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申请/专利权人：西南科技大学

摘要：本发明提出一种基于无衍射光束测量圆筒形件内壁表面形貌的装置与方法，采用圆锥透镜产生无衍射光束，再用放于圆筒内的分束镜将光线反射到被测工件内壁。工件内壁的反射光线与反射镜的反射光线形成的光程差进而产生干涉现象，再通过信号处理系统进行数据的采集和处理。由于圆筒内壁表面形貌不可能绝对光滑，存在凹凸不平的起伏，这使光程差发生变化，导致干涉图样发生弯曲变形，则可通过弯曲量计算得到该处表面形貌的起伏程度，进而表征圆筒内壁表面的光整程度。本发明无需旋转工件，只需将工件轴向进给即可得到整个工件内壁的表面形貌，具有操作简单、误差小、效率高等优点。

主权项：1.基于无衍射光束测量圆筒形件内壁表面形貌的装置，其特征在于，主要包括无衍射光束生成模块、分束光路模块、干涉光产生模块、光电探测与数据处理模块；所述的无衍射光束生成模块包括激光器（1）、准直扩束器（2）、圆锥透镜（3）；准直扩束器（2）、圆锥透镜（3）依次安装在激光器（1）的光路上；激光器（1）发出波长为λ的单波长激光，由准直扩束器（2）准直扩束，再经圆锥透镜（3）产生无衍射光束；所述的分束光路模块包括分束镜（6），分束镜（6）位于圆锥透镜（3）的光路上，分束镜（6）将圆锥透镜（3）射出的光路分成两束光路，均射到干涉光产生模块；所述的干涉光产生模块包括反射镜（5）、圆锥反射透镜（10）、被测工件（7）；分束镜（6）的第一束光路为反射光路，第一束光路上设有圆锥反射透镜（10），被测工件（7）设在圆锥反射透镜（10）的反射光路上，被测工件（7）与圆锥反射透镜（10）同轴安装；被测工件（7）漫反射光线沿原路返回，依次经过圆锥反射透镜（10）、分束镜（6）；分束镜（6）分出的第二束光路为透射光路，第二束光路上设有反射镜（5），反射镜（5）反射回的光路经过分束镜（6）再反射后的光路上设有光电探测与数据处理模块；所述的光电探测与数据处理模块包括光电探测器（4）、信号处理系统；光电探测器（4）位于分束镜（6）反射和透射的光路上；光电探测器（4）接收干涉图样信息，信号处理系统将干涉信号转换为电信号，并经滤波、放大和隔直之后输出，供进一步采集、分析和显示；所述的激光器（1）发出的光路为水平；分束镜（6）与反射镜（5）的夹角为45°，分束镜（6）平面的法向与圆锥反射透镜（10）的轴线夹角为45°；还设有用于被测工件（7）与圆锥反射透镜（10）同轴设置的校准装置；所述的校准装置，包括CCD图像传感器（9），所述的圆锥反射透镜（10）为圆台形状结构，圆锥反射透镜（10）的顶面为光线射入面，CCD图像传感器（9）设在圆锥反射透镜（10）底面射出光路上。

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