激光轴对中仪 本发明涉及一种用于两根及以上旋转机械轴在相互关联时进行校正轴心线同心度、直线度、平行度、垂直度以及进行监测的仪器。
在各种生产机械中，同一组机械的两个或两个以上的轴要相互关联是通常之事。各轴的相互关联在技术方面要求它们要有准确的轴心线同心度、直线度、平行度、垂直度，有时还需要进行监测。这就需要有一种仪器完成以上任务。在我国目前大多数是使用常规工具完成如采用测隙规、尺、千分表等测试手段完成，显然精度很差。有的企业引进了进口的激光轴对中仪，如西德DB公司生产的OPTALIGN激光轴对中仪等。这种激光轴对中仪是用专用的卡具把发射器、接收器靶箱及反光镜靶箱分别固定在轴的联轴器或轴的两端，由半导体激光发生器发出的光束射到与其相对的三棱镜上，通过三棱镜反射回来的光束由接收器接收，根据光斑的位置经过控制微机的判断处理后在显示器上显示出来，以此判断轴心线的相关状态。这种激光轴对中仪的不足在于：它采用三棱镜反光技术最大测距仅为2米，限制了被测对象，分辩率为1/100毫米，精度较低且使用专用控制微机并以西文显示，储存容量小，无扩展条件，显示屏幕小显示内容简单，中国工人使用有一定难度；此外是进口设备价格昂贵不宜推广使用。
本发明的目的是：设计一种采用平面反光镜反光，接收器采用四路放大器电路及虚拟减法器电路的光电转换技术使测试距离达10米，分辩率达3/1000毫米，使用专用接口联接通用微机，自动检测给出调整量并以汉文显示的激光轴对中仪。
本发明的技术方案是这样的：它的构成如图1示意总图所示，图中1是发射器及接收器靶箱，在该靶箱内装有HD6720型激光发射器2及SC10D型四轴线型接收器(位敏探测器)3，由激光发射器2射出的激光束经过两片互成直角的平面镜组成的平面分片式反光镜4地作用折射回接收器3，接收器3在得到激光束后经过其内部的OP27型放大器组成的四路放大器电路及虚拟减法器电路的光电转换，把信号经电缆5输到设有A/D转换(模/数转换)控制电路的A/D转换控制盒6，经过其内部电路的采样、保持、转换及输出控制与控制盒6上的62芯接口7与微机8相连，通过微机8提供的电源控制运行。为了使微机进行控制和操作，设计有一套与其相匹配的软件系统支持运行，微机能自动检测给出调整量在屏幕上以汉字方式显示图形、数字和文字说明，便于中国工人掌握使用。
图2是光电转换系统框图，HD6720型激光发射器2射出的激光束通过平面分片式反光镜4的反射由SC10D四轴线型接收器3接收，光信号通过光/电转换系统电路11由电缆5把电信号输给A/D转换及控制电路12，经过采样、保持、转换、控制由62芯接口7把信息输入微机8，经过微机8的处理把结果在显示器9上显示或由打印机10打印输出。
图3是激光发射器电源控制电路框图，激光发射器2的偏置电源电压为5V(直流)由微机提供，通过稳压电路13，降压电路14，滤波及保护电路15以2.8至3V供给HD6720型激光发射器2工作，为了保护元器件的安全及降低电、磁噪声干扰，除在印刷电路板设计上考虑外并对多芯铜屏蔽层电缆采取了双端接地措施，16是镜头。
图4是接收器电路框图，图中3是SC10D四轴线型接收器，它收到激光信号后通过相匹配的OP27型四路光电转换放大电路17及虚拟减法器电路18把信号输给A/D转换及控制电路。SC10D四轴线型接收器阳极直接接地。
图5是A/D转换及控制电路框图，A/D采用双积分型电路，它置于A/D转换控制盒内，当它得到接收器的电信号后经过输入控制电路19，保持电路20，A/D转换电路21，输出控制电路22由62芯接口7送入微机内存，经过处理在屏幕上显示或打印输出结果。
图6是接收器镜头与半透明光栅位置示意图，图中1是发射器及接收器靶箱，3是SC10D四轴线型接收器，16是镜头，在镜头前面有一个半透明光栅23。
图7是平面分片式反光镜构造示意图，两片平面反光玻璃26安装在托板25上，托板25固定安装在反光镜靶箱24内。
由于实施了以上技术方案，选用HD6720型发射器和SC10D四轴线型接收器，经过OP27型放大器组成的四路放大器电路减小了零漂；虚拟减法器电路降低了电、磁噪生；A/D转换控制电路采用双积分型电路及发射器电路两端接地措施解决了电干扰难题；光电放大器偏置电压定为5V不但保证了工作条件还避免了烧损元件；在接收器镜头前安装了半透明光栅消除了光散射，提高了光斑的质量，使测试距离达10米，分辨率达3-2.5/1000毫米的精度；选用通用微机，屏幕大显示清晰，内存大便于扩展，配以系统软件实现了汉化输出，便于中国工人使用。以上有益效果达到了本发明的目的
附图说明：
图1是激光轴对中仪组成示意总图，图中1是发射器及接收器靶箱，2是激光发射器，3是四轴线型接收器，4是平面分片式反光镜，5是电缆，6是A/D转换控制盒，7是62芯接口，8是微机。
图2是光电转系统框图，图中1是发射器及接收器靶箱，2是激光发射器，3是四轴线型接收器，4是平面分片式反光镜，5是电缆，7是62芯接口，8是微机，9是显示器，10是打印机，11是光/电转换系统电路，12是A/D转换及控制电路。
图3是激光发射器电源控制电路框图，图中2是激光发射器，13是稳压电路，14降压电路，15是滤波及保护电路，16是镜头。
图4是接收器电路框图，图中3是四轴线型接收器，17是光电转换放大电路，18是虚拟减法器电路。
图5是A/D转换及控制电路框图，图中7是62芯接口，19是控制电路，20是保持电路，21是转换电路，22是输出控制电路。
图6是接收器镜头与半透明光栅位置示意图，图中1是发射器及接收器靶箱，3是四轴线型接收器，16是镜头，23是半透明光栅。
图7是平面分片式反光镜构造示意图，图中24是反光镜箱体，25是反光玻璃托板，26是平面反光玻璃。
本发明在研究过程中，曾考虑过不设反光镜，采用由一方发射另一方接收的方案以及采用遥控控制技术，经过技术及经济比较的结果认为还是采用如前所述的技术方案为佳。