ZJDC蒸发器激光对中测量系统

ZJDC蒸发器激光对中测量系统是拉特激光在激光轴系检测仪的基础上，针对蒸发器支撑板安装检测而研究设计的专用高精度基准测量仪器。本系统中光源部分采用了本公司自主研发的空间位相调制器，使得整个测量过程中不需要调焦，实现了全程测量无调焦运行差，从而保证了激光指向器所提供的是一条清晰度高且易于分辨的激光光束。激光数据光电接收靶用于采集光源部分激光图像并传输至计算机，计算机利用数据处理软件对图像进行识别和处理，最终向用户提供一份能准确描述各支撑板孔心相对于基准线的空间位置坐标数据，以满足用户完成检测、安装等需要。
1.系统组成：
整个系统由光源部分、测量部分、星型对中模板、监控部分、计算机及数据处理软件等组成。
光源部分：由激光指向器、固定座及电源等组成；
测量部分：由数据光电接收靶、靶标座等组成；
监控部分：监控靶等组成；
星型对中模板：由对中调节器、可调支腿、靶座等组成。
1.1光源
光源组成见下图。

1.1.1 激光指向器
本激光指向器采用的激光器是半导体激光器，波长为658nm，其出瞳输出功率≤10mw，属3b类激光产品，完全符合国家标准《激光产品的安全 第一部分：设备分类、要求和用户指南》GB7247.1-2001的要求。不要直视激光束，用眼睛直视激光束会对眼睛造成危害，使用时请随时配戴激光防护镜。

本指向器具有两维微量角度调整功能。角度调整选用球铰结构，该结构不会产生应力，因此也不存在应力释放时产生的漂移。在指向器的光学系统中采用了空间位相调制器，在长距离测量时光斑是环栅结构，光斑的图像清晰，易于分辨，保证了孔心的识别精度。
1.1.2激光指向器固定座
本固定座的前端与蒸发器管板孔尺寸相配套。光源固定附件采用胀销结构，用于将固定座固定在管板上。
1.1.3激光指向器电源
本电源采用直流稳压电源，外置式设计，既减轻了激光指向器的重量，又能有效避免使用电池而造成的电量变化影响光斑质量。该电源为三个指向器共用。
1.2 测量部分
测量部分组成见图1.2
1.2.1激光数据光电接收靶（以下简称接收靶）
本系统的数据光电接收靶首先对入射光进行了严格的处理，将杂光、 散射光的影响减低到最小限度，以保证提供给CMOS摄像机的是能够识别的激光图像。接收靶的关键部件是高分辨率的CMOS摄像机，保证整个系统的精度。

靶座有两种尺寸，分别适应支撑板的两种孔。
1.2.2 靶标座
采用开关磁铁的磁吸结构，共6个。

1.3 监控部分
监控部分为激光光束变化监控靶（以下简称监控靶），共三个。

1.4 星型对中模板

1.5 计算机及数据处理软件
计算机及数据处理软件是整个检测系统的核心部分，数据处理软件包括测量软件和监控软件。
数据处理软件是由接收靶和监控靶对摄取的光斑的图像进行识别，从而计算出光斑的几何图像中心的坐标值。激光光斑的结构在整个光程的不同位置都有一定的变化，本识别软件可以对整个光程中不同距离的激光光斑进行识别，这是智能化测量的基础。
测量软件，是当用数字光电接收靶测量轴孔时，它可以通过光靶处于轴孔的四个不同位置时激光束中心的测值，计算出轴孔在该测量断面中心的位置，并将内部参考系的坐标值换算成外部参考系的数据。 软件的具体安装及使用详见5数据处理软件。监控软件与测量软件类似，位置固定。
2 性能参数

3.系统使用
3.1 使用前的注意事项
1）使用前请详细阅读本使用说明书
2）本检测系统中使用笔记本电脑，根据笔记本电脑的使用条件，它不适用于在0℃以下工作。用户如果一定要在0℃以下使用，需对笔记本电脑做保温处理。
3.2星型对中模板安装调整方法
3.2.1星型对中模板的机械心定位方法
1）对正基准孔：以管板为基准，精调星型板靶座位置，使靶座的中心和管板对应孔的中心对正；
2）定位机械心：调整二维对中调节器，使测距仪到管板外圆的距离相等，则此时测距仪的旋转中心就是星型对中模板的几何中心。此值应记录下来，以防万一被扭，重新调回；
3）调整完成后要稳定一定时间，如果位置发生变化，要重新调整，直到稳定对正基准孔和机械中心。
3.2.2 星型对中模板水泡的调整方法
1）对正基准孔：管板安装完稳定后，以管板为基准，精调星型板支腿，使靶座的中心和管板对应孔的中心对正，并稳定一定时间。如果稳定后对应孔中心偏了要重新调整并再次稳定一定时间，直到稳定对正；
2）调整水泡水平：在对正基准孔稳定对正后调整水泡使之水平。
3.2.3星型对中模板的安装调整方法
1）完成前两步的调整后，星型对中模板才可以当作基准板使用；
2）将星型模板立在下部筒体靠近喇叭口的外端，之后调整下面两个支腿使：
（1）星型模板和管板基本平行（如无定位可利用测距仪，调不同位置二板等距实现）；
（2）星型模板的机械中心在下部筒体的中心（对径位置距下部筒体等距）；
（3）星型模板的水泡水平；
3）锁紧上面的支撑腿，长时间稳定后检查2），如有问题松开上面的支腿重新调整，直到稳定后满足要求。
3.3 激光指向器的安装和调整方法
3.3.1安装方法
将三个激光指向器座分别用胀紧附件安装在管板定的三个位孔上，将外接电源的插头插在激光指向器后部的插座上，将电源的调节旋钮调到最低（0V）。打开电源上的开关，调节电源旋钮使输出电压为2.8V。
3.3.2调整方法
调整激光指向器后部的四只调整螺钉，使激光束基本对准星型对中模板靶座的中心，误差控制在±0.3mm，并拧紧调整螺钉。每次调整角度后稳定一定时间，稳定后才能进行测量应用。
3.4监控靶的安装和调整方法
在远处架设监控靶，调整位置使光斑的中心落在监控靶的中心附近，稳定一定时间（至少24小时）后，连接计算机启动监控软件，记录三个光斑的位置，反复测量直到光斑稳定，才可以将此时的光斑位置作为监控基准点。
3.5 孔心的测量方法
1）将数据光电接收靶插入到测量孔中；
2）旋转锁紧轮将数据光电接收靶账紧在测量孔中。
3）启动测量软件按软件的使用方法进行测量。
3.6孔心直线度的检测方法
1）利用3.5孔心的测量方法测量星型对中模板孔1、孔2、孔3的中心；
2）移走星型对中模板；
3）同样的测量方法测量管板对应三个孔的中心，给出基准线；
4）安装支撑板
（1）测量支撑板对应测量孔的中心，计算出偏离基准线的值；
（2）根据给出的偏差进行调整；
（3）重复上面的过程直到偏差值符合要求。
4.推荐的使用方法：
各部分的安装调整参考3.系统使用
1）安装调整好星型对中模板；注意要有稳定过程。
2）架设星型对中模板，并调整好位置
3）安装准直仪，并调好角度；
4）安装调整光束变化监控靶；
5）稳定一段时间后检查稳定后的个部分对中情况，位置跑了要重新调整；
6）重复5）直到稳定。
7）连接三个监控靶，启动监控软件测量光斑的初始位置即基准位置；
8）将三个测量靶分别安装在星型对中模板的三个靶座上，启动测量软件测量靶座的中心坐标，移走星型模板；
9）将三个测量靶分别安装在管板的的三个测量孔上，测量三个孔的中心坐标；
10）建立基准线：管板的三个测量孔和星型对中模板对应的三个基准孔分别连线，即建立三条基准线：基准线1、基准线2、基准线3，对应测孔1、测孔2、测孔3；
10）安装支撑板：在安装过程中反复测量三个测量孔的中心坐标，直到中心坐标与对应的基准线的偏差满足要求，因为三个孔相互约束，安装支撑板需要三个进行择中。