專利名稱：旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及力學(xué)計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測
量裝置。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速測量在力學(xué)計(jì)量中占有重要地位。目前，國內(nèi)外在旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速的測量方面使用的測量裝置多為轉(zhuǎn)速測量儀或者轉(zhuǎn)速表之類。這些測量裝置最大的局限性就是操作距離過近，在測量超大型離心機(jī)或者超高轉(zhuǎn)速離心機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，過近的操作距離可能會產(chǎn)生安全問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，能夠通過遠(yuǎn)距離無接觸的方式測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速，使得測量儀器及操作人員遠(yuǎn)離被測物體，安全可靠，測量結(jié)果也更準(zhǔn)確和直觀。還具備體積小、便于攜帶、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，其特征在于，包括固定在支架上的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器以及與遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器相連的計(jì)數(shù)設(shè)備和貼在旋轉(zhuǎn)物體上的反光膜；所述遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器包括激光發(fā)生器以及由激光發(fā)光鏡頭和散射光聚焦鏡頭組成的雙鏡頭組件，所述激光發(fā)生器通過雙鏡頭組件的激光發(fā)光鏡頭發(fā)射激光束并通過散射光聚焦鏡頭回收從貼在旋轉(zhuǎn)物體的反光膜上反射的激光，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速脈沖信號輸出給所述計(jì)數(shù)設(shè)備，所述計(jì)數(shù)設(shè)備通過接收遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號得到旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速。所述遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器還包括順次連接的光電接收及轉(zhuǎn)換器件、光電信號放大及整形電路和TTL電平信號輸出電路；所述光電接收及轉(zhuǎn)換器件接收由散射光聚焦鏡頭回收的反射激光并將其轉(zhuǎn)換成脈沖電信號，通過光電信號放大及整形電路將由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的脈沖電信號放大并整形為TTL電平信號，由TTL電平信號輸出電路將TTL電平信號輸出給所述計(jì)數(shù)設(shè)備。所述雙鏡頭組件中的散射光聚焦鏡頭為凸透鏡，所述凸透鏡的中心位置處開有光源位置孔，凸透鏡的中心軸線上具有半導(dǎo)體激光器及聚焦鏡頭，使激光束在長距離內(nèi)聚焦而不會發(fā)散；凸透鏡的焦點(diǎn)位置處具有光電接收及轉(zhuǎn)換器件；所述激光發(fā)生器從光源位置孔通過激光發(fā)光鏡頭發(fā)射激光，經(jīng)反光膜反射的激光通過散射光聚焦鏡頭回收并聚焦至光電接收及轉(zhuǎn)換器件上。所述激光發(fā)生器為由激光二極管組成的半導(dǎo)體激光器。所述遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器的測量距離達(dá)到10米以上。所述遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量范圍為20r/min 100000r/min。本實(shí)用新型的技術(shù)效果[0012]本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，能夠通過遠(yuǎn)距離無接觸的方式直接測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速，特別是在測量超大型離心機(jī)或者超高轉(zhuǎn)速離心機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，使得測量儀器及操作人員能夠遠(yuǎn)離被測物體，安全可靠，測量結(jié)果也更準(zhǔn)確和直觀。還具備體積小、便于攜帶、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的測量裝置的核心部分是遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器，利用遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)射激光束照射到貼有反光膜的旋轉(zhuǎn)物體上，當(dāng)激光束照射到反光膜時(shí)，激光束經(jīng)反光膜反射返回遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器，遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器中的光電接收器件能接收到從反光膜處反射的激光并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出給與之相連的計(jì)數(shù)設(shè)備，當(dāng)激光束照射到旋轉(zhuǎn)物體未貼反光膜的部分時(shí)，遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器中的光電接收器件接收不到激光信號而無電信號輸出，這樣計(jì)數(shù)設(shè)備接收到的是旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速脈沖信號，將該脈沖信號分析計(jì)算即可得到旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速。其中本發(fā)明的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器中具有發(fā)射激光和回收發(fā)射激光的雙鏡頭組件，目前，國內(nèi)外使用的轉(zhuǎn)速測量儀雖然有的也是利用激光反射原理，但是這類儀器是利用同一鏡頭進(jìn)行激光發(fā)射和散射光回收，為了兼顧發(fā)射光和反射光的聚焦，就造成了該類儀器測量距離短的弊病。而本發(fā)明的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器創(chuàng)造性的增加了散射光聚焦鏡頭，通過激光發(fā)光鏡頭發(fā)射激光，利用散射光聚焦鏡頭回收 經(jīng)反光膜反射的激光，雙鏡頭的使用是本發(fā)明的轉(zhuǎn)速測量裝置測量距離能夠達(dá)到10米以上的關(guān)鍵性保障。另外本發(fā)明采用半導(dǎo)體激光器作為激光發(fā)生器，體積小巧、光點(diǎn)集中、供電電路簡單，因此本發(fā)明的測量裝置體積小、便于攜帶，傳感器尺寸只有Φ4. 5cmX12cm。

圖I是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置組成示意圖。圖2是本實(shí)用新型測量裝置中的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器組成示意圖。圖3是本實(shí)用新型的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器中的雙鏡頭組件的原理示意圖。附圖標(biāo)記列不如下1-激光發(fā)生器，2-激光發(fā)光鏡頭,3-散射光聚焦鏡頭,4-光電接收及轉(zhuǎn)換器件，5-光電信號放大及整形電路，6-TTL電平信號輸出電路，7-光源位置孔，8-反光膜。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I所示，是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置組成示意圖。包括固定在支架上的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器以及與遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器相連的計(jì)數(shù)設(shè)備和貼在旋轉(zhuǎn)物體上的反光膜。該套裝置的總體設(shè)計(jì)思路是，利用遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)射激光束照射到貼有反光膜的旋轉(zhuǎn)物體上，當(dāng)激光束照射到貼在旋轉(zhuǎn)物體上的反光膜時(shí)，激光束經(jīng)反光膜反射返回遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器，遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器接收到從反光膜處反射的激光并將其轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)而將該電信號輸出給計(jì)數(shù)設(shè)備，當(dāng)激光束照射到旋轉(zhuǎn)物體未貼反光膜的部分時(shí)，遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器接收不到激光信號，從而無電信號輸出，這樣遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是轉(zhuǎn)速脈沖信號，在計(jì)數(shù)設(shè)備上就能接收到該旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速脈沖信號，將該脈沖信號分析計(jì)算即可得到旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速。如圖2所示，是本實(shí)用新型測量裝置中的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器組成示意圖。遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器包括激光發(fā)生器I以及由激光發(fā)光鏡頭2和散射光聚焦鏡頭3組成的雙鏡頭組件，還包括光電接收及轉(zhuǎn)換器件4、光電信號放大及整形電路5和TTL電平信號輸出電路6 ;激光發(fā)生器I通過激光發(fā)光鏡頭2發(fā)射激光束并通過散射光聚焦鏡頭3回收從貼在旋轉(zhuǎn)物體的反光膜處反射的激光，光電接收及轉(zhuǎn)換器件4接收由散射光聚焦鏡頭3回收的反射激光并將其轉(zhuǎn)換成脈沖電信號，通過光電信號放大及整形電路5將由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的脈沖電信號放大并整形為TTL電平信號，由TTL電平信號輸出電路6將TTL電平信號輸出給計(jì)數(shù)設(shè)備。如圖3所示，是本實(shí)用新型的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器中的雙鏡頭組件的原理示意圖。雙鏡頭組件中的散射光聚焦鏡頭3為凸透鏡，凸透鏡的中心位置處開有光源位置孔 7，凸透鏡的中心軸線上具有半導(dǎo)體激光器I及發(fā)光鏡頭2，凸透鏡的焦點(diǎn)位置處具有光電接收及轉(zhuǎn)換器件4 ;激光發(fā)生器從光源位置孔7通過激光發(fā)光鏡頭2發(fā)射激光，照到反光膜8上，經(jīng)反光膜8反射的激光通過散射光聚焦鏡頭3回收并聚焦至光電接收及轉(zhuǎn)換器件4上。由于本發(fā)明的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器中具有由激光發(fā)光鏡頭和散射光聚焦鏡頭組成的雙鏡頭組件，有效增加了散射光的接收面積，使本發(fā)明的測量裝置的測量距離大大提高，能達(dá) 到10米以上。激光發(fā)生器在遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器中起激光源的作用。目前能夠產(chǎn)生單色性較好、光點(diǎn)較為集中的激光發(fā)生器有氣體激光器和半導(dǎo)體激光器等，氣體激光器由于體積大、電路復(fù)雜等原因，不適用于本實(shí)用新型的激光轉(zhuǎn)速傳感器中。而由激光二極管組成的半導(dǎo)體激光器具有體積小巧、光點(diǎn)較為集中、供電電路簡單等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于本發(fā)明的激光轉(zhuǎn)速傳感器中。因此本發(fā)明的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器的尺寸只有Φ4. 5cmX 12cm，轉(zhuǎn)速測量范圍在 20r/min 100000r/min。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，其特征在于，包括固定在支架上的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器以及與遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器相連的計(jì)數(shù)設(shè)備和貼在旋轉(zhuǎn)物體上的反光膜；所述遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器包括激光發(fā)生器以及由激光發(fā)光鏡頭和散射光聚焦鏡頭組成的雙鏡頭組件，所述激光發(fā)生器通過雙鏡頭組件的激光發(fā)光鏡頭發(fā)射激光束并通過散射光聚焦鏡頭回收從貼在旋轉(zhuǎn)物體的反光膜上反射的激光，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速脈沖信號輸出給所述計(jì)數(shù)設(shè)備，所述計(jì)數(shù)設(shè)備通過接收遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號得到旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器還包括順次連接的光電接收及轉(zhuǎn)換器件、光電信號放大及整形電路和TTL電平信號輸出電路；所述光電接收及轉(zhuǎn)換器件接收由散射光聚焦鏡頭回收的反射激光并將其轉(zhuǎn)換成脈沖電信號，通過光電信號放大及整形電路將由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的脈沖電信號放大并整形為TTL電平信號，由TTL電平信號輸出電路將TTL電平信號輸出給所述計(jì)數(shù)設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，其特征在于，所述雙鏡頭組件中的散射光聚焦鏡頭為凸透鏡，所述凸透鏡的中心位置處開有光源位置孔，凸透鏡的中心軸線上具有激光發(fā)光鏡頭，凸透鏡的焦點(diǎn)位置處具有光電接收及轉(zhuǎn)換器件；所述激光發(fā)生器從光源位置孔通過激光發(fā)光鏡頭發(fā)射激光，經(jīng)反光膜反射的激光通過散射光聚焦鏡頭回收并聚焦至光電接收及轉(zhuǎn)換器件上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生器為由激光二極管組成的半導(dǎo)體激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器的測量距離達(dá)到10米以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量范圍為20r/min 100000r/min。
專利摘要本實(shí)用新型提供的一種旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)距離激光測量裝置，能夠通過遠(yuǎn)距離無接觸的方式測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速，使得測量儀器及操作人員遠(yuǎn)離被測物體，安全可靠，測量結(jié)果也更準(zhǔn)確和直觀。還具備體積小、便于攜帶、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。包括固定在支架上的遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器以及與遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器相連的計(jì)數(shù)設(shè)備和貼在旋轉(zhuǎn)物體上的反光膜；遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器包括激光發(fā)生器以及由激光發(fā)光鏡頭和散射光聚焦鏡頭組成的雙鏡頭組件，激光發(fā)生器通過激光發(fā)光鏡頭發(fā)射激光束并通過散射光聚焦鏡頭回收反光膜上反射的激光，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速脈沖信號，計(jì)數(shù)設(shè)備通過接收遠(yuǎn)距離激光轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號得到旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速。
文檔編號G01P3/36GK202599966SQ20122020240
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者付茂岳, 劉敬敏, 郭凱, 張書鋒 申請人:北京東方計(jì)量測試研究所