一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬激光測試技術(shù)領(lǐng)域，是一種可對脈沖激光儀器出射激光脈沖同步探測并顯示的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著激光技術(shù)的發(fā)展，脈沖激光儀器迅速應(yīng)用于遠(yuǎn)程測距、三維掃描等國民經(jīng)濟(jì)和國家建設(shè)的各個領(lǐng)域。其中最典型的應(yīng)用是激光測距機(jī)，其工作時，由內(nèi)部的激光器發(fā)射一束壓縮束散角的激光脈沖，該脈沖經(jīng)院方被測目標(biāo)反射，其微弱的反射回波脈沖被測距機(jī)的接收放大電路接收、整形。激光測距機(jī)內(nèi)部的邏輯計數(shù)電路對激光測距機(jī)發(fā)射的激光脈沖精確計量發(fā)出和返回的時間間隔，推算出距離被測目標(biāo)的距離。
[0003]在實(shí)際的應(yīng)用中，由于激光測距機(jī)一般都采用人眼不可見的紅外波段激光，所以無法實(shí)時感知激光測距機(jī)發(fā)出的激光脈沖是否有效發(fā)出。在測距機(jī)工作時，如無法正常測距，也需要判斷其是否已經(jīng)發(fā)出了激光脈沖、或激光脈沖的能量是否滿足要求。對于需要連續(xù)測距的激光測距機(jī)，其工作時按一定頻率發(fā)出連續(xù)編碼的激光脈沖，實(shí)時感知其是否嚴(yán)格按預(yù)定要求發(fā)出激光脈沖也是非常必要的。一些生產(chǎn)廠家或使用單位為了檢測脈沖激光儀器所發(fā)出的激光脈沖是否正常，通常采用在其出射光路前端放置光電探測器的方法進(jìn)行測試。這樣做的弊端是要遮擋出射激光脈沖射往被測目標(biāo)的通道，只能在測試狀態(tài)測試，無法在工作狀態(tài)實(shí)時測試。目前，還沒有出現(xiàn)可以在脈沖激光儀器工作時，在其外部可以實(shí)時探測其所發(fā)出的激光脈沖是否正常的儀器。
[0004]本發(fā)明基于激光脈沖傳輸過程中的大氣側(cè)向散射效應(yīng)，在脈沖激光儀器處于工作狀態(tài)時，在出射激光脈沖的側(cè)向放置光電探測器，同步探測器出射激光脈沖的個數(shù)、能量、時間間隔等性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是測試過程中不遮擋出射激光脈沖射向被測目標(biāo)的通道，真正實(shí)現(xiàn)脈沖激光儀器工作狀態(tài)下的同步測試。利用該方案研制的脈沖激光儀器同步探測裝置，可以實(shí)現(xiàn)脈沖激光儀器全壽命的技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測和工作狀態(tài)下的同步探測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為激光測距機(jī)、三維激光掃描等脈沖激光儀器提供一種用于工作狀態(tài)下同步探測出射激光脈沖，并精確測量其出射脈沖個數(shù)、時間間隔，定性測量其能量的同步探測裝置，實(shí)現(xiàn)對脈沖激光儀器的全壽命監(jiān)測和工作狀態(tài)下的同步探測；
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置包括顯示控制裝置、光電探測器和轉(zhuǎn)換插座三部分，其中顯示控制裝置分脈沖計數(shù)器和外顯示器兩部分；
[0007]其中，光電探測器通過固定支架裝配在被測脈沖激光儀器的激光出射通道底部，在被測脈沖激光儀器工作時，接收其出射激光脈沖的側(cè)向大氣散射信號，完成從激光脈沖到電脈沖的光電轉(zhuǎn)換；
[0008]脈沖計數(shù)器接收光電探測器回送的脈沖信號，并對激光脈沖進(jìn)行計數(shù)和時間間隔的測定，完成激光測距次數(shù)、激光重復(fù)頻率的測定等功能，脈沖計數(shù)器可以通過顯示面板顯示出射激光脈沖總數(shù)、重復(fù)頻率和重復(fù)頻率精度等信息；
[0009]外顯示器通過轉(zhuǎn)換插座和被測脈沖激光儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，完成對被測脈沖激光儀器所發(fā)出每個激光脈沖對應(yīng)的測量距離值的顯示功能；
[0010]同時外顯示裝置還可完成所有數(shù)據(jù)的存儲和與外部計算機(jī)通訊功能，外顯示裝置通過其內(nèi)部的存儲器把每次操作的結(jié)果數(shù)據(jù)加以存儲，以后的任何時間可以通過周期選擇鍵、脈沖選擇鍵進(jìn)行查看，外顯示裝置通過通訊接口和外部計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，任何時間可以把其存儲的數(shù)據(jù)傳送給計算機(jī)，由計算機(jī)的可視化程序分析照射期間指示器的性能指標(biāo)；
[0011]—種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置在完成上述功能時，把光電探測器通過固定支架裝配在被測脈沖激光儀器的激光出射通道底端，通過電纜和顯示控制裝置相連，外顯示裝置通過轉(zhuǎn)換插座和被測脈沖激光儀器相連，在被測脈沖激光儀器發(fā)出激光脈沖時，其脈沖個數(shù)、周期個數(shù)、周期精度、對應(yīng)的距離值信息即時在顯示控制裝置顯示出來，也可通過通訊接口和外部計算機(jī)相連，把顯示控制裝置存儲的數(shù)據(jù)傳送給計算機(jī)，在計算機(jī)中記錄和分析。
【附圖說明】
[0012]附圖1為一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置的顯示控制裝置操作面板圖，其中1，顯示控制裝置，2，脈沖計數(shù)器，3，外顯示器，4，通訊按鈕，5，周期選擇按鈕，6，脈沖選擇按鈕，7，工作周期總數(shù)顯示區(qū)，8，激光脈沖總數(shù)顯示區(qū)，9，重復(fù)頻率顯示區(qū)，10，重復(fù)頻率精度顯示區(qū)，11，出射激光日期顯示區(qū)，12,出射激光時間顯示區(qū)，13,距離顯示區(qū)；
[0013]附圖2為一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置的工作連接圖，其中1，顯示控制裝置，14，激光測距目標(biāo)指示器，15，指示器激光發(fā)射通道，16，固定支架，17，光電探測器，18，順序交換裝置插座，19，外部計算機(jī)；
[0014]附圖3為一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置電路結(jié)構(gòu)框圖，其中1，顯示控制裝置，17，光電探測器，18，順序交換裝置插座，19，外部計算機(jī)，20，計數(shù)器，21，通訊接口匹配模塊，22，時間間隔測定器，23，存儲器，24，51單片機(jī)，25，鍵盤/顯示模塊，26，通訊接口模塊；
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖所示，本發(fā)明的一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置包括附圖2中顯示控制裝置1、轉(zhuǎn)換插座18、光電探測器17三部分；
[0016]本發(fā)明的顯示控制裝置包括附圖1中脈沖計數(shù)器2、顯示控制裝置3，其中脈沖計數(shù)器2前面板包括通訊按鈕4、周期選擇按鈕5、脈沖選擇按鈕6、照射周期總數(shù)顯示區(qū)7、激光脈沖總數(shù)顯示區(qū)8、重復(fù)頻率顯示區(qū)9、重復(fù)頻率精度顯示區(qū)10，顯示控制裝置3前面板包括高低顯示區(qū)11、方位顯示區(qū)12、距離顯示區(qū)13，其中顯示控制裝置內(nèi)部電路包括附圖3中計數(shù)器20、通訊接口匹配模塊21、時間間隔測定器22、存儲器23、51單片機(jī)24、鍵盤/顯示模塊25、通訊接口模塊26 ；
[0017]本發(fā)明的轉(zhuǎn)換裝置插座把顯示控制裝置的通訊接口匹配模塊和被測脈沖激光儀器相連接，通訊接口匹配模塊內(nèi)部由電壓轉(zhuǎn)換、RS232接口匹配、數(shù)據(jù)緩沖電路組成，接收被測脈沖激光儀器工作狀態(tài)發(fā)出激光脈沖后的距離值，并把所有數(shù)據(jù)送給存儲器儲存，本發(fā)明采用中國電子科技集團(tuán)公司第四十四研究所研制的GT106型硅探測器，該探測器峰值光譜響應(yīng)區(qū)覆蓋指示器發(fā)出的1.06 μ m激光，響應(yīng)速度10ns，光敏面0.1mm，可以響應(yīng)指示器發(fā)出的高能量、短脈沖激光，光電探測器內(nèi)置GT106的偏置電路，當(dāng)指示器發(fā)出激光脈沖時，光電探測器實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化，把激光脈沖轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，送給計數(shù)器和時間間隔測定器，本發(fā)明的計數(shù)器采用普通的計數(shù)器芯片54LS393完成，時間間隔測定器采用CPLD可編程邏輯器件EPM7128完成，內(nèi)部編程寫入三級級聯(lián)脈沖計數(shù)，把高頻時鐘脈沖分頻后在內(nèi)部計數(shù)，實(shí)現(xiàn)脈沖間隔的時間測定，計數(shù)和測定的時間間隔數(shù)據(jù)送給存儲器儲存，顯示控制裝置由51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)整機(jī)時序邏輯的控制，管理外部鍵盤/顯示模塊和通訊接口電路；
[0018]本發(fā)明的一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置在工作時，首先把光電探測器通過固定支架裝配在被測脈沖激光儀器的激光出射通道底端，通過電纜和顯示控制裝置相連，外顯示裝置通過轉(zhuǎn)換插座和被測脈沖激光儀器相連，在被測脈沖激光儀器測距狀態(tài)發(fā)出激光脈沖時，光電探測器接收激光脈沖信號，換為電脈沖信號，送給計數(shù)器和時間間隔測定器，計數(shù)器對輸入的激光脈沖和照射周期進(jìn)行計數(shù)，時間間隔測定器對編碼脈沖的時間間隔進(jìn)行測定，并把計數(shù)和時間間隔數(shù)據(jù)送給存儲器，同時轉(zhuǎn)換插座把被測脈沖激光儀器內(nèi)的測量距離值信息通過通訊接口匹配模塊送給存儲器，51單片機(jī)控制整機(jī)工作時序，把存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)通過顯示模塊即時顯示，或通過通訊接口把數(shù)據(jù)傳送給外部計算機(jī)，供事后的分析和檢查；
[0019]采用本發(fā)明的一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置可以對被測脈沖激光儀器的出射激光個數(shù)和工作周期個數(shù)進(jìn)行全壽命的計數(shù)，同時把每次出射激光的距離、日期、時間信息存儲和顯示，作為同步分析和長期儲存的依據(jù)，采用此裝置不影響被測脈沖激光儀器的操作，本裝置體積小、成本低、操作使用方便、自動化程度高，對提高被測脈沖激光儀器的性能發(fā)揮和全壽命技術(shù)狀態(tài)管理起到一定輔助作用。
【主權(quán)項】
1.一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置，其特征在于包括顯示控制裝置、轉(zhuǎn)換裝置插座、光電探測器三部分，其中顯示控制裝置分脈沖計數(shù)器和外顯示器兩部分。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電探測器和顯示控制裝置，其特征在于光電探測器通過固定支架裝配在被測脈沖激光儀器的激光出射通道底部，在被測脈沖激光儀器工作時，接收大氣散射激光脈沖，完成從激光脈沖到電脈沖的光電轉(zhuǎn)換，脈沖計數(shù)器接收光電探測器回送的脈沖信號，并對激光脈沖進(jìn)行計數(shù)和時間間隔的測定，完成被測脈沖激光儀器工作周期次數(shù)、激光測距次數(shù)、重復(fù)頻率的測定等功能。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種側(cè)向激光脈沖同步探測裝置，包括顯示控制裝置、轉(zhuǎn)換裝置插座、光電探測器三部分，其中顯示控制裝置分脈沖計數(shù)器和外顯示器兩部分；光電探測器通過固定支架裝配在被測脈沖激光儀器的激光出射通道底部，在被測脈沖激光儀器工作時，接收大氣散射激光脈沖，完成從激光脈沖到電脈沖的光電轉(zhuǎn)換，脈沖計數(shù)器接收光電探測器回送的脈沖信號，并對激光脈沖進(jìn)行計數(shù)和時間間隔的測定，完成被測脈沖激光儀器工作周期次數(shù)、激光測距次數(shù)、重復(fù)頻率的測定等功能。采用此裝置不影響被測脈沖激光儀器的操作，本裝置體積小、成本低、操作使用方便、自動化程度高，對提高被測脈沖激光儀器的性能發(fā)揮和全壽命技術(shù)狀態(tài)管理起到一定輔助作用。
【IPC分類】G01M11/02
【公開號】CN105092208
【申請?zhí)枴緾N201410198772
【發(fā)明人】沈洪斌, 李剛, 李三群, 劉秉琦, 胡文剛, 劉鋒
【申請人】中國人民解放軍軍械工程學(xué)院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月13日