ЛАЗЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ С ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТЬЮ Российский патент 2014 года по МПК G01B11/24 

Заявленное изобретение относится к устройствам измерений, а именно к устройствам на основе лазеров и триангуляционных датчиков, может быть использовано на лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятиях для учета древесины.

Известна система лазерной триангуляции [US №7460250 В2, G01B 11/24. Laser triangulation system / John Keightley, Langley (CA); Cunha, Delta (CA) - 10/971,070; Filed: Oct. 25, 2004; Date of Patent: Dec. 2, 2008], содержащая в своем составе одну или две CMOS камеры, служащие триангуляционными датчиками, и один или два лазерных генератора линий.

Однако недостаток данной системы в том, что используемые в ней лазеры с непрерывным режимом работы не могут обеспечить нужной мощности при приемлемом уровне безопасности. Это обусловлено особенностями самих лазеров, так как при работе в непрерывном режиме мощность обратно пропорциональна безопасности. А при допустимом уровне безопасности мощности лазеров недостаточно, чтобы обеспечить точность измерений хорошо освещенных объектов, например под прямыми лучами солнца, аналогичную точности измерений слабо освещенных объектов.

Известно также устройство для определения внутренней поверхности объекта [RU №02270979, G01B 11/24. Устройство для определения профиля внутренней поверхности объекта / Венедиктов Анатолий Захарович (RU), Демкин Владимир Николаевич (RU), Доков Дмитрий Сергеевич (RU) - 2003121571/28; заявлено 11.07.2003; опубл. 27.02.2006], включающее в себя лазер, отражатели, связанные с механизмом вращения, и приемник отраженного от поверхности объекта лазерного луча, между лазером и отражателями расположен расщепитель лазерного луча, а отражатели выполнены в виде двух зеркал, симметрично установленных на механизме вращения, снабженном средствами для углового сканирования зеркал относительно оси упомянутого механизма.

Недостатком этого устройства является то, что присутствует проблема снижения точности измерений при увеличении освещенности объекта измерений, что не позволяет использовать это устройство при ярком освещении.

Задачей данного изобретения является создание такого лазерного устройства, которое при увеличении освещенности объекта измерения не снижало бы точность измерений и давало бы возможность использовать его даже под прямыми лучами солнца. В этом состоит технический результат изобретения.

Существенным признаком изобретения является то, что оно содержит лазер, который работает в импульсном режиме; триангуляционные датчики, один из которых является основным и управляет лазером и остальными датчиками; устройство для обеспечения сетевого взаимодействия. Импульсный лазер позволяет увеличить свою мощность до уровня, достаточного, чтобы освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами, не влияло на точность измерений и сохраняло безопасность устройства, сократив время излучения, при этом управление временем и количеством импульсов осуществляется триангуляционными датчиками с помощью синхронизированных импульсов.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого лазерного устройства. Лазерное устройство для проведения измерений с повышенной точностью состоит из лазера, работающего в импульсном режиме - 1, триангуляционных датчиков - 2, линий связи - 3, между лазером - 1 и датчиками - 2 устройства обеспечения сетевого взаимодействия - 4.

Как работает лазерное устройство

Если в состав входит только один триангуляционный датчик, то как только он начинает захват изображения, он посылает сигнал на лазер. Получив этот сигнал, лазер генерирует прямую линию света. После обработки изображения с линией триангуляционный датчик начинает захват следующего кадра и посылает очередной импульс.

Если триангуляционных датчиков больше одного, то один из них назначается главным, а остальные считаются второстепенными. Главный датчик, как и в предыдущем случае, посылает сигналы для синхронизации. При этом сначала сигнал посылается на второстепенные датчики, чтобы они успели начать захват изображения до появления линии, а уже затем на лазер. Лазер генерирует краткосрочный импульс, все триангуляционные датчики обрабатывают кадр с линией света, после чего ждут следующего импульса.

При этом импульсная природа линии света от лазера позволяет делать ее мощнее, чем у лазеров с постоянным режимом работы. А небольшое время излучения позволяет прибору оставаться безопасным.

Таким образом, предложенное лазерное устройство для проведения измерений с повышенной точностью обеспечивает устойчивое получение достоверных результатов измерений даже на объектах, освещенных прямыми лучами солнца.

Изобретение относится к устройствам измерений с использованием бесконтактных оптических устройств на основе лазеров и триангуляционных датчиков. Устройство содержит импульсный лазер, триангуляционные датчики, один из которых является основным и управляет лазером и остальными датчиками, и устройство для обеспечения сетевого взаимодействия. Импульсный лазер позволяет увеличить свою мощность до уровня, достаточного, чтобы освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами, не влияло на точность измерений и сохраняло безопасность устройства, сократив время излучения. Управление временем и количеством импульсов осуществляется триангуляционными датчиками с помощью синхронизированных импульсов. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения точного результата измерений даже на объектах, освещенных прямыми лучами солнца. 1 ил.

Лазерное устройство для проведения измерений, отличающееся тем, что оно содержит лазер, работающий в импульсном режиме; триангуляционные датчики, один из которых является основным и управляет лазером и остальными датчиками; устройство для обеспечения сетевого взаимодействия; импульсный лазер позволяет увеличить свою мощность до уровня, достаточного, чтобы освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами, не влияло на точность измерений, сохраняя безопасность устройства путем сокращения времени излучения, при этом управление временем и количеством импульсов осуществляется триангуляционными датчиками с помощью синхронизированных импульсов.