专利名称：具有两级光路准直调节的光电测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光电测量装置。
背景技术：
随着光电测量技术的不断发展和完善，光电测量设备在很多领域中得到了越来越广泛的应用。很多光电测量设备要求把从发射端中光源发出的光由一个光学机械装置准直为平行光后射出，穿过一个被测量环境后由接收端中的光学机械装置把该光束会聚到一个光电传感器上，然后对获得的信号进行处理，实现光电测量。
现有的光电测量装置包括分别固定在被测量环境两侧(例如烟道两侧)的光发射部件和光接收部件，光发射部件自右向左包括依次同轴线固定的连接法兰、调节机构(如O型圈)、发射端法兰、装有准直元件的准直元件夹具和安装有光源的光源夹具，光接收部件自左向右包括依次同轴线固定的连接法兰、调节机构(如O型圈)、接收端法兰、装有光束会聚元件的聚光元件夹具和安装有光电传感器的光电传感器夹具。为了完成光信号从发射端到接收端的顺利传输，需要做到以下几点1、准直元件和会聚元件的主光轴共轴或在允许误差范围内；2、发射端中的光源放置在准直元件的焦点位置或允许误差范围内；3、光电传感器放置在会聚元件的焦点位置或允许误差范围内。但由于目前的光电测量装置只有在光发射部件的连接法兰与发射端法兰之间以及光接收部件的连接法兰与接收端法兰之间设置O型调节圈，这种仅为一级调节，借助准直光束辅助调节工具和带十字分划板的辅助工具，只能实现上述第1点准直元件和会聚元件的主光轴共轴，而对于上述第2、第3点要求，一般都是依靠严格的机械加工精度和器件特性来保证，不仅加工成本高，且机械加工偏差和装配误差，会导致光源和光电传感器不在其准直元件和会聚元件的焦点上，无法顺利实现光信号从发射端到接收端的传输过程，直接影响到测量精度。

发明内容
本实用新型的目的是提供一种具有两级光路准直调节的光电测量装置，以降低对机械加工、装配的要求，降低成本，提高装置的易加工性和易调节性。
本实用新型的技术解决方案是在光电测量装置中设置第二级调节机构。光电测量装置包括光发射和光接收两个部件，光发射部件自右向左包括依次同轴线固定的连接法兰、第一级调节机构、发射端法兰、装有准直元件的准直元件夹具和安装有光源的光源夹具，光接收部件自左向右包括依次同轴线固定的连接法兰、第一级调节机构、接收端法兰、装有光束会聚元件的聚光元件夹具和安装有光电传感器的光电传感器夹具，其特征是在光发射部件的光源夹具与准直元件夹具之间设置第二级调节机构，在光接收部件的光电传感器夹具与聚光元件夹具之间设置第二级调节机构。
本实用新型由于设置了第二级调节机构，因此通过调节光源夹具与发射端准直元件之间的第二级调节机构，可使光源位于准直元件焦点位置或允许误差范围内，从而使光源出射光束经过准直元件后变成与准直元件的主光轴平行的准直平行光出射；与此相同，通过调节光电传感器夹具与接收端会聚元件之间的第二级调节机构，可使光电传感器能准确地落在会聚元件焦点位置或允许误差范围内，从而精确地接收从发射端过来的准直平行光。本实用新型具有降低加工成本、易调节的优点。


图1是本实用新型的一种具体结构示意图。
具体实施方式
参照图1，设被测环境是烟道9，本实用新型的具有两级光路准直调节的光电测量装置，包括紧固在烟道9两侧的光发射部件和光接收部件，光发射部件自右向左依次同轴线固定有连接法兰1、第一级调节机构2、发射端法兰3、装有准直元件4的准直元件夹具5、第二级调节机构6和安装有光源8的光源夹具7；光接收部件自左向右依次同轴线固定有连接法兰10、第一级调节机构11、接收端法兰12、装有光束会聚元件13的聚光元件夹具14、第二级调节机构15和安装有光电传感器的17光电传感器夹具16。
两个连接法兰1、10、发射端法兰3和接收端法兰12是圆筒，可让测量光束自由通过。上述的准直元件4可以是透镜或曲面镜，所说的光束会聚元件13可以是透镜或曲面镜。第一级和第二级调节机构可以采用球面付、O型圈、弹簧或橡皮圈等。图示实例中，设在光发射部件的第一级调节机构2和第二级调节机构6以及设在光接收部件的第一级调节机构11和第二级调节机构15分别采用O型圈。
安装时，首先利用能发出准直光束的辅助调节工具和带十字分划板的辅助工具调节发射端法兰与接收端法兰共轴，即调节准直元件和会聚元件的主光轴共轴，将这两个辅助工具的夹具分别紧配合安装在发射端法兰3和接收端法兰12上，根据辅助光源在分划板上的光斑位置，通过调节连接法兰1与发射端法兰3之间连接螺栓的松紧及调节连接法兰10与接收端法兰12之间连接螺栓的松紧，改变第一级调节O型圈的弹性形变，可以实现发射端法兰3与连接法兰1之间的角度调节，接收端法兰12与连接法兰10之间的角度调节，使光斑落在分划板十字中心。然后，互换两个辅助工具，再次使光斑落在分划板十字中心。多次重复，直至互换两个辅助工具时光斑始终落在分划板十字中央。至此，发射端法兰与接收端法兰之间的共轴性调整完毕。然后通过调节光源夹具7与准直元件夹具5之间连接螺栓的松紧，改变位于其间的第二级调节O型圈6的弹性形变，使光源置于平凸透镜焦点上。通过调节光电传感器夹具16与聚光元件夹具14之间连接螺栓的松紧，改变位于其间的第二级调节O型圈15的弹性形变，使光电传感器的光敏面中心置于接收平凸透镜的焦点上。为了简化现场安装与调节过程，发射和接收端的第二级调节机构可以在出厂前调节完成。在安装现场只需调节第一级调节机构。
本实用新型可广泛应用于各种对调节精度要求较高，仅靠一级调节很难实现测量功能的光电测量仪器上，例如半导体激光气体分析仪器和半导体激光粉尘(颗粒物)分析仪器等。
权利要求1.具有两级光路准直调节的光电测量装置，具有光发射和光接收两个部件，光发射部件自右向左包括依次同轴线固定的连接法兰(1)、第一级调节机构(2)、发射端法兰(3)、装有准直元件(4)的准直元件夹具(5)和安装有光源(8)的光源夹具(7)，光接收部件自左向右包括依次同轴线固定有连接法兰(10)、第一级调节机构(11)、接收端法兰(12)、装有光束会聚元件(13)的聚光元件夹具(14)和安装有光电传感器的(17)光电传感器夹具(16)，其特征是在光发射部件的光源夹具(7)与准直元件夹具(5)之间设置第二级调节机构(6)，在光接收部件的光电传感器夹具(16)与聚光元件夹具(14)之间设置第二级调节机构(15)。
2.根据权利要求1所述的具有两级光路准直调节的光电测量装置，其特征是所说的准直元件(4)是透镜或曲面镜，所说的光束会聚元件(13)是透镜或曲面镜。
3.根据权利要求1所述的具有两级光路准直调节的光电测量装置，其特征是所说的第一级调节机构和第二级调节机构是球面付、O型圈、弹簧或橡皮圈。
专利摘要“具有两级光路准直调节的光电测量装置”包括光发射和光接收两个部件，光发射部件自右向左依次同轴线固定有连接法兰、第一级调节机构、发射端法兰、装有准直元件的准直元件夹具、第二级调节机构和安装有光源的光源夹具；光接收部件自左向右依次同轴线固定有连接法兰、第一级调节机构、接收端法兰、装有光束会聚元件的聚光元件夹具、第二级调节机构和安装有光电传感器的光电传感器夹具。该装置通过调节第一级、第二级调节机构的弹性形变，可使光源位于准直元件焦点位置，光电传感器准确地落在会聚元件焦点位置及准直元件和会聚元件的主光轴共轴。该装置易加工和易调节，可广泛应用于各种对调节精度要求较高的测量环境。
文档编号G01N21/17GK2656995SQ03231099
公开日2004年11月17日 申请日期2003年5月9日 优先权日2003年5月9日
发明者杨宏, 王健 申请人:聚光科技(杭州)有限公司