中国矿业大学成人教育学院2010届毕业设计（论文）
行扫描，经聚光镜5聚光后进入光电接收器6，最后经光电变换和电子学数据处理系统处理，便可得到被测工件的测量结果。
从图2.1中可以看出激光扫描法。系统工作的理论扫描速度V=2wf，w扫描转镜角速度;f为扫描光学系统焦距。
用此原理测量被测工件的直径D,此时被测工件直径值D可由(2-2)式给出： D=VT (2-1) 式中：V为扫描速度，T为扫描时间。
假设采集系统的脉冲周期为T0，频率为?，则在T时间内被测件的被测直径所包含的高频脉冲个数A为:
A?TT0 (2-2)
由式(（2-2）可得:
T?D (2-3) V从式(2-3)中可以看出，激光扫描检测系统的直径测量原理只涉及V和t两个参数，而式(2-6)又表明实际扫描速度V并不等于理论扫描速度2fcv，而是随着?的变化而变化的，并与?，?，R，f有关，当v 〉0时，就会引起测量误差;而且扫描时间也和系统的时钟频率、电机转速等有关。可见，v和t都不是绝对独立的参数。
2.2扫描法的特点
至此我们已对激光扫描法作了深刻的剖析，通过采用激光扫描技术，能够把空间尺寸测量转换为脉冲时间间隔测量，从而明显地提高测量精度和抗干扰性能，它适用于在线测量。
根据光学系统的光学行为特性，一般光学系统满足不了这两个要求。由式(2-6)可知在系统结构参数确定后，扫描速度是?的函数，及扫描速度v随?的变化而变化，并不是常数。
另一方面，由于采用多面体棱镜，扫描光束在转镜上的反射点、回转中心和光学系统的焦点三者不重合，从而产生离焦现象，在光轴方向的离焦量由下式给出
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3 光学系统设计
3.1光源的选择
激光光源与普通光源相比，因具有能量集中、方向性好、单色性好和相干性好等优点，已成为高精度测量的理想光源。早期的激光扫描检测系统均采用氦氖(He-Ne)激光器作为光源。氦氖激光器属于气体激光器，工作物质是氦气与氖气，在用硬质玻……。
近些年来，随着半导体激光器[8]技术的迅速发展，它因具有体积小、重量轻…………………….。
由于半导体激光器有源层横因而需设计准直光学系统[10]和整形光学系统[11]
。半导体激光器功率的选择取决于光电接收器件以及后续光学信息处理对光通量的要求，还应考虑中间光学系统对透过光通量的影响。
3.2多面体反射镜
3.2.1扫描器件的选择
激光扫描无论是哪种方式都需要有光学扫描器。实现此功能的有振镜扫描、声光扫描、电光扫描和多面体转镜扫描。本仪器采用旋转多面体反射镜扫描方式。
多面体反射镜之所以如此广泛地被使用，是与目前的精密加技术的发展分不…………………………..。
本仪器采用旋转多面体反射镜扫描方式[12]，通过多面体反射镜的高速旋转完成扫描严格的限制。
3.2.2多面体反射镜技术规格和公差
从上面的分析中我们知道旋转多面体反射镜的制造精度将直接影响扫描系统的精度，为此，旋转多面体必须满足一定的规格和公差要求。其技术规格和公差有以下一些项目，如图3-2所示：
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图3-2棱镜公差图
取运转速度n=1500rad/min，经校核满足强要求。 3.2.3 多面体反射镜入瞳漂移
扫描光束主光线和转镜反射面的交点是系统的孔径光阑，也就是光学系统的入瞳，由于多面体转镜的反射面与其转轴不重合，产生入瞳漂移现象[13]，从而使测量区扫描光束的主光线与光轴不平行，扫描的线性度发生变化，引入测量误差。为此，设计八面体棱镜应在光学系统的主轴上。
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