專(zhuān)利名稱：大軸彎曲光電測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域。
工業(yè)領(lǐng)域中在許多場(chǎng)合都會(huì)涉及到大軸的生產(chǎn)及應(yīng)用，例如汽輪機(jī)及旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子等等。而用于這些場(chǎng)合的大軸的彎曲量是大型機(jī)械的重要參數(shù)，如果大軸彎曲量超標(biāo)，將極大地危及工廠的安全生產(chǎn)。因此，在安裝檢修、大軸加工、出廠檢驗(yàn)中，大軸彎曲量的測(cè)量?jī)x器的測(cè)量精度對(duì)保證大型設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有極其重要的作用。
現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)大軸彎曲量的檢測(cè)方式通常是在大軸為冷態(tài)時(shí)采用百分表進(jìn)行測(cè)量的。這種測(cè)量方法，對(duì)于具有復(fù)雜外形的大軸，如汽輪機(jī)大軸，測(cè)量時(shí)不僅費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，而且也難于保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，有些部位甚至是無(wú)法測(cè)量的。特別是在直軸過(guò)程中，目前還沒(méi)有相應(yīng)的測(cè)量手段。
本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，構(gòu)造一種采用光電非接觸式的大軸彎曲測(cè)量?jī)x。
本實(shí)用新型所述的大軸彎曲光電測(cè)量?jī)x，由激光掃描發(fā)射器1、光學(xué)信號(hào)接受器3、光電檢測(cè)器與前置放大器4、檢測(cè)電路5、微處理機(jī)6等組成(如圖3所示)。所說(shuō)的激光掃描發(fā)射器1依次由半導(dǎo)體激光器9，光闌10，聚光鏡11，全反平面鏡12，旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡13和物鏡負(fù)透鏡14、物鏡正透鏡I15、物鏡正透鏡II16、物鏡平凸透鏡17共同組成的f-θ透鏡組構(gòu)成(如

圖1所示)；所說(shuō)的光學(xué)信號(hào)接受器3依次由雙光闌18，由物鏡平凸透鏡19、物鏡正透鏡III20、物鏡正透鏡IV21共同組成的接受器物鏡組，觀察鏡22，反光鏡23構(gòu)成(如圖2所示)。圖中的標(biāo)號(hào)2是被測(cè)量大軸的斷面。
本實(shí)用新型所述的大軸彎曲光電測(cè)量?jī)x的測(cè)量工作原理為采用f-θ透鏡組的激光掃描發(fā)射器發(fā)出平行掃描激光束8，由f-θ透鏡組將勻角速度變?yōu)閯蚓€速度，經(jīng)被測(cè)大軸2遮擋部分后由光學(xué)信號(hào)接受器接收；對(duì)大軸的若干個(gè)斷面作出檢測(cè)，接受器通過(guò)雙光闌的下孔30將被測(cè)大軸的晃動(dòng)量信號(hào)變換為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，通過(guò)雙光闌的上孔29實(shí)時(shí)測(cè)量旋轉(zhuǎn)反射掃描鏡13的掃描速度，對(duì)掃描的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
平行掃描光束8通過(guò)光闌18，設(shè)光速掃描速度v則v＝xo/t或xo＝vt其中xo為通過(guò)雙光闌18時(shí)上光闌的寬度，t為平行光掃過(guò)這一寬度到時(shí)間，經(jīng)過(guò)光電檢測(cè)器與前置放大器4和檢測(cè)電路5后，由采樣整形電路檢出一定寬度的矩形脈沖，控制頻率為f的脈沖到計(jì)數(shù)器27，計(jì)數(shù)值為N，則t＝N/f。所以，xo＝vfN將被測(cè)大軸2置于光路中，擋住部分掃描光束，則矩形脈沖寬度xn會(huì)隨之變化，即xn＝vfNnNn為檢出脈沖計(jì)數(shù)值。因此Xn=XofNofNn=XoNoNn=KNn]]>其中K＝xo/No為脈沖當(dāng)量。它與掃描速度v與計(jì)數(shù)頻f無(wú)關(guān)。實(shí)時(shí)測(cè)量No和Nn(xo為定值)并經(jīng)數(shù)據(jù)處理模型采用中值濾波法后獲得可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)xn。檢測(cè)大軸2轉(zhuǎn)一周(360°)時(shí)對(duì)應(yīng)的8點(diǎn)xn，即可求出該截面的晃動(dòng)值。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高，可達(dá)5微米；分辨率高，可達(dá)1微米由于采用非接觸測(cè)量，故可在大軸冷、熱狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果與軸的冷熱態(tài)無(wú)關(guān)；系統(tǒng)微機(jī)數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化成度高，操作簡(jiǎn)便，具有判斷濾除干擾、自動(dòng)顯示與打印制表功能。
附圖1光學(xué)信號(hào)接受器組成示意圖；附圖2平行掃描光束發(fā)射器組成示意圖；附圖3太軸彎曲光電測(cè)量?jī)x整體構(gòu)架示意圖；附圖4測(cè)量電路與數(shù)據(jù)處理組成圖。
本實(shí)用新型所述的大軸彎曲光電測(cè)量?jī)x除有上述所說(shuō)的結(jié)構(gòu)及部件外，還有如圖4所示的一套測(cè)量電路與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。光電檢測(cè)器中的光電二極管24與前置放大器的輸入端相連接，前置放大器的輸出端與檢測(cè)電路5的輸入電路相連接，在檢測(cè)電路5中有晶體振蕩器25、與非門(mén)電路26和計(jì)數(shù)器27，微處理機(jī)6與檢測(cè)電路5、打印機(jī)7和顯示器28相連接。
權(quán)利要求1.一種大軸彎曲光電測(cè)量?jī)x，其特征在于，由激光掃描發(fā)射器(1)、光學(xué)信號(hào)接受器(3)、光電檢測(cè)器與前置放大器(4)、檢測(cè)電路(5)、微處理機(jī)(6)組成；所說(shuō)的激光掃描發(fā)射器(1)次由半導(dǎo)體激光(9)，光闌(10)，聚光鏡(11)，全反平面鏡(12)，旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡(13)和物鏡負(fù)透鏡(14)、物鏡正透鏡I(15)、物鏡正透鏡II(16)、物鏡平凸透鏡(17)共同組成的f-θ透鏡組構(gòu)成；所說(shuō)的光學(xué)信號(hào)接受器(3)依次由雙光闌(18)，由物鏡平凸透鏡(19)、物鏡正透鏡III(20)、物鏡正透鏡IV(21)共同組成的接受器物鏡組，觀察鏡(22)，反光鏡(23)構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的大軸彎曲光電測(cè)量?jī)x，其特征在于，所說(shuō)的光電檢測(cè)器中，其中的光電二極管(24)與前置放大器的輸入端相連接，前置放大器的輸出端與檢測(cè)電路(5)的輸入電路相連接，在檢測(cè)電路(5)中有晶體振蕩器(25)、與非門(mén)電路(26)和計(jì)數(shù)器(27)，微處理機(jī)(6)與檢測(cè)電路(5)、打印機(jī)(7)和顯示器(28)相連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為一種大軸彎曲光電測(cè)量?jī)x,由激光掃描發(fā)射器、光學(xué)信號(hào)接受器、光電檢測(cè)器與前置放大器、檢測(cè)電路、微處理機(jī)等組成。采用f－θ透鏡組的激光掃描發(fā)射器發(fā)出平行掃描激光束,經(jīng)被測(cè)大軸遮擋部分光后,由光學(xué)信號(hào)接受器接收;對(duì)大軸的若干個(gè)斷面作出檢測(cè)后,求出各截面的晃動(dòng)值。本實(shí)用新型具有測(cè)量精度高;分辨率高;可在大軸冷、熱狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量的優(yōu)點(diǎn);采用微機(jī)數(shù)據(jù)處理,自動(dòng)化程度高,操作簡(jiǎn)便,可判斷濾除干擾、自動(dòng)顯示與打印制表。
文檔編號(hào)G01B11/24GK2284378SQ9623973
公開(kāi)日1998年6月17日 申請(qǐng)日期1996年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月11日
發(fā)明者葉嘉雄, 黃聲華, 余永林, 黃文豪, 蔣鋼 申請(qǐng)人:華中理工大學(xué), 甘肅省電力工業(yè)局電力試驗(yàn)研究所