D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1983.04.015 北京钢铁学院学报 1983年第4期 激光扫描和接收装置的研制 物理教研室宋贤珠龚育良徐文华 摘要 当澈光照射到金属袁面时，其反射光形成特有的衍射象，检出这种行射象的 形状和分布就可检测表面的粗糙度状态及其它各种缺陷。本文研制的装置是为了 开展自动检测薄纲带表面质量的研究而设计制作的。为了提高扫描光点的分辨 率、改兽扫描的线性，扫描器采用了扩束装置和F-日镜头。对扫描器的核心元件 “旋转多面镜的设计进行了理论计算，推导了半径和面数的设计公式，并提出 了扫描效果的合理取值问题。接收器采用了大面积的圆一直变断面光导纤维传光 束。 在实验宣对廿辊轧制的薄钢带表面情况进行的检测试验表明，本文介绍的装 置可以检测钢带表面上线度在10μ以上的缺陷。 一、前 言 激光扫描虽然还是相当新的技术，但已广泛应用于记录系统，光学文字识别、胶片阅 读器，传真机、全息存贮和寻址等许多方面。以激光扫描为基础的测量和检验具有无接 触、高速度、准确度高、易与电子技术相配合等优点，因此它在现代化工业生产和科学研 究中也获得了广泛的应用。 如图(1)所示，当激光照射到金属等粗糙表面上时，直接观测其反射光，就可以看到 由于表面粗糙所造成的特有的衍射象，此种衍射象与表面粗糙度的相关函数的统计特征相 对应，检出这种衍射象的形状和分布，就可以检测表面粗糙度的状态1]。用激光束扫描 图1激光在粗楂表面上的衍射 正在轧制过程中的金属表面，通过一定的接收装置和数据处理，显示记录系统就可以测 136北 京 钢 铁 学 院 学 报 年 第 期 激光扫描和接收装置的研制 物 理教研 室 宋 贤珠 龚 育 良 徐 文 华 摘 要 当浓光 照射 到金 属表 面 时 ， 其反 射光形成特 有的衍射 象 ， 检 出这 种衍 针 象的 形状 和 分布 就 可检 浏表 面 的粗耗度 状 态及 其 它各种 缺 陷 本文研 制 的装 置是 为 了 开展 自动检 浏薄纲 带表 面 质量 的研 究 而 设 计制 作 的 为 了提 高扫 描 光 点 的 分 辫 率 、 改 菩扫描 的 线性 ， 扫描 器采 用 了扩 束装 置 和 一 镜 头 对扫描 器 的核 心 元 件 一 旋转 多面 镜 的设 计进 行 了理 论 计算 ， 推 导 了半径 和 面数 的设 计公 式 ， 并提 出 了扫 描 效果 的合 理取位 问题 接收 器 来 用 了大 面 积 的 圆一直 变 断 面 光 导纤维 传光 束 。 在实验 室对廿 棍札 制 的薄钢 带表 面情况进行 的检 试验表 明 ， 本文介 绍 的装 兰 可 以 检浏 钢 带表面 上 线度在 协以 上 的缺 陷 一 、 前咭咭 吉分曰 激光扫描虽然还是相当新的技术 ， 但 已广泛应用于记录系统 ， 光学文字识 别 、 胶 片阅 读器 ， 传真机 、 全息存贮和 寻址等许多方面 。 以激光扫描为基 础 的测量和检验 具 有 无 接 触 、 高速度 、 准确度高 、 易与电子技术相配合等优点 ， 因此它在现代化工业生产和科学研 究 中也获得了广泛 的应用 。 如 图 所示 ， 当激光照射到金属 等粗糙表面上时 ， 直 接观测其反射光 ， 就可 以 看到 由于表面粗糙所造成的特有的衍射象 ， 此种衍射象与表面粗糙度的相关函数 的统计特征相 对应 ， 检出这种衍射象的形状和分布 ， 就可 以检测表面粗糙度 的状态 〕 。 用激光束扫描 芦 图 激光在粗糙表面上的 衍射 正 在轧制过程 中的金属表面 ， 通 过一定的接收装置和 数 据 处理 ， 显示记录系 统就可 以测 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．04．015