基于梯形棱镜的激光三角法内孔测距传感器

摘要：

为了实现对孔类零件特别是深孔零件的孔深测量及底面的表面形貌测量,设计了一种激光三角法内孔测距传感器.对该传感器所使用的机械光学设计、系统成像特性及基于Zemax的像差分析与评价等进行了研究.首先,利用聚焦透镜将激光器发出的光线聚焦到待测面上,使光斑足够小.接着,利用梯形棱镜的全反射特性将所需散射光线限制在一个狭小的范围内.最后,利用成像透镜将光线聚焦在CCD靶面上,根据CCD上光斑的位置和待测孔深的几何关系,求出内孔的深度和底面的表面形貌.实验结果表明,系统在0～1.6 mm范围内测量精度为1μm,该设计可以很好的解决测量内孔时物理空间受限的问题,同时结合三角测量原理,使该系统能够满足工业生产线上的结构简单、稳定性好、调试和维护方便、精度高以及速度快等要求.

关键词：测量、孔深测量、激光三角法、全反射、亚像素精度

所属期刊栏目：31

分类号：TH741(仪器、仪表)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）2007CB714000

在线出版日期：2012-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：95-100