一種鋸床鋸條振動狀態(tài)激光測量裝置。該裝置包括PSD位置敏感傳感器、激光發(fā)射器、微型計算機、人機界面、聲光報警器以及支撐附件；聲光報警器包括LED燈和蜂鳴器；被測鋸條安裝在鋸床鋸架上，激光發(fā)射器、PSD位置敏感傳感器和鋸條構(gòu)成小角度三角形結(jié)構(gòu)之間，PSD位置敏感傳感器輸出端與微型計算機相連，微型計算機第一組輸出端與LED燈相連，微型計算機第二組輸出端與蜂鳴器相連，微型計算機第三組輸出端與人機界面相連，PSD位置敏感傳感器的感光面對著鋸條，實時采集鋸條振動的變化。本裝置可實時監(jiān)控鋸條振動狀態(tài)，提高鋸條工作安全性，延長鋸條壽命，提高切割質(zhì)量。（*該技術(shù)在2023年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及機械振動測量，具體涉及到一種鋸床鋸條振動狀態(tài)激光測量裝置。
技術(shù)介紹
鋸條振動測量一般有速度型和加速度型測量兩種方法，原理分別是用磁性速度測量傳感器和壓電晶體加速度傳感器。但是無論何種傳感器，都需要拾振器和鋸條表面接觸，并保持一定的結(jié)合程度，以提高系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。其存在的問題是:機械型的拾振器頻率響應(yīng)不可能太高，而傳感器的接觸式安裝方式也造成測量系統(tǒng)的不穩(wěn)定。為了改進(jìn)系統(tǒng)頻率響應(yīng)不高的缺點，曾出現(xiàn)了傳感器的磁吸式方式，但是系統(tǒng)復(fù)雜，拆裝不便，應(yīng)用較為困難，而且還需增加一系列退磁的過程。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決
技術(shù)介紹
中所存在的技術(shù)問題，本技術(shù)提供一種非接觸式的鋸條振動狀態(tài)的激光測量裝置，它克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。該系統(tǒng)使金屬鋸床安全系數(shù)增強，工作參數(shù)設(shè)置靈活，工作狀態(tài)數(shù)值顯示直觀，操作方便，運行可靠，生產(chǎn)效率高。本技術(shù)采用的技術(shù)方案是:一種鋸床鋸條振動狀態(tài)激光測量裝置，該裝置包括PSD位置敏感傳感器、激光發(fā)射器、微型計算機、人機界面、聲光報警器以及支撐附件；聲光報警器包括LED燈和蜂鳴器；被測鋸條安裝在鋸床鋸架上，激光發(fā)射器、PSD位置敏感傳感器和鋸條構(gòu)成小角度三角形結(jié)構(gòu)，PSD位置敏感傳感器輸出端與微型計算機相連，微型計算機第一組輸出端與LED燈相連，微型計算機第二組輸出端與蜂鳴器相連，微型計算機第三組輸出端與人機界面相連，PSD位置敏感傳感器的感光面對著鋸條，實時采集鋸條振動的變化。`本技術(shù)中，所述的微型計算機采用單片機或ARM處理器。本技術(shù)中，所述的人機界面采用觸摸屏或者帶有鍵盤的LCD液晶屏，人機界面或者設(shè)置有工作參數(shù)，修改工作參數(shù)，查詢工作參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)，以及裝置的安全狀況。本技術(shù)中，所述的LED燈采用紅色發(fā)光二極管或者藍(lán)色發(fā)光二極管。本技術(shù)中，所述的位置敏感傳感器采用一維位置敏感傳感器或者二維位置敏感傳感器。本鋸床鋸條振動狀態(tài)激光測量裝置使用方法，將被測鋸條安裝在固定的支架臺上，利用激光經(jīng)過鋸條表面反射到達(dá)位置敏感傳感器PSD表面上，由PSD位置敏感傳感器給出光板位置，當(dāng)鋸條切割金屬時，由于焊縫處理不好使其激振力存在，而使帶鋸條切割金屬時產(chǎn)生強迫振動，利用反射激光在PSD位置傳感器上的位置變化，反映出被測鋸條表面某一點振動的位移S。位置變化信號經(jīng)過放大調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)化后，送入微型計算機處理，最后在人機界面上，給出位置偏移量數(shù)值。本技術(shù)具有的積極地效果:避免接觸式裝卡方法中拾振器的剛度不穩(wěn)定現(xiàn)象。本技術(shù)是無接觸式測量方法，裝卡較為簡單，使用方便，精度容易保證，除了一般實驗室測量以外，還可應(yīng)用于鋸條切割現(xiàn)場的質(zhì)量控制和在線檢測。使得被測鋸條振動的速度測量和加速度測量相互統(tǒng)一，即位移測量。將位移對試件進(jìn)行一次差分和二次差分{或者微分，可以采用模擬電路以提高速度}，將會分別得到振動的速度值和加速度值。系統(tǒng)頻率響應(yīng)可以達(dá)到很高的程度(2MHZ以上)，測量范圍可覆蓋鋸條所有頻率的振動。測量后取位移s的有效值作為測量評判指標(biāo)。本技術(shù)不僅適用于測量鋸條振動行業(yè)，而且適用于任何反光表面的振動情況的檢測。附圖說明圖1是本技術(shù)采用激光測量法測量的簡易示意圖；圖2是本技術(shù)鋸床鋸條振動狀態(tài)激光測量法測量的計算示意圖3是本技術(shù)的測量過程完整的結(jié)構(gòu)框圖；圖中:1_激光發(fā)射器，2-PSD位置敏感傳感器的感光面，3-PSD位置敏感傳感器接受探頭，4-被測鋸條，Sa-兩光板間距。具體實施方式一種鋸條振動狀態(tài)的激光測量裝置，利用反射激光的發(fā)散角較小的特征，在反射激光末端安置測量振動過程中的微小位移。由于測量采樣頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋸條測量最高振動頻率，最高振動頻率由測量標(biāo)準(zhǔn)給出，所以測量的結(jié)果可以反映鋸條振動的幅值和頻率狀況。如圖1所示，將激光發(fā)射器和PSD位置敏感傳感器安裝在鋸床的鋸架上，激光發(fā)射器、PSD位置敏感傳感器和鋸條構(gòu)成一個小角度的三角形結(jié)構(gòu)。在鋸條切割金屬的過程中，激光經(jīng)過鋸條表面反射到達(dá)PSD位置敏感傳感器表面上，由PSD位置敏感傳感器給出光板位置，當(dāng)鋸條切割金屬時，由于周期外力干擾作用力存在，使帶鋸條切割金屬時產(chǎn)生強迫振動，利用反射激光在PSD位置敏感傳感器上的位置變化，反映出被測鋸條表面某一點振動的位移S。如圖2所示，本技術(shù)將被測鋸條固定在支架臺上，兩邊的支架在鋸條切割金屬的同時用力擠壓鋸條，使其在被切割器件不產(chǎn)生滑動，以體現(xiàn)鋸條切割時引起的振動情況，從而實現(xiàn)鋸條振動的測量。調(diào)整激光發(fā)射器的入射角α和PSD位置敏感傳感器的入射角π /2_ β，使激光發(fā)射器對被測鋸條表面的入射角α/2在15°以內(nèi)，通過調(diào)整接受激光對PSD位置敏感傳感器表面的入射角β，使得接受激光范圍處于PSD位置敏感傳感器的測量范圍內(nèi)。所述的振動的位移s為: s=Sa 以初始位移為O點，s:鋸條測量點位移，α:激光發(fā)射器的入射角，β:PSD位置敏感傳感器表面的入射角，Sa:PSD位置敏感傳感器的測量位移(兩光板間距)，測量后取位移s的有效值作為測量評判指標(biāo)。當(dāng)被測鋸條的位置發(fā)生改變時，激光發(fā)射器的發(fā)射激光所照射的表面位置也會有所改變，所以其入射角需要盡可能較小，這樣才能夠近似實現(xiàn)對某一點的測量。如圖1所示，激光發(fā)射器對被測鋸條表面的入射角α /2，反射激光對PSD位置敏感傳感器感光面的入射角為η/2-β，如果精度不夠，可采用減小β的辦法加以提高。在PSD位置敏感傳感器的位移為Sa的情況下，可以得到被測鋸條表面光斑點的位移S。只要在一定的測量范圍以內(nèi)，即在一點附近的振動情況能夠得到完全的和唯一的結(jié)果。并且通過位移可以得到其速度和加速度的振動情況。測量采樣頻率應(yīng)該超過振動最高頻率的8倍以上，為保證測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，正式使用時保持其測量采樣頻率在20倍以上。在PSD位置敏感傳感器上的有效激光光斑直徑應(yīng)不超過PSD位置敏感傳感器測量范圍的15%。從圖1及圖2可以看出，這種測量方法實現(xiàn)了非接觸式拾振，并且系統(tǒng)響應(yīng)頻率只取決于傳感器的響應(yīng)頻率和信號系統(tǒng)的處理速度。圖3是主要系統(tǒng)硬件電路設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖。由PSD位置敏感傳感器、激光發(fā)射器、微型計算機、人機界面、聲光報警器以及支撐附件等部分組成。在鋸條切割的過程中，利用激光經(jīng)過鋸條表面反射到達(dá)PSD位置敏感傳感器表面上，由PSD位置敏感傳感器給出光板位置，當(dāng)鋸條切割金屬時，由于周期外力干擾作用力存在，而使帶鋸條切割金屬時產(chǎn)生強迫振動，利用反射激光在PSD位置敏感傳感器上的位置變化，PSD位置敏感傳感器再將其轉(zhuǎn)化為電信號送給 微型計算機來作出相應(yīng)的處理，再通過人機界面完成相關(guān)操作。經(jīng)過軟件處理，與存儲在微型計算機檢測的位置標(biāo)定值比較，形成鋸條震動的評價結(jié)果，并送人機界面顯示，必要時驅(qū)動聲光報警器。如果位置的偏差值超過量程的范圍或者系統(tǒng)跑飛，紅色LED燈由外部觸發(fā)電路點亮并驅(qū)動蜂鳴器工作,并且自行關(guān)閉系統(tǒng)。本技術(shù)不僅適用于鋸條振動的測量，同時也適用于表面微小振動情況的測量。權(quán)利要求1.一種鋸床鋸條振動狀態(tài)激光測量裝置，其特征在于:該裝置包括PSD位置敏感傳感器、激光發(fā)射器、微型計算機、人機界面、聲光報警器以及支撐附件；聲光報警器包括LED燈和蜂鳴器；被測鋸條安裝在鋸床鋸架上，激光發(fā)射器、PSD位置敏感傳感器和鋸條構(gòu)成小角度三角形結(jié)構(gòu)，P本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種鋸床鋸條振動狀態(tài)激光測量裝置，其特征在于：該裝置包括PSD位置敏感傳感器、激光發(fā)射器、微型計算機、人機界面、聲光報警器以及支撐附件；聲光報警器包括LED燈和蜂鳴器；被測鋸條安裝在鋸床鋸架上，激光發(fā)射器、PSD位置敏感傳感器和鋸條構(gòu)成小角度三角形結(jié)構(gòu)，PSD位置敏感傳感器輸出端與微型計算機相連，微型計算機第一組輸出端與LED燈相連，微型計算機第二組輸出端與蜂鳴器相連，微型計算機第三組輸出端與人機界面相連，PSD位置敏感傳感器的感光面對著鋸條，實時采集鋸條振動的變化。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊和金，王路路，田賢福，劉俞聰，
申請(專利權(quán))人：武漢理工大學(xué)，
類型：實用新型
國別省市：
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