激光位移传感器在测蜇物体表面变形的应用
激光位移传感器在测蜇物体表面变形的应用
作者:翟晓晖;刘巍;鹿晓惠;
在物体冲击变形领域中,检测表面变形量具有严格要求。其中,激光测试技术应用领域较为广泛,李兵等曾利甩点激光三角法,将点激光的位移传感器作为目标,以阐释激光光路的几何关系。之后,朱万彬等也创建了一 个平台,此平台利用电位移驱动激光位移传感器的方式来测试工件上点的平面坐标,从而满足高精度测量物体形状的要求。文中采用激光测距传感器测试对象的表面变形位移。
1 激光位移传感器测距原理
激光发射器对着被测物体表面发出激光,发出的激光束在物体表面产生散射现象,同时,表面上的激光光斑发生成象,通过CCD可知光斑象所在位置,从而可知物体的位移。因为精确的焦点位置是惟一的,其他象的聚焦状态均不一致,这使得测最精度大大下降。因此,CCD平面在结构设计中和透镜平面满足Scheimpflug条件,呈一 定倾角的位置关系。
X1 为光点在 CCD 成像相对于基准平面的距离;Xz为被测试物体平面变形位移; L1 为物体表面激光照射点的位置与接收透镜之间的距离: Lz为接收透镜后主面到激光接收CCD成像面之间的距离; 01 为激光光轴与接收透镜光轴之间的夹角;队为激光CCD平面与接收透镜光轴之间的夹角。
2、形状精度测量硬件结构
物体的变形情况通过摆球式物体的变形情况通过摆球式实验装置来勘测,激光位移传感器和纳米位移定位器用于测量沿轨道方向上的激光位移传感器位移驱动对象纳米定位阶段的变形特性。两个激光位移传感器测量的位移信号被发送到控制器,控制器将发送信号发送到信号采集容器中。
纳米位移定位平台可实现激光位移传感器的移动,精度高达1nm,磁滞小于Inm。利用此平台能够准确无误地掌握物体外表面和传感器之间的距离。
3、物体变形的检测原理
物体变形的检测原理,先将摆球放置预设高度,再用摆球撞击物体外表面。在物体左边的相等位移处摆放传感器l、2,两位移传感器随着定位平台在导轨方向移动,利用纳米位移定位平台控制两激光位移传感器的移动,摆球以一定的高度摆动冲击物体,对千传感器1'物体受冲击变形之后距离传感器M1,YI为点1处物体表面冲击变形量;对于传感器2,物体受冲击变形之后距离传感器M2,Y2为点2处物体表面冲击变形址。
4、结束语
由千物体的差异性导致被测物体表面的精度要求不一样,从而选择不同的激光位移传感器。利用双激光位移传感器检测物体表面的冲击变形位移量,根据测试原理计算公式求解出冲击点邻近点的变形位移扯。
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