[实用新型]通孔深度测量光纤测头及手动式和自动式通孔深度测量器

说明书

技术领域

本实用新型属于孔参数测量领域，涉及用于通孔深度测量的传感器及通孔深度测量仪器。

背景技术

通孔深度测量，是制造加工过程中的重要环节。现有的手工测量器械主要有游标卡尺、深度尺，但采用上述手工测量器械进行测量不仅测量精度差，而且测量效率低。中国专利ZL 201110081333.8公开了一种通孔深度测量装置，该装置采用直线位移传感器作为孔深测量核心器件，以侧视光纤传感器来判别是否可进行位移记录，以内置双出杆气缸作为驱动元件，以支撑座作为轴线基准定位元件。当使用该装置进行孔深测量时，支撑座端面法兰紧贴工件表面，使得测量装置中心轴线平行于待测通孔轴线，并通过支撑座的观察孔观察，保证侧视光纤传感器处于待测通孔的上方，外部控制器启动直线位移传感器及侧视光纤传感器，同时驱动双出杆气缸开始运动，并带动侧视光纤传感器和直线位移传感器运动。当双出杆气缸驱动侧视光纤传感器感应到待测通孔后，外部控制器控制直线位移传感器记录位移，从而得到待测通孔的深度。当将该装置集成于自动化设备中时，则不需要支撑座，但需要自动化设备保证通孔深度测量装置中心轴线平行于待测通孔轴线。此种通孔深度测量装置相对于手工测量器械虽然提高了测量精度，并适合于自动测量，但还存在以下不足：该装置通过前端支撑座端面法兰定位，需要一个平面度非常高的基准面，导致其对所测量通孔的对象有较高的表面质量与形状精度要求；核心测量传感器为直线位移传感器且驱动装置为气缸，导致保养要求较高，测量时间较长，总体体积较大；该装置其测量技术本质属于机械式测量，导致该装置稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通孔深度测量光纤测头及以光纤测头为核心测量器件的手动式通孔深度测量器和自动式通孔深度测量器，以提高测量的稳定性，缩短测量时间，扩大使用范围并减小体积。

本实用新型所述通孔深度测量光纤测头，包括光纤探测组件、施压弹簧、光线输出束盒、光线接收束盒、光源、光信号接收器、第一挡光件、数据处理与传输组件和测头壳体；所述光纤探测组件由探测杆、光线输出光导纤维束、光线接收光导纤维束、光线输出导向管、光线接收导向管和分隔光线的第二挡光件组成；探测杆为空心杆，后端设置有支座，杆壁上设置有第一条形槽和第二条形槽，支座的前环面上设置有定位触点；所述测头壳体内腔设置有隔板，将测头壳体内腔分成前腔室和后腔室，隔板上设置有供光线输出光导纤维束和光线接收光导纤维束穿过的过孔，测头壳体的前壁设置有与探测杆组合的第一通孔，测头壳体前壁 内表面环绕第一通孔设置有与所述定位触点匹配的定位槽，定位槽内设置有开关触点，测头壳体的后壁或侧壁设置有第二通孔；所述光线输出束盒、光线接收束盒、光源、第一挡光件和光信号接收器均安装在测头壳体的后腔室，第一挡光件环绕光源安装；所述探测杆的前端及主体部分位于测头壳体之外，探测杆后端设置的支座位于测头壳体的前腔室且支座上设置的定位触点与测头壳体前壁内表面的定位槽组合；所述施压弹簧的一端与测头壳体内腔设置的隔板连接，另一端与支座的后环面接触并对支座施压实现探测杆的定位；所述光线输出导向管和光线接收导向管安装在探测杆的内孔中，所述第二挡光件位于光线输出导向管与光线接收导向管之间；所述光线输出光导纤维束被光线输出导向管包裹，且光线输出光导纤维束的各纤维前端位于探测杆杆壁上设置的第一条形槽内并沿第一条形槽的长度方向排列，后端穿过所述隔板上设置的过孔进入光线输出束盒，在光线输出束盒的排列下阵列在光源之上；所述光线接收光导纤维束被光线接收导向管包裹，且光线接收光导纤维束的各纤维前端位于探测杆杆壁上设置的第二条形槽中并沿第二条形槽的长度方向排列，后端穿过所述隔板上设置的过孔进入光线接收束盒，在光线接收束盒的排列下阵列在光信号接收器之上；所述数据处理与传输组件包括数字信号处理器、报警器和串行总线母接口，数字信号处理器和报警器安装在测头壳体的后腔室，串行总线母接口安装在测头壳体后壁或侧壁的第二通孔处；数字信号处理器分别与所述报警器、串行总线母接口及光源、光信号接收器、开关触点连接，开关触点用于向数字信号处理器传送探测杆处于通孔深度测量状态或非测量状态的信号，光信号接收器用于接收通孔深度测量过程中光线接收光导纤维束的光信号并将光信号转换成电信号传送给数字信号处理器，串行总线母接口用于向数字信号处理器输入电源及将数字信号处理器处理后的数据输出，数字信号处理器用于处理所接收的信号并根据所接收的信号控制光源的通电或断电，报警器处于报警状态或非报警状态。

上述通孔深度测量光纤测头，所述光源优选LED光阵，所述光信号接收器优选电荷耦合元件。