| 主权项 |
1.一种基于椭圆柱内反射镜的位移检测装置，其特征在于，该装置包括点光源激光器(1)、凸透镜(2)、椭圆柱内反射镜(3)和线阵感光元件(14)；凸透镜(2)只留有光心透光区(6)和环形透光区(7)，其余部分涂有不透光膜；椭圆柱内反射镜(3)的外表面镀金属反射膜，其形状为部分截除的椭圆柱体，截面S过椭圆柱内反射镜(3)的第二焦线(12)，该截面平行于椭圆柱内反射镜(3)的短轴B，在椭圆柱内反射镜(3)的第一焦线(11)处开有直径为0.2mm～0.5mm的通孔，通孔内涂有光致发光物质或漫反射材料；线阵感光元件(14)粘结在截面S上，且线阵感光元件(14)的感光面贴近椭圆柱内反射镜(3)，且与截面S及第一焦线(11)平行，并使线阵感光元件的两外表面P、Q与椭圆柱内反射镜的两焦线(11)、(12)所在平面对称，使线阵感光元件(14)上的感光元素充分接受反射光；椭圆柱内反射镜(3)与激光器(1)位于凸透镜(2)的同一侧，点光源激光器(1)放在凸透镜(2)的光轴上，使其发出的光平行于凸透镜(2)的光轴，椭圆柱内反射镜(3)的第一焦线(11)上涂有光致发光物质或漫反射材料，且第一焦线(11)与凸透镜(2)的主光轴重合；激光器(1)位于凸透镜(2)与椭圆柱内反射镜(3)之间，点光源激光器(1)前端面(5)与凸透镜(2)的距离s应根据点光源激光器(1)的工作距离s<sub>0</sub>和待测物体(4)与凸透镜的平均距离<img file="FDA0000026469600000011.GIF" wi="31" he="46" />确定，它们满足<img file="FDA0000026469600000012.GIF" wi="185" he="59" />的关系；设f为凸透镜的焦距，l为待测物体与凸透镜光心的距离，f和l满足f≤l≤2f；汇聚点(10)是指点光源激光器(1)发射的光线，透过凸透镜(2)的光心透光区(6)，经待测物体(4)漫反射后，透过环形透光区(7)在凸透镜(2)的光轴上的汇聚点。设l′为汇聚点(10)在凸透镜(2)的光轴上的移动范围，线阵感光元件(14)的长度至少应大于光轴上光线汇聚点(10)的最大移动范围2～3mm，椭圆柱内反射镜(3)的长度等于线阵感光元件(14)的长度，并根据l′的范围来确定椭圆柱内反射镜(3)的前端面与凸透镜(2)光心的距离a<sub>2</sub>，a<sub>2</sub>比l′<sub>min</sub>小1～2mm，其中l′<sub>min</sub>为汇聚点(10)在凸透镜(2)的光轴上的移动范围中的最小值；点光源激光器(1)的形状为圆柱形，其直径为d，点光源激光器(1)的后端面与凸透镜(2)光心的距离为a<sub>1</sub>，凸透镜(2)的光心透光区(6)大小为直径为1.5mm～2.5mm，环形透光区(7)的宽度为1.5mm～2.5mm，凸透镜(2)的环形透光区(7)的内环直径d<sub>1</sub>满足如下关系：<img file="FDA0000026469600000021.GIF" wi="281" he="120" />根据凸透镜的环形透光区(7)的宽度确定凸透镜(2)的环形透光区(7)的外环直径d<sub>2</sub>；凸透镜的外径d<sub>3</sub>比环形透光区(7)的外环直径d<sub>2</sub>大4～5mm；椭圆柱内反射镜(3)短轴B的长度2b与长轴A的长度2a的比例<img file="FDA0000026469600000022.GIF" wi="37" he="107" />在<img file="FDA0000026469600000023.GIF" wi="115" he="105" />之间，椭圆柱内反射镜(3)长轴A的长度2a应满足：<img file="FDA0000026469600000024.GIF" wi="427" he="121" />l′<sub>max</sub>为汇聚点(10)在凸透镜(2)的光轴上的移动范围中的最大值，2c为椭圆柱内反射镜(3)两焦线的距离。 |
