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激光位移的测量原理及应用

     激光位移技术可**非接触测量被测物体的位置、位移等变化,主要应用于检测物的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量的测量。
     按照测量原理,激光位移技术原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量,而激光回波分析法则用于远距离测量。
     激光位移(三角法)是蕞常见的激光测位移的方法之一,20世纪70年代用于热轧带钢板形测量,由于这种板形测量方法简单,响应速度快,在线数据处理容易实现,现已广泛用于板形测量领域。激光测位移系统由激光光源和接收器(PSD和CCD)两部分组成。激光器LD发出的光经透镜L1汇聚照射在被测带钢表面的点O,其散射光由透镜L2接收汇聚到线性光电元件(CCD)上的点O',O与O'点共轭。当被测带钢表面相对激光器LD发生位移x,而使物光点偏离零点O,像光点X'也将产生位移而偏离光电元件的零点(O')。由几何关系可推得x=aX'/(bsinβ十X'cosβ)。实际应用中调量系统结构可能略有不同,但测量原理基本相同。同时,光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理,并通过微处理器分析,计算出相应的输出值,并在用户设定的模拟量窗口内,按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出,则在设定的窗口内导通,窗口之外截止。另外,模拟量与开关量输出可独立设置检测窗口。
     采取三角测量法的激光位移传感器蕞高线性度可达1um,分辨率更是可达到0.1um的水平。比如ZLDS100类型的传感器,它可以达到0.01%高分辨率,0.1%高线性度,9.4KHz高响应,适应恶劣环境。
     激光位移法只是测量带钢因浪形而上下摆动的位移量,而要得到对应平直度的参数计算出带钢宽度方向不同位置纵向纤维长度差异。因此,通常要沿带钢宽度方向设置三台以上激光位移传感器。