Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics,CAS
空间曲线型长距离微细管道内表面形貌测量检测方法 | |
其他题名 | 空间曲线型长距离微细管道内表面形貌测量检测方法 |
李江雄; 柯映林; 吴恩启 | |
2009-06-17 | |
专利权人 | 浙江大学 |
公开日期 | 2009-06-17 |
授权国家 | 中国 |
专利类型 | 授权发明 |
摘要 | 本发明公开了一种空间曲线型长距离微细管道内表面形貌测量检测方法。该管道内表面形貌测量仪主要由二维位置传感器、半导体激光器、透明窗、微型马达、扫描镜、反射镜、会聚透镜、接收透镜组等部分组成。从激光器出射的光束经过两次反射后在管道内壁上形成一个细小光斑,该光斑被二维位置传感器接收。根据二维位置传感器产生的电流信号以及测量仪的结构参数,计算出该光斑点在局部三维坐标系中的位置。微型马达带动扫描镜旋转一周,得到管道内壁一个截面上所有采样点的位置。该测量仪适用于内径为Φ9~Φ11mm,曲率半径大于100mm的曲线型微细管道内壁的缺陷检测和三维测量,测量精度可以达到±0.1mm。 |
其他摘要 | 本发明公开了一种空间曲线型长距离微细管道内表面形貌测量检测方法。该管道内表面形貌测量仪主要由二维位置传感器、半导体激光器、透明窗、微型马达、扫描镜、反射镜、会聚透镜、接收透镜组等部分组成。从激光器出射的光束经过两次反射后在管道内壁上形成一个细小光斑,该光斑被二维位置传感器接收。根据二维位置传感器产生的电流信号以及测量仪的结构参数,计算出该光斑点在局部三维坐标系中的位置。微型马达带动扫描镜旋转一周,得到管道内壁一个截面上所有采样点的位置。该测量仪适用于内径为Φ9~Φ11mm,曲率半径大于100mm的曲线型微细管道内壁的缺陷检测和三维测量,测量精度可以达到±0.1mm。 |
主权项 | 一种空间曲线型长距离微细管道内表面形貌检测方法,其特征在于:方法的步骤为: 1)激光器出射光束经扫描镜和反射镜两次反射后,在管道内壁上形成一个微小的光斑D,该光斑由透镜接收后在二维位置传感器光敏面上得到像点N,设点D和点N到测量仪中轴线的距离分别为R和r,扫描镜的偏转角为θ,透镜主面间距为d,点B是激光束在扫描镜面的投射点,而点B’是B关于带孔反射镜面的对称点;L表示点B’到二维位置传感器光敏面的距离,f表示透镜左主面到二维位置传感器光敏面的距离;则根据光学几何关系求得管道内壁上点D到测量仪中轴线的距离: R = r ( L - f - d + a + b ) f + r / tan 2 θ a和b的计算公式为: a = t ( tan α 1 - tan α 2 ) b = t ( tan β 1 - tan β 2 ) t为透明窗的厚度,α1、α2分别为激光经反射镜后反射后通过透明窗的入射角和折射角,β1、β2分别为激光经管道内壁反射后通过透明窗的折射角和入射角,计算公式分别为: α1=90°-2θ, α2=arcsin(sin α1/ir), β1=arcsin(ir sin β2), β2=arctan(r/f) 其中,ir为透明窗的折射率; 2)以二维位置传感器接收透镜的中心O为原点,测量仪中轴线OC为z轴,建局部三维坐标系,管道内壁上一点D的位置表示为: x = R cos ω y = R sin ω z = L + a - f - R / tan 2 θ - d / 2 其中ω为OPN和OPu的夹角,表示扫描镜的旋转角度,OP为二维位置传感器光敏面中心,OPu为二维位置传感器光敏面的主方向; 3)管道内表面形貌测量仪在管道中静止不动,而微型马达带动扫描镜绕检测器中轴线旋转360°,计算出管道内壁一个截面环上各个采样点的位置坐标; 4)当相邻两采样点到测量仪中轴线的距离差小于0.1mm时,则该采样位置未存在缺陷;当相邻两采样点到测量仪中轴线的距离差大于0.1mm,则该采样位置存在缺陷。 |
申请日期 | 2005-05-18 |
专利号 | CN100501220C |
专利状态 | 失效 |
申请号 | CN200610166837.9 |
公开(公告)号 | CN100501220C |
IPC 分类号 | F17D5/02 |
专利代理人 | 张法高 |
代理机构 | 杭州求是专利事务所有限公司 |
文献类型 | 专利 |
条目标识符 | http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/45101 |
专题 | 半导体激光器专利数据库 |
作者单位 | 浙江大学 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 李江雄,柯映林,吴恩启. 空间曲线型长距离微细管道内表面形貌测量检测方法. CN100501220C[P]. 2009-06-17. |
条目包含的文件 | ||||||
文件名称/大小 | 文献类型 | 版本类型 | 开放类型 | 使用许可 | ||
CN100501220C.PDF(546KB) | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | 请求全文 |
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