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专利名称：旋转物体转速远距离激光测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及力学计量技术领域，特别是涉及一种旋转物体转速远距离激光测
量装置。
背景技术：
旋转物体的转速测量在力学计量中占有重要地位。目前，国内外在旋转物体转速的测量方面使用的测量装置多为转速测量仪或者转速表之类。这些测量装置最大的局限性就是操作距离过近，在测量超大型离心机或者超高转速离心机的转速时，过近的操作距离可能会产生安全问题。

实用新型内容本实用新型根据现有技术存在的缺陷，提供一种旋转物体转速远距离激光测量装置，能够通过远距离无接触的方式测量旋转物体的转速，使得测量仪器及操作人员远离被测物体，安全可靠，测量结果也更准确和直观。还具备体积小、便于携带、操作简单等优点。本实用新型的技术方案是一种旋转物体转速远距离激光测量装置，其特征在于，包括固定在支架上的远距离激光转速传感器以及与远距离激光转速传感器相连的计数设备和贴在旋转物体上的反光膜；所述远距离激光转速传感器包括激光发生器以及由激光发光镜头和散射光聚焦镜头组成的双镜头组件，所述激光发生器通过双镜头组件的激光发光镜头发射激光束并通过散射光聚焦镜头回收从贴在旋转物体的反光膜上反射的激光，产生转速脉冲信号输出给所述计数设备，所述计数设备通过接收远距离激光转速传感器输出的转速脉冲信号得到旋转物体的转速。所述远距离激光转速传感器还包括顺次连接的光电接收及转换器件、光电信号放大及整形电路和TTL电平信号输出电路；所述光电接收及转换器件接收由散射光聚焦镜头回收的反射激光并将其转换成脉冲电信号，通过光电信号放大及整形电路将由光电转换器转换的脉冲电信号放大并整形为TTL电平信号，由TTL电平信号输出电路将TTL电平信号输出给所述计数设备。所述双镜头组件中的散射光聚焦镜头为凸透镜，所述凸透镜的中心位置处开有光源位置孔，凸透镜的中心轴线上具有半导体激光器及聚焦镜头，使激光束在长距离内聚焦而不会发散；凸透镜的焦点位置处具有光电接收及转换器件；所述激光发生器从光源位置孔通过激光发光镜头发射激光，经反光膜反射的激光通过散射光聚焦镜头回收并聚焦至光电接收及转换器件上。所述激光发生器为由激光二极管组成的半导体激光器。所述远距离激光转速传感器的测量距离达到10米以上。所述远距离激光转速传感器的转速测量范围为20r/min 100000r/min。本实用新型的技术效果[0012]本实用新型提供的一种旋转物体转速远距离激光测量装置，能够通过远距离无接触的方式直接测量旋转物体的转速，特别是在测量超大型离心机或者超高转速离心机的转速时，使得测量仪器及操作人员能够远离被测物体，安全可靠，测量结果也更准确和直观。还具备体积小、便于携带、操作简单等优点。本实用新型的测量装置的核心部分是远距离激光转速传感器，利用远距离激光转速传感器发射激光束照射到贴有反光膜的旋转物体上，当激光束照射到反光膜时，激光束经反光膜反射返回远距离激光转速传感器，远距离激光转速传感器中的光电接收器件能接收到从反光膜处反射的激光并将其转换为电信号输出给与之相连的计数设备，当激光束照射到旋转物体未贴反光膜的部分时，远距离激光转速传感器中的光电接收器件接收不到激光信号而无电信号输出，这样计数设备接收到的是旋转物体的转速脉冲信号，将该脉冲信号分析计算即可得到旋转物体的转速。其中本发明的远距离激光转速传感器中具有发射激光和回收发射激光的双镜头组件，目前，国内外使用的转速测量仪虽然有的也是利用激光反射原理，但是这类仪器是利用同一镜头进行激光发射和散射光回收，为了兼顾发射光和反射光的聚焦，就造成了该类仪器测量距离短的弊病。而本发明的远距离激光转速传感器创造性的增加了散射光聚焦镜头，通过激光发光镜头发射激光，利用散射光聚焦镜头回收 经反光膜反射的激光，双镜头的使用是本发明的转速测量装置测量距离能够达到10米以上的关键性保障。另外本发明采用半导体激光器作为激光发生器，体积小巧、光点集中、供电电路简单，因此本发明的测量装置体积小、便于携带，传感器尺寸只有Φ4. 5cmX12cm。

图I是本实用新型的旋转物体转速远距离激光测量装置组成示意图。图2是本实用新型测量装置中的远距离激光转速传感器组成示意图。图3是本实用新型的远距离激光转速传感器中的双镜头组件的原理示意图。附图标记列不如下1-激光发生器，2-激光发光镜头,3-散射光聚焦镜头,4-光电接收及转换器件，5-光电信号放大及整形电路，6-TTL电平信号输出电路，7-光源位置孔，8-反光膜。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。如图I所示，是本实用新型的旋转物体转速远距离激光测量装置组成示意图。包括固定在支架上的远距离激光转速传感器以及与远距离激光转速传感器相连的计数设备和贴在旋转物体上的反光膜。该套装置的总体设计思路是，利用远距离激光转速传感器发射激光束照射到贴有反光膜的旋转物体上，当激光束照射到贴在旋转物体上的反光膜时，激光束经反光膜反射返回远距离激光转速传感器，远距离激光转速传感器接收到从反光膜处反射的激光并将其转换为电信号进而将该电信号输出给计数设备，当激光束照射到旋转物体未贴反光膜的部分时，远距离激光转速传感器接收不到激光信号，从而无电信号输出，这样远距离激光转速传感器输出的是转速脉冲信号，在计数设备上就能接收到该旋转物体的转速脉冲信号，将该脉冲信号分析计算即可得到旋转物体的转速。如图2所示，是本实用新型测量装置中的远距离激光转速传感器组成示意图。远距离激光转速传感器包括激光发生器I以及由激光发光镜头2和散射光聚焦镜头3组成的双镜头组件，还包括光电接收及转换器件4、光电信号放大及整形电路5和TTL电平信号输出电路6 ;激光发生器I通过激光发光镜头2发射激光束并通过散射光聚焦镜头3回收从贴在旋转物体的反光膜处反射的激光，光电接收及转换器件4接收由散射光聚焦镜头3回收的反射激光并将其转换成脉冲电信号，通过光电信号放大及整形电路5将由光电转换器转换的脉冲电信号放大并整形为TTL电平信号，由TTL电平信号输出电路6将TTL电平信号输出给计数设备。如图3所示，是本实用新型的远距离激光转速传感器中的双镜头组件的原理示意图。双镜头组件中的散射光聚焦镜头3为凸透镜，凸透镜的中心位置处开有光源位置孔 7，凸透镜的中心轴线上具有半导体激光器I及发光镜头2，凸透镜的焦点位置处具有光电接收及转换器件4 ;激光发生器从光源位置孔7通过激光发光镜头2发射激光，照到反光膜8上，经反光膜8反射的激光通过散射光聚焦镜头3回收并聚焦至光电接收及转换器件4上。由于本发明的远距离激光转速传感器中具有由激光发光镜头和散射光聚焦镜头组成的双镜头组件，有效增加了散射光的接收面积，使本发明的测量装置的测量距离大大提高，能达 到10米以上。激光发生器在远距离激光转速传感器中起激光源的作用。目前能够产生单色性较好、光点较为集中的激光发生器有气体激光器和半导体激光器等，气体激光器由于体积大、电路复杂等原因，不适用于本实用新型的激光转速传感器中。而由激光二极管组成的半导体激光器具有体积小巧、光点较为集中、供电电路简单等优点，特别适合于本发明的激光转速传感器中。因此本发明的远距离激光转速传感器的尺寸只有Φ4. 5cmX 12cm，转速测量范围在 20r/min 100000r/min。
权利要求1.一种旋转物体转速远距离激光测量装置，其特征在于，包括固定在支架上的远距离激光转速传感器以及与远距离激光转速传感器相连的计数设备和贴在旋转物体上的反光膜；所述远距离激光转速传感器包括激光发生器以及由激光发光镜头和散射光聚焦镜头组成的双镜头组件，所述激光发生器通过双镜头组件的激光发光镜头发射激光束并通过散射光聚焦镜头回收从贴在旋转物体的反光膜上反射的激光，产生转速脉冲信号输出给所述计数设备，所述计数设备通过接收远距离激光转速传感器输出的转速脉冲信号得到旋转物体的转速。
2.根据权利要求I所述的旋转物体转速远距离激光测量装置，其特征在于，所述远距离激光转速传感器还包括顺次连接的光电接收及转换器件、光电信号放大及整形电路和TTL电平信号输出电路；所述光电接收及转换器件接收由散射光聚焦镜头回收的反射激光并将其转换成脉冲电信号，通过光电信号放大及整形电路将由光电转换器转换的脉冲电信号放大并整形为TTL电平信号，由TTL电平信号输出电路将TTL电平信号输出给所述计数设备。
3.根据权利要求2所述的旋转物体转速远距离激光测量装置，其特征在于，所述双镜头组件中的散射光聚焦镜头为凸透镜，所述凸透镜的中心位置处开有光源位置孔，凸透镜的中心轴线上具有激光发光镜头，凸透镜的焦点位置处具有光电接收及转换器件；所述激光发生器从光源位置孔通过激光发光镜头发射激光，经反光膜反射的激光通过散射光聚焦镜头回收并聚焦至光电接收及转换器件上。
4.根据权利要求3所述的旋转物体转速远距离激光测量装置，其特征在于，所述激光发生器为由激光二极管组成的半导体激光器。
5.根据权利要求4所述的旋转物体转速远距离激光测量装置，其特征在于，所述远距离激光转速传感器的测量距离达到10米以上。
6.根据权利要求4所述的旋转物体转速远距离激光测量装置，其特征在于，所述远距离激光转速传感器的转速测量范围为20r/min 100000r/min。
专利摘要本实用新型提供的一种旋转物体转速远距离激光测量装置，能够通过远距离无接触的方式测量旋转物体的转速，使得测量仪器及操作人员远离被测物体，安全可靠，测量结果也更准确和直观。还具备体积小、便于携带、操作简单等优点。包括固定在支架上的远距离激光转速传感器以及与远距离激光转速传感器相连的计数设备和贴在旋转物体上的反光膜；远距离激光转速传感器包括激光发生器以及由激光发光镜头和散射光聚焦镜头组成的双镜头组件，激光发生器通过激光发光镜头发射激光束并通过散射光聚焦镜头回收反光膜上反射的激光，产生转速脉冲信号，计数设备通过接收远距离激光转速传感器输出的转速脉冲信号得到旋转物体的转速。
文档编号G01P3/36GK202599966SQ20122020240
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者付茂岳, 刘敬敏, 郭凯, 张书锋 申请人:北京东方计量测试研究所