[实用新型]一种高速位移激光检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高速位移激光的检测系统。

背景技术

在现代测量系统中，常需要测量桥梁、悬梁和平台等的形变情况，以检验设计的可靠性。现有的测量方式大多都采用静态方式测量，仅仅能够测量桥梁、悬梁和平台等在一定负荷下的静态形变情况。实际上，在使用这些设备时，不可避免的存在动态形变过程，这些动态形变可能对设备造成毁灭性的损害。

而在目前平台的变形检测，建筑上悬梁震动测试、铁轨桥梁的震动测试、爆破对平台的震动测试等等的检测应用的论文和相关文章中，常提到通过面阵CCD来对激光线束进行成像，通过图像采集、数字图像处理，提取激光线束在CCD上的投影位置信息的变化，从而实现激光位移检测的目的。然而其开发和应用复杂，而且测量精度较低，只能作为静态检测，动态实时检测效果不佳等原因而没有得到实际应用。

实用新型内容

本实用新型是在通过一种用线阵CCD测量激光束位置与线宽的检测方法在高速CCD的应用，来测量高速位移激光的系统。利用这一系统可以得到激光束位置与线宽信息后；可以转化为对位移、长度、角位移等的测量；如应用此方法进行平台的变形和振幅检测，对一字线激光进行线弯曲度检测(如激光线束检测仪)，激光仪器的综合检测，光学不平行度检测，轨道直线度检测、轨道变化量检测等等。(我想把范围做些拓展，其余挺好)

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型为一种高速位移激光的检测系统，其特殊之处在于：该系统包括一字线激光器以及设置一字线激光器出射光路上的采集盒。

上述采集盒是一个或多个。

上述采集盒包括高速线阵CCD，可编程器件(FPGA)和存储器，所述高速线阵CCD设置在一字线激光器的出射光路上，所述高速线阵CCD、存储器分别和可编程器件(FPGA)连接，应用高速线阵CCD做激光位移检测，实现数据的高速采集和传输。

上述采集盒还包括放大电路和整形与数字处理电路，可编程器件(FPGA)发出驱动信号，驱动高速线阵CCD工作；高速线阵CCD对打在其感光面上的的激光光信号转化为电信号输出；电信号通过放大电路进行信号的放大；放大后的信号通过整形与数字处理电路，将模拟信号转换为数字信号；并将此数字信号送入可编程器件(FPGA)。

上述放大电路主要由运放器和高速模拟选择器构成，整形与数字处理电路主要由比较器构成。

上述运放器采用AD8011AN，高速模拟选择器采用74hc4051，比较器采用AD8561。

上述高速线阵CCD采用东芝的高速线阵CCD--TCD2703D，所述可编程器件采用EP1C6T144C6，所述存储器采用SDRAM。

该系统还包括PC机，所述采集盒与PC机连接。

该系统还包括控制盒，所述采集盒通过控制盒和计算机连接。

上述控制盒采用MSP430F247，所述控制盒通过RS485总线与采集盒连接，通过USB口与PC机连接。

本实用新型通过入射到高速线阵CCD感光面的激光束的高斯曲线的两边沿做激光线束的边缘判断，取两边沿内像元点的个数为激光的相对线宽。并取相对线宽的中心作为激光线束的位置中心，从而得到激光线束的在CCD感光面得绝对位置。由于CCD是高速驱动，从而实现激光线束的高速位移测量。同时本实用新型采用高速线阵CCD，其结构简单，成本较低，并且由于高速线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度非常快、频率响应非常高，能够实现的非接触、高速、动态形变测量系统。本实用新型还通过用高速线阵CCD在一种用线阵CCD测量激光束在CCD感光面的激光线宽与位置的方法的应用，通过应用测量入射到线阵CCD感光面的激光位置与线宽的判断，从而得到激光在CCD感光面的绝对位置的光电检测方法，及运用这一方法对激光线束的绝对和相对位置检测，以及线束的线宽检测等；也可以转化为对位移、长度、角位移等的测量；如应用对一字线激光进行线直度测量(如激光线束检测仪)，激光仪器的综合检测等等。尤其适合应用于平台的变形检测，建筑上悬梁震动测试、铁轨桥梁的震动测试、爆破对平台的震动测试等等，

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型采集盒的原理框图。

图3为本实用新型采集盒采用的放大电路的电路原理图；

图4为本实用新型采集盒采用的整形与数字处理电路的电路原理图；

图5为本实用新型数据传送框图。

具体实施方式