué)系統(tǒng)相對較復(fù)雜,，元件較多,，不宜裝調(diào)，成本也會增長,。因此,，在精度允許的情況下，可考慮全部采用球面鏡,，不考慮焦深延拓,，用變倍的方法實現(xiàn)在40、45,、50,、55,、60mm物距處光斑大小盡量均勻一致。根據(jù)光譜分布,，設(shè)定中心波長權(quán)重為3,，邊緣波長權(quán)重為1。要消掉少量的色差,，系統(tǒng)至少需要兩片鏡片,。根據(jù)以上要求選定了一個初始結(jié)構(gòu)，經(jīng)過優(yōu)化得到以下best設(shè)計結(jié)果,。圖2為優(yōu)化后的鏡頭結(jié)構(gòu)(像距在50mm處),。表1為effective工作范圍內(nèi)軸上視場的光斑大小分布。國產(chǎn)激光位移傳感器零售價格激光位移傳感器是利用激光技術(shù)進行測量的傳感器,。
從圖2的鏡頭圖可以看出,，第二塊透鏡的半徑很小，主要是為了保證系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)得到相對均勻的光斑,。表1給出了在工作范圍內(nèi)光斑的直徑大小,，maximum為0.4mm，在靠近透鏡的一邊,，minimun為0.08mm,，在55mm處。由于成像系統(tǒng)的入射光是整形部分光經(jīng)過物體散射回去的,，因此整形系統(tǒng)得到的光斑不能太小;同時為了保證精度要求,，光斑也不能太大，上面的結(jié)果能夠滿足需求,。得到好的出射光斑以后,，如何接收物體表面的散射光并使其精確成像，是確保激光位移傳感器精度的關(guān)鍵問題,。在直入射式三角法測量中,，物體沿激光入射方向移動，物面并不垂直于成像光軸,。那么在透鏡成像過程中(如圖1),，由幾何成像公式可證明： tanα/tanβ=d1/d',即為理想成像的Scheimpflug條件[5]。要想達到理想的成像效果,，光電探測器需依此條件放置,。
針對相關(guān)技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種激光位移傳感器,，能夠在不影響測量精度的情況下,，降低成像物鏡的設(shè)計難度,，同時讓測量系統(tǒng)能夠更有效地應(yīng)對振動,、機械變形等不良影響,。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種激光位移傳感器,。根據(jù)本發(fā)明的激光位移傳感器包括激光器,、成像物鏡以及感光元件，激光器用于射出激光束,，由成像物鏡接收并出射的光入射到感光元件,。其中，在對成像物鏡和感光元件CN1 06855391B3進行調(diào)制傳遞函數(shù)MTF解析時,，解析結(jié)果滿足以下條件：[0011]在感光元件的多個感光單元的主要排列方向為弧矢方向的情況下,，MTFS＞MTFT；在感光元件的多個感光單元的主要排列方向為子午方向的情況下,，MTFT＞MTFS,；其中，MTFS為弧矢方向上的MTF值,，MTFT為子午方向上的MTF值,。進一步地，在進行解析時,，空間頻率為62.5lp/mm,，如果多個感光單元的主要排列方向為弧矢方向，則MTFS＞MTFT×10,；如果多個感光單元的主要排列方向為子午方向,，則MTFT＞MTFS×10。[0015]可選地,，空間頻率為62.5lp/mm,，如果多個感光單元的主要排列方向為弧矢方向，則MTFS≥0.5,，MTFT＜0.05,；如果多個感光單元的主要排列方向為子午方向，則MTFT≥0.5,，MTFS＜0.05,。它可以用于測量建筑結(jié)構(gòu)的變形和振動。
針對目前國內(nèi)自主研制的激光位移傳感器精度低,，測量范圍小等問題,，提出了一種采用光學(xué)設(shè)計軟件預(yù)先仿真整個激光位移傳感器光學(xué)系統(tǒng)的方法。在分析系統(tǒng)各部分的光學(xué)特性的基礎(chǔ)上,，結(jié)合具體要求設(shè)計了一個激光位移傳感器的光學(xué)系統(tǒng),，其工作范圍為（50±10）mm。采用系統(tǒng)分割的方法,，將整個光學(xué)系統(tǒng)分為兩部分進行設(shè)計,，No.1部分是激光束的整形透鏡,，要求在有效的工作范圍內(nèi)得到小而均勻的出射光斑，設(shè)計結(jié)果表明,，在測量范圍內(nèi),，光斑大小能夠控 制在10-1mm量級；另一部分是被測面散射光接收的成像物鏡,，該系統(tǒng)的特點是物面和像面相對于光軸都有一定的角度,，實驗結(jié)果表明其成像滿足Scheimpflug條件。 它們的穩(wěn)定性使得測量結(jié)果具有較高的重復(fù)性和可信度,。國產(chǎn)激光位移傳感器零售價格
激光位移傳感器可以用于測量環(huán)境中的污染物濃度,。珠海激光位移傳感器制造廠家
系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1可以看出,，整個系統(tǒng)由上位機,、激光位移傳感器和平臺運動控制系統(tǒng)三部分組成。激光位移傳感器由激光位移控制器,、感測頭和監(jiān)視器組成,。平臺運動控制系統(tǒng)主要由平移臺運動控制器、驅(qū)動器,、電源和二維電動平移臺組成,。系統(tǒng)的部分設(shè)備如圖2所示。圖2列出了激光位移傳感器感測頭和二維電動平移臺,。圖3為激光位移傳感器感測頭測量對象物原理,。參考距離根據(jù)被測對象物的變化可測量范圍為2 mm，基準(zhǔn)距離為30 mm,，傳感器顯示解析度為0.3μm,，線性度達到滿量程的0.3％，即精度達到6μm,。珠海激光位移傳感器制造廠家