專利名稱：激光標高測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量汽輪機標高及軸向振動測量的激光標高測量儀。
目前在各種振動測量中所用的設備，大量的仍舊是傳統的壓電晶體式加速度傳感器。這種加速度傳感器測量精度低，測量范圍小，而且只能測出振動的頻率和振幅，無法測出振動中心的絕對偏移量。
本實用新型的目的是研制一種激光標高測量儀，可以快速，準確，方便，實時地測出各種機械振動及振動中心的絕對偏移量，特別適用于汽輪機標高的測試。
本實用新型的技術方案是由He－Ne激光器，放大器及A／D轉換器，激光電源，二維調節架，多路光電探測器，擴束器、微調支架高低調節座、拉簧、底座A、B旋轉支架、旋軸及微機組成，He－Ne激光器固定在二維調節支架上，用于激光束上下左右調節，多路光電探測器安裝在底座上，可以相對于入射窗ㄇ左右調節，儀器底座A通過調節螺釘及旋軸相對于底座B上下調整，通過左右微調螺釘及左右微調支架，將反射光調整到多路光電探測器的中心，光信號轉換成電信號經放大，A／D轉換送至計算機處理，顯示并打印出振動的位移尺寸，振動幅值。
本實用新型實施例結合附圖加以描述。


圖1，激光標高測量儀結構示意圖；圖2，多路有尺式光電探測器示意圖；圖3，放大電路及A／D轉換器示意圖；圖4，測量原理圖。
如圖1所示，激光標高測量儀是由He－Ne激光器1，放大及A／D轉換器2，激光電源3，二維調節支架4，多路光電探測器5，箱體6，擴束器7，左右微調螺釘8，左右向微調支架9，高低調節螺釘10，高低調節座11，拉簧12，儀器底座13A，13B，旋軸支加14A，14B，旋軸15組成。其中He－Ne激光器1固定在二維調節支架4上，便于激光束上下左右調節，多路光電探測器5安裝在底座位13A上，可以相對于入射窗ㄇ左右調節，儀器底座13A通過高低調節螺釘10及旋軸15相對于底座13B上下調整。左右微調螺釘8及左右微調支架9將反射光調整到多路光電探測器5的中心。
如圖2所示，多路光電探測器5是用硅單晶制成的，多路光電探測器由100～300塊光電陳列組成，光電陳列之間的間隔在0.02～0.04mm之間，當光電陳列接一反向電壓以后，在光的照射下回路中便會產生電流I3，該電流大小系等于落在相應光電陳列上的光能量，一旦被測物體上的光移轉換器焦路距選定后，在不考慮外界溫度變化對測試精度影響的前提下，若被測物無振，則從光位移轉換器反射到光電探測器上的光的極值位置是不變的，若被測物振動值為△X，則從光位移轉換器反射到光電探測器的光的極值位置發生了相應的偏差，其偏移量的大小為△H＝(L／2f)×△X式中L——測試距離(mm)f——光位移轉換器的焦距(mm)△H——實測位移量△X——實際振動值。
如圖3所示，放大及A／D轉換器2由14個JCD4051和74LS273，CD40154所組成的電壓巡回檢測儀，LN353電流放大器，LN324電壓放大器及A／D轉換器組成。其工作原理如下由多路光電探測器的100～300光電流分別送入14個JCD4051和74LS273，CD40154所組成的電壓巡回檢測儀，然后再送入放大器進行放大，放大器有兩級，LN353是電流放大器，LN324是電壓放大器，它起電壓放大和相位倒置的作用，由于采用一系列的濾波電路，能有效地抗外界干擾，再由A／D進行模數轉換輸入到計算機數據總線。整套放大，A／D電路以及光電探測器安排在一塊電路板上，性能較好。
如圖4所示，是激光標高測量儀的測量原理圖，由激光器1發生的光束，經擴束器后得到有一定密度的會聚光，光束的焦點調到被測物體的光位移轉換器16的焦點上，再經過光位移轉換器反射到多路光電探測器5上，該多路光電探測器呈矩形，有許多光電陳列組成，每個陳列的輸出信號正比于照射在該陳列內的全部光電能，電信號經放大模數轉換后由計算機17處理，按預光編好的程序進行計算，最后將振動的位移尺寸，振動幅值等經顯示屏及打印機18參數批印出來。激光標高測量儀將激光發射系統He－Ne激光器1，二維調節支架4，激光電源3，擴束器7和信號接收系統多路光電探測器5，放大器2安裝在同一箱體內，能避免外界振動對測量的影響。
本實用新型的優點是結構簡單，發射，接收一體化，避免了外界振動對測量的影響，成本低廉，操作方便，由于同微機相結合，所以能快速準確地得到測量結果。
權利要求1.一種激光標高測量儀，其特征在于由He-Ne激光器(1)，放大及A/D轉換器(2)，激光電源(3)，二維調節支架(4)，多路光電探測器(5)，箱體(6)，擴束器(7)，左右微調螺釘(8)，左右微調支架(9)，高低調節螺釘(10)，高低調節座(11)，拉簧(12)，儀器底座(13A)，(13B)，旋軸支架(14A)，(14B)，旋軸(15)及微機(17)組成，其中He-Ne激光器1固定在二維調節支架(4)上，便于激光束上下左右調節，多路光電探測器(5)安裝在底座(13A)上，可以相對于入射窗口左右調節，儀器底座(13A)通過高低調節螺釘(10)及旋軸(15)相對于底座(13B)上下調整，左右微調螺釘(8)及左右微調支架(9)將反射光調整到多路光電探測器的中心。
2.根據權利要求書1所述的激光標高測量儀，其特征在于多路光電探器(5)是用硅單晶制成的，多路光電探測器由100～300塊接收光電陳列組成，光電陳列之間的間隔在0.02～0.04mm之間。
3.根據權利要求書1所述的激光標高測量儀，其特征在于放大及A／D轉換器(2)是由14個JCD4051和74LS273，CD40154所組成的電壓巡回檢測儀，LN353電流放大器，LN324電壓放大器及A／D轉換器組成。
4.根據權利要求1所述的激光標高測量儀，其特征在于激光發射系統He－Ne激光器(1)，二維調節支架(4)，激光電壓(5)，擴束器(7)和信號接收系統多路光電探測器(5)，放大器(2)安裝在同一箱體內。
專利摘要本實用新型涉及一種激光標高測量儀，由He-Ne激光器、放大及A/D轉換器、激光電源、調節架、多路光電探測器、擴束器、微調支架、高低調節座、底座、旋轉支架、旋軸及微機組成。激光器固定在調節架上，多路光電探測器安裝在底座上，通過螺釘及旋軸的調整，使反射光調整到光電探測器中心，光信號經放大A/D轉換送至計算機處理，顯示并打印出振動的位移、振動幅值。優點是結構簡單，發射接收一體化，避免了外界振動影響，同微機結合能快速準確地得到測量結果。
文檔編號G01B11/02GK2195752SQ9423883
公開日1995年4月26日 申請日期1994年6月4日 優先權日1994年6月4日
發明者潘振中, 王秀華 申請人:機械工業部上海發電設備成套設計研究所