[实用新型]多激光束位移检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及位移检测装置，特别是一种基于光学的位移检测装置。

背景技术

目前用于检测运动物体移动距离的装置大多为光栅式和感应式，光栅式的检测装置主要是光学编码器及其衍生装置，光学编码器主要包括标尺、发光装置和接收装置。通常情况下标尺安装在运动的被测物体上，而发光装置和接收装置安装在静止的物体上，测量时标尺随被测物体运动。标尺具有一光栅，发光装置向标尺发射一束光，接收装置用于接收和检测标尺与接收装置之间的相对移动，即相应的明象和暗象的变化来进行编码和计算。此类光学编码器对标尺与发光装置和接收装置之间的距离要求极为严格，只能近距离测量，当他们之间的距离大于1cm时，便无法实现测量。光栅式的检测装置还有一种是激光测距仪，虽然其标尺与发光装置和接收装置之间距离可以达到几米，但是由于发光装置发出的光束传输方向与被测物体的运行方向相同，并且发光装置均只能发射一束光线，因此测量误差较大；另外，还容易受浓雾、沙尘的影响，在此种环境中，当运动的物体越来越远时，其测量精度更是大大降低。

感应式位移检测器包括标尺、以及可以沿测量轴移动的传感器头，多个磁通耦合绕组沿着测量轴设置在标尺上，接收绕组设置在传感器头上，其包括沿着测量轴设置的接收回路。感应式位移检测器是利用电磁信号进行检测的设备，因此检测结果容易受到电磁干扰、环境噪音、接收信号电平波动等情况的影响，导致检测精度低、误差大、可靠性能低。

基于上述缺点，中国专利CN20062001220.7公开了一种格雷母线检测系统，该系统是通过安装在移动站的天线箱和敷设在移动机车轨道旁的格雷母线进行电磁耦合来传递信息的，无机械性接触磨损；由于格雷母线芯线以格雷码方式交叉扭绞排列，保证格雷母线芯线全程无重叠的交叉点，能够在移动机车行走范围内连续地、高精度地检测绝对地址。其缺点是一旦格雷母线的某一点发生损坏，会使整条电缆报废。在恶劣环境中应用时，建设成本和维修成本会很高，并且天线箱与格雷母线的距离也不能太远，否则不能保证其精度。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够对高速运动的物体判断其运动距离和方向，测量精度高，建设及维护成本较低的位移检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

多激光束位移检测装置，包括具有光学非连续部分和节距光栅的标尺、用于产生激光束的发光装置、以及用于接收激光束的接收装置，所述发光装置具有至少两个以上激光源，激光源发射出的激光束之间平行传输，激光束的传输方向与被测物体的运动方向垂直。

本实用新型的改进在于：所述发光装置采用激光器，所述接收装置采用与激光器波长相应的光敏元件，所述激光器和光敏元件成对紧密封装在机壳内构成传感器。

本实用新型所述标尺具体为：所述标尺为不带地址编码的标尺，不带地址编码的标尺包括交替设置的回归反射亮条和弱反射暗条。

本实用新型所述标尺还可以为：所述标尺为带地址编码的标尺，带地址编码的标尺包括由回归反射亮条和弱反射暗条组成的编码条、以及两个定位条；所述定位条与回归反射亮条和弱反射暗条之间通过空白条隔离设置。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型结构简单，成本较低，抗电磁和电源干扰能力强，其发光装置可同时发射多条激光束，与标尺结合，可在恶劣环境下用于精确检测高速移动物体的方向、速度、位移及其位置坐标等参数。本实用新型的标尺与传感器间的距离可达几米以上；测量速度快，能够精确测量每秒50m以上的高速运动物体的速度和位移，应用范围较广。本实用新型的测量精度随根据标尺的变化结合激光束的增多而逐步增高。

附图说明

图1为本实用新型采用不带地址编码标尺时的工作状态示意图；

图2为本实用新型采用带地址编码标尺时的工作状态示意图。

其中：1.回归反射亮条，2.弱反射暗条，3.激光束，4.定位条，5.空白条。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

多激光束位移检测装置，包括具有光学非连续部分和节距光栅的标尺、用于产生激光束的发光装置、以及用于接收激光束的接收装置。发光装置采用激光器，接收装置采用与激光器波长相应的光敏元件，激光器和光敏元件成对紧密封装在机壳内构成传感器。激光器设置有两个以上激光源，激光源发射出的激光束之间平行传输，激光束的传输方向与被测物体的运动方向垂直。

标尺分为两种，一种是不带地址编码的标尺，另一种是带地址编码的标尺。下面分别进行说明。