Измерители лазерные

Для особо точного центрирования узлов в прецизионном станкостроении, подшипников турбин и других элементов конструкции машин в настоящее время применяют автоколлиматор с лазерным устройством. Центр луча лазера определяется посредством детектора с электронными координатными считывающими измерителями. Лазерное устройство устанавливается на автоколлиматоре. При этом достигается линейная точность до 0,8 мк па I м и угловая — до 2 сек. [c.329]

Лазерные измерители линейных размеров были разработаны как различные средства измерения линейных размеров, в которых сочетается высокое пространственное разрешение с большим быстродействием. [c.63]

Рис, 7, Схемы лазерных измерителей ли-< нейных размеров [c.63]

Лазерные триангуляционные измерители (ЛТИ) основаны на принципе оптического дальномера с постоянной базой. Подобные системы работают в отраженных от объекта лучах ОКГ. В простейшем случае схема ЛТИ (рис. 7, д) содержит лазер, светоделитель,- вращающееся зеркало, схему ви- [c.65]

Определение информации о транспортном грузе с помощью технического зрения предусматривает способность распознавать тип груза по его геометрическим характеристикам. В качестве датчика такой спстемы могут применяться наборы фотодатчиков вместе с источниками направленного света, телекамера или сканирующий лазерный измеритель дальности. [c.28]

Устройство воспроизводит ударные импульсы чистые по форме и свободные от резонансов. Максимальные ударные ускорения и диапазоны длительностей ударных импульсов приведены в табл. 5 для выталкивающих катушек с различным числом витков. Основное преимущество устройств электромагнитного типа —стабильность воспроизводимых ударных импульсов, получаемых при достижении заданного напряжения па конденсаторах. Недостаток — влияние сильных магнитных полей на датчик силы и вторичную аппаратуру обработки результатов измерения, однако это влияние можно уменьшить тщательной экранировкой элементов. При применении лазерного измерителя скорости погрешность аб- [c.369]

На практике часто используются качественные методы оценки плотности энергии и интенсивности лазерного излучения. Для твердотельных лазеров применяются обычная копировальная бумага (рабочим слоем к лазерному лучу) и экспонированная фотобумага. На копировальной бумаге остаются заметные следы при плотностях входной энергии порядка 1 Дж/см . Данный метод позволяет определять форму сечения луча в ИК области спектра. Для качественной оценки выходной энергии твердотельных лазеров можно сфокусировать луч на стопку бритвенных лезвий. Число поврежденных лезвий при этом приблизительно соответствует величине энергии в джоулях [143]. В табл. 8 приведены характеристики измерителей, выпускаемых отечественной промышленностью. [c.100]

Настоящая глава посвящена описанию лазерных систем, предназначенных для измерения длин, размеров и линейных перемещений лазерных интерферометров, лазерных дифракционных измерителей размеров и лазерных анемометров, причем основное внимание уделено их промышленным применениям. [c.231]

Осуществление принципа гетеродинирования частот излучения в трехзеркальном интерферометре может обеспечить чувствительность, значительно превосходящую чувствительность других интерферометров. В работе [18] описан интерферометр, в котором используется двухчастотный лазер с длиной активного резонатора 80 см и пассивного резонатора 10 см. Такое соотношение длин активного и пассивного резонаторов обеспечивает совпадение только двух их резонансных частот. Вблизи совпадения резонансов активного и пассивного резонаторов одна из частот генерации возмущается, а другая остается невозмущенной. Информация об изменении длины пассивного резонатора заключается при этом в разностной частоте генерируемых колебаний, скорость изменения которой при изменении длины пассивного резонатора может составлять величину 5 кГц/А. Оцениваемая чувствительность такого измерителя в случае использования синхронного детектирования составляет 10 А. Однако описанные трехзеркальные интерферометры достаточного применения для измерения длин и перемещений в настоящее время не нашли они еще не могут конкурировать с хорошо отработанными лазерными интерферометрами Майкельсона. Широкому их использо- [c.236]

В применяемых лазерных измерителях перемещений обеспечивается реверсивный счет числа интерференционных полос, необходимый для учета направления движения подвижного отражателя, а также для того, чтобы избежать ложного счета полос при наличии вибраций. [c.242]

Значительный интерес представляет совершенствование интерференционных измерителей с двухчастотным лазером [8, ИЗ], позволяющим снизить чувствительность лазерных интерферометров к изменению уровней сигналов с фотоприемников, связанную с нестабильностью мощности излучения лазера, дрейфом чувствительности фотоприемников, изменением сечения лазерного пучка в измерительном плече интерферометра из-за угловой расходимости лазерного излучения, поперечным смещением подвижного отражателя и т. д. При этом необходимо, чтобы излучения с различными частотами можно было разделить в пространстве. [c.247]

Основные технические характеристики некоторых отечественных и зарубежных промышленных образцов лазерных измерителей линейных перемеш,ений приведены в работе [8]. В настояш,ее время широко ведется разработка новых промышленных образцов лазерных интерферометров и значительно расширяется круг их возможных применений. [c.248]

ЛАЗЕРНЫЕ ДИФРАКЦИОННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛИ РАЗМЕРОВ [c.248]

Таким образом, если перемещать объект измерения вдоль оси лазерного луча и приводить размер дифракционной картины к определенному (эталонному) размеру, можно по величине перемещения объекта судить о его размере. Однако при этом значительно уменьшаются допустимые перемещения объекта в процессе измерения и быстродействие измерителя. [c.256]

Рис. 153. Схема лазерного дифракционного измерителя, использующего сравнение сигналов от эталонного и контролируемого изделий

Рис. 158. Схема лазерного дифракционного измерителя ДИД-2

На рис. 158 представлена схема дифракционного лазерного измерителя диаметра тонких проводов и волокон ДИД-2, разработанного в ЛИТМО [93, 95]. Устройство работает следующим образом. Пучок излучения лазера 1, расширенный до необходимых размеров при помощи телескопической системы 2, направляется на изделие 4. Излучение, претерпевшее дифракцию, попадает на объектив 5, в фокальной плоскости которой наблюдается дифракционное изображение изделия, соответствующее дальней зоне. За объективом 5 установлено вращающееся зеркало 7, с помощью которого осуществляется сканирование дифракционного изображения по узкой входной щели 8 фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 10. Сумма расстояний от входной щели ФЭУ до оси вращения сканирующего зеркала и от его оси до объектива равна /. [c.264]

Рис. 159. Схема электронной части лазерного дифракционного измерителя ДИД-2-.

В разработанном в ЛИТМО лазерном дифракционном измерителе диаметра волокон ДИД-3 предусмотрена возможность преобразования интерференционного распределения в электрический сигнал как в области наибольшей эквидистантности интерференционного распределения в зоне II (значения углов фэ от 50 до 90° дают возможность производить измерения диаметра в широком диапазоне значений показателя преломления материала волокна, оставаясь в области наибольшей эквидистантности), так и в области центрального и бокового максимумов в зоне /. Смена зон анализа достигается за счет изменения угла облучения волокна лазерным пучком. Так же как и в описанном приборе ДИД-2, в приборе ДИД-3 производится автоматический анализ исследуемого участка распределения рассеянного поля излучения и результат измерения может выводиться как в цифровом, так и в аналоговом виде. [c.276]

Лазерные дифракционные измерители могут широко использоваться в микроэлектронике, волоконной оптике, точной механике, текстильной промышленности, производстве химических, синтетических и искусственных волокон и т. д. как в качестве измерительной аппаратуры, например для определения диаметра и формы поперечного сечения тонких проволок и волокон, так и в качестве высокочувствительных датчиков в автоматических системах управления технологическими процессами. [c.277]

На основе описанных лазерных дифракционных измерителей могут быть разработаны приборы для механических испытаний (определения коэффициента упругости, разрывного усилия и т. д.), а также для определения оптических, теплофизических и других свойств волокон, измерение которых непосредственно в волокне другими методами не представляется возможным. [c.277]

ЛАЗЕРНЫЕ ДОПЛЕРОВСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ [c.278]

Доплер (1803—1853) исследовал эффекты, связанные с движением источника излучения и наблюдателя, и сформулировал хорошо известный принцип, согласно которому при относительном движении источника и приемника частота волны, испускаемой источником, в системе отсчета, связанной с приемником, изменяется [207]. Поскольку это положение составляет основу действия лазерных доплеровских измерителей скорости, обсудим его несколько подробнее. [c.278]

В лазерных доплеровских измерителях скорости электрический сигнал на выходе фотоприемника содержит помимо доплеровской составляющей помехи, существенно затрудняющие последующую обработку, К ним относятся амплитудный шум лазерного излучения, модуляционные шумы, возникающие от пересечения падающих и рассеянных световых пучков движущимися рассеивающимися центрами, а также низкочастотная составляющая сигнала, которая соответствует постоянной компоненте распределения интенсивности интерференционного поля на светочувствительной поверхности фотоприемника. [c.290]

Эта схема применима в лазерном доплеровском измерителе скорости. Система позволяет производить измерения средней скорости в пределах 10" —50 м/с с точностью 0,1% и пульсации скорости в полосе частот 1 кГц с точностью 3% [72]. [c.296]

Лазерные доплеровские измерители скорости находят все более широкое применение в научном эксперименте. В качестве примера можно привести исследование гидродинамики однофазных и двухфазных турбулентных потоков [222]. В машиностроении доплеровские измерители скорости могут успешно использоваться, например, для управления координатно-расточными станками, для калибровки клапанных устройств [252]. Несомненно, что со временем сфера применения этих приборов намного увеличится. [c.303]

Рис. 182. Лазерный дифракционный измеритель диаметра проводов и волокон ДИД-2

Лазерные доплеровские измерители скорости. Новосибирск, Наука , [c.327]

При диаметре обработки заготовки до 200 мм и применении в качесяъе измерителя лазерного интерферометра возможно достижение отклонения формы не более 0,5 мкм и параметра шероховатости Ra = 20 нм даже при традиционном совпадении силовых и метрологических баз, совмещенных в направляющих. В случае обработки деталей диаметром 1,5 м и более, например, металлических зеркал, изготовляемых в Ливерморской лаборатории им. Лоуренса (США), необходимо обеспечить независимость метрологических баз и расположить измерительные датчики на специальной раме, выполненной из инвара. [c.665]

Для анализа структурной схемы лазерного доплеровского измерителя скорости (ЛДИС) рассмотрим случай отражения назад света лазера с частотой испускаемого излучения vo от движущейся навстречу падающей волне частицы. В этом случае доплеровский сдвиг частоты (ДСЧ) будет иметь максимальное значение и согласно выражению (11.13) запишется следующим образом [c.229]

В многочисленных областях применения желательно иметь измеритель проходного типа, который использует для измерения лишь малую часть энергии лазерного луча. Такими измерителями являются оптико-акустические детекторы [108]. Их преимущества заключаются также и в том, что они дают достаточно высокий уровень сигнала и сохраняют линейность в области малых энергий. Лазерный луч проходит по оси измерительной ячейки, окна которой изготовлены из Na l. Ячейка заполнена смесью гелия с парциальным давлением, соответствующим атмосферному, и поглощающего газа типа пропилена с давлением в несколько миллиметров ртутного столба. Газ, нагретый в области прохождения луча, адиабатически расширяется до тех пор, пока во всей ячейке давление не станет одинаковым. Распределение температуры газа по всей ячейке тоже становится одинаковым. При этом происходит дальнейшее повышение давления до уровня, определяемого изотермой, а не адиабатой. Измерение давления производится с помощью пьезоэлектрического датчика, сигнал которого подается на осциллограф. [c.97]

Появление лазеров значительно расширило возможности измерений, использующих дифракционные явления. Высокая яркость и контрастность дифракционных распределений, полученных с помощью лазерного излучения, дает возможность значительно поднять точность и автоматизировать процесс измерений, производить их в производственных условиях. К настоящему времени разработаны и продолжают совершенствоваться прецизионные лазерные дифракционные измерители геометрических параметров в диапазоне от долей микрометра до нескольких миллиметров, позволяющие измерять и контролировать размеры и форму изделий с точностью до десятых долей процента (например, диаметры тонких проволок и волокон, отверстий, ширину щелей и полос, диаметр нитей, величину зазоров и т. д.). На их основе разрабатываются измерители оптических, механических, теплофизи-ческих и других характеристик волоконных материалов и изделий. [c.230]

Уже в настоящее время лазерные системы контроля длин, размеров и перемещений стали эффективными инструментами, применение которых в ряде отраслей промышленности оправдано экономическими соображениями. Они могут быть использованы непосредственно как бесконтактные, точные, быстродействующие измерители нужных параметров, а также как высокочувствительные датчики в автоматических системах управления технологическими процессами. [c.231]

На рис. 144 приведена оптическая схема одного из наиболее совершенных лазерных измерителей фирмы Перкин—Элмер (США) модели 5900R [8, 211, 79]. Процесс формирования измерительной информации в этом интерферометре осуществляется следующим образом. Излучение лазера 1 (линейно-поляризо-ванное) проходит через четвертьволновую пластинку 3, расположенную между входной линзой 2 и коллимирующим объективом 4, образующими коллиматор. В результате излучение лазера представляет собой малорасходящийся пучок диаметром 10 мм с круговой поляризацией. Расщепитель луча 5 делит лазерный пучок на опорный и измерительный. При отражении опорного пучка от металлической светоделительной поверхности направление вращения плоскости поляризации в нем изменяется на обратное. Измерительный пучок без изменения поляризационных свойств направляется к уголковому отражателю 6, в котором претерпевает тройное отражение и изменяет направление вращения плоскости поляризации на обратное. В итоге измерительный [c.244]

Среди лазерных измерительных систем особое место занимают лазерные дифракционные измерители размеров. Лазерное излучение позволяет получить высококонтрастную дифракционную картину с большим числом дифракционных порядков, избавиться от погрешностей, связанных с немонохроматнчностью излучения, и проводить измерения непосредственно в промышленных условиях. [c.248]

Лазерные дифракционные измерители позволяют производить измерения размеров в диапазоне от единиц до сотен микрометров с точностью до десятых долей процента. При этом удовлетворяются следующие требования бесконтактность измерения, высокая точность, малое время и высокая локальность измерения, отсутствие необходимости фиксации объекта измерения, широкий диапазон измеряемых размеров, автоматизация процесса измерения и обеспечение сигнала обратной связи для активного влияния на технологический процесс. Такие измерители позволяют, например, производить измерение диаметра проволок и волокон непосредственно в процессе их изготовления и своевременно корректировать параметры технологического процесса, причем эффективность промышленного производства и использования проволок и волокон значительно повышается. [c.250]

Рис. 157. Лазерный дифракционный измеритель с использованием теле-визионной системы

Современные физический эксперимент и промышленная технология (в частности, машиностроение) требуют создания бесконтактных высокоточных измерителей скрости механического движения тел в различных агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном). Большие надежды в этом плане связаны с развитием лазерных доплеровских измерителей скорости (ЛДИС) [72]. [c.278]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...