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激光位移的測量原理及應(yīng)用

日期:2025-07-15 18:38
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摘要:
     激光位移技術(shù)可**非接觸測量被測物體的位置、位移等變化,主要應(yīng)用于檢測物的位移、厚度、振動、距離、直徑等幾何量的測量。
     按照測量原理,激光位移技術(shù)原理分為激光三角測量法和激光回波分析法,激光三角測量法一般適用于高精度、短距離的測量,而激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測量。
     激光位移(三角法)是*常見的激光測位移的方法之一,20世紀(jì)70年代用于熱軋帶鋼板形測量,由于這種板形測量方法簡單,響應(yīng)速度快,在線數(shù)據(jù)處理容易實現(xiàn),現(xiàn)已廣泛用于板形測量領(lǐng)域。激光測位移系統(tǒng)由激光光源和接收器(PSD和CCD)兩部分組成。激光器LD發(fā)出的光經(jīng)透鏡L1匯聚照射在被測帶鋼表面的點O,其散射光由透鏡L2接收匯聚到線性光電元件(CCD)上的點O',O與O'點共軛。當(dāng)被測帶鋼表面相對激光器LD發(fā)生位移x,而使物光點偏離零點O,像光點X'也將產(chǎn)生位移而偏離光電元件的零點(O')。由幾何關(guān)系可推得x=aX'/(bsinβ十X'cosβ)。實際應(yīng)用中調(diào)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可能略有不同,但測量原理基本相同。同時,光束在接收元件的位置通過模擬和數(shù)字電路處理,并通過微處理器分析,計算出相應(yīng)的輸出值,并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi),按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號。如果使用開關(guān)量輸出,則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通,窗口之外截止。另外,模擬量與開關(guān)量輸出可獨立設(shè)置檢測窗口。
     采取三角測量法的激光位移傳感器*高線性度可達(dá)1um,分辨率更是可達(dá)到0.1um的水平。比如ZLDS100類型的傳感器,它可以達(dá)到0.01%高分辨率,0.1%高線性度,9.4KHz高響應(yīng),適應(yīng)惡劣環(huán)境。
     激光位移法只是測量帶鋼因浪形而上下擺動的位移量,而要得到對應(yīng)平直度的參數(shù)計算出帶鋼寬度方向不同位置縱向纖維長度差異。因此,通常要沿帶鋼寬度方向設(shè)置三臺以上激光位移傳感器。