[发明专利]一种双光路型激光位移传感器

说明书

本发明公开了一种双光路型激光位移传感器。分光镜、激光器、发射镜组和滤光片沿同一直线方向依次布置，滤光片安装在壳体的侧壁上朝向被测表面；左反射镜和右反射镜分别对称地布置在激光器的左右两侧，分光镜侧方布置有光敏器件和接收镜组，激光器、发射镜组和滤光片光轴重合并垂直于所述分光镜的光轴，分光镜的一面朝向光敏器件和接收镜组；左反射镜和右反射镜的反射光分别入射到分光镜的两面上分别发生反射和透射而光束叠加，再一起经接收镜组成像于光敏器件。本发明所述的双光路结构，减小了不均匀被测表面导致的测量误差，并且结构紧凑，硬件成本低，装调容易。

技术领域

本发明涉及一种光学测量技术领域的传感器，尤其是涉及了一种双光路型激光位移传感器。

背景技术

由于激光位移传感器具有结构简单、非接触、高精度、测量速度快、可实时处理等优点，被广泛应用于各种几何参数检测、表面形貌测量和三维建模等方面。

激光位移传感器适用于大部分被测表面，不过被测表面的粗糙度、颜色和倾斜度会导致光斑重心偏移从而产生测量误差，并且传统的单光路激光位移传感器在测量沟槽轮廓时会遇到测量盲区的问题。

为解决以上问题，常见的改进做法为在激光器两侧布置两套接收镜组和光敏器件，通过对两个光斑数据处理来补偿光斑重心偏移，也增大了传感器接收漫反射光的角度。

现有技术中存在设计有两片全反射镜来改变成像光束的方向，减小了测头的外形尺寸，同时可以增大接收镜组的后截距，获得更高的灵敏度。但是上述都需要采用两套接收镜组和光敏器件，不可避免地增加了传感器的体积，并且两套接收镜组和光敏器件的安装对称性要求也给系统的装配调试带来了难度。

发明内容

针对激光测量现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种双光路型激光位移传感器，结构紧凑、成本低并且对装配要求低，能够解决被测表面上光斑重心偏移带来的误差问题，提高测量准确度。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：

采用双光路结构，包括壳体和安装在壳体内的光敏器件、接收镜组、分光镜、激光器、发射镜组、右反射镜、滤光片和左反射镜，分光镜、激光器、发射镜组和滤光片沿同一直线方向依次布置，滤光片安装在壳体的侧壁上，测量时滤光片朝向被测表面；左反射镜和右反射镜分别对称地布置在激光器的左右两侧，分光镜一侧方布置有光敏器件和接收镜组。

所述激光器、发射镜组和滤光片光轴重合并垂直于所述分光镜的光轴，分光镜的反射面朝向光敏器件和接收镜组。

所述的激光器发出激光依次经发射镜组和滤光片后照射到被测表面发生漫反射，漫反射的反射光再经滤光片进入壳体内并分别入射到左反射镜和右反射镜上，左反射镜和右反射镜的反射光分别入射到分光镜的两面上分别发生反射和透射而光束叠加，再一起经接收镜组入射到光敏器件。

所述左反射镜和右反射镜的两束反射光在所述分光镜处相叠加使得光束重合，进而使得光敏器件接收的两束对称的光斑相重合，从而能够减小被测表面上光斑重心偏移带来的误差。

所述的分光镜是半反射半透射分光镜。

所述的光敏器件为CCD图像传感器、CMOS图像传感器或位置敏感传感器。

和现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过漫反射光线在所述分光镜处的叠加减小了被测表面上光斑重心偏移带来的误差，能够解决了误差问题，从而提高了测量准确度。

并且本发明只需要一套接收镜组和光敏器件来实现光路的激光测量进行位移的检测，从而使得整体结构更紧凑，降低了硬件成本和安装调试难度。

附图说明

图1所示为现有传统的激光测量的光路结构示意图。