激光测距仪在大型锻件检验中的应用

一、激光测距仪的原理及主要参数
 
1.原理
　　激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。其原理是在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，从而计算出从观测者到目标的距离。如果光以速度c在空气中传播于A、曰两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间的距离D可用下式表示：D=ct/2
　　由上式可知，要测量A、B距离，实际上是要测量光传播的时间t。根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。脉冲式激光测距仪是发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是±1m左右。另外，此类测距仪的测量盲区一般是15m左右，这对于长度>15m的大型锻件而言，测量范围明显是不够的。
　　目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪，它不仅体积小、重量轻，还采用数字测相脉冲展宽细分技术，无需合作目标即可达到毫米级精度，测程已经超过100m，且能快速准确地直接显示距离。
　　激光测距仪目前用于特钢行业检测锻件还很少，为适应企业发展需要，我公司根据实际情况，选用PD30手持式激光测距仪。
2.主要参数
　　电源：3v直流电，型号为AA（LR6，AM3，Mignon）．两节5号充电式镍氢电池。
　　测量范围：50.8mm~762m（2in-2500ft）。
　　精确度：一般情况下，测量一次或多次的精确度为±1.5mm。
　　显示单位：m、mm、in、ft及yd。
　　操作模式：单一测量、连续测量、计算。
　　显示：液晶显示器。
　　操作温度：-10～50％。
　　存放温度：-30～70℃。
 
二、激光测距仪在锻件检验上的应用
 
1.操作方法
　　首先，由钻具精加检验站进行激光测距仪检验的钻铤、芯棒试验。工件为钻铤、钻具和芯棒，长度>9～20m、Ф127～Ф350mm。其操作很简单：将测距仪端面与工件面贴平后，打开测距仪，确定基准点（测距仪可从4个不同的测量基准点测量距离，即前端、后端、定针尾端及每延长1.270m/50inPDA70测量延线定针），一般选择在前端。其次，按下开关键，打开测距仪，选择测量单位（按“减”键，选择测量单位，显示出m、mm、ft、vd、in、1/8in及1/6in等7种模式，一般选择mm）。按下“Measure”（测量）键，显示屏立即出现活动的虚线，表示进入瞄准模式，测距仪发出红色光束，在工件的另一端，由一人用一平整的挡光板贴平工件，光束打在挡光板上，按下“Measure”（测量）键，测量结果立刻显示在显示屏上。一般在1s内如测量错误，可再按清空键，重新测量。
2.测量结果
　　在一个月内，用测距仪检测数千支钻铤、钻铤坯、芯棒及精锻件，与钢卷尺测量结果相比，偏差在1mm内，检测时间缩短至几秒内，而且不必受场地局限，安全性大大提高，检测人员由过去的3人减少为2人。可以说，用测距仪检测长件，确实可以大大提高检测效率，使用极为方便。
 
三、激光测距仪的注意事项及不足
 
　　（1）工件端面必须平整。因现场条件的制约，测距仪的基准往往是前端，这要求工件端面必须平整，如不平，测量结果将产生偏差。
　　（2）测量时不可将光束直接射向自己或他人，防止射伤眼睛。
　　（3）我们曾尝试从内孔测长度，如能成功，可以直接在工件堆放的条件下检测，这样可大大提高检测效率。但实际行不通，测量结果偏差极大。分析主要原因是钻具内孔是71.4mm左右的孔，太小；因工件长，从内孔测长度时，可视条件差，光束打到了内壁上，而不是挡光板上，自然测量结果不准。另外，测量轴类件，在台肩处基准难以确定，实现连续测量有难度，还有待继续攻关。
　　（4）目标板可按测距仪说明书要求，应配置专用板，材质为耐久塑料混和特殊反光涂料所制，需另外购买。我单位未使用，而采用木板和塑料板，从测量的效果看，没有什么差别，说明目标板只要平整、轻巧、便于操作就可了，材质影响并不大。
　　（5）当激光头有灰时，应用干净的软布擦拭激光头，切忌用手指碰触，并在测距仪闲置不用时，将电池取出，防止因漏电造成受损。
 
四、结语
 
　　激光测距仪对于检测超长锻件，是一种安全、快捷、简单而准确的工具，相对于传统钢卷尺测量的方法，准确度提高，误差在1mm内；检验时间从原来的几分钟缩短到几秒，检验效率大大提高，检验人员从3人减少到2人；安全性增强，在狭小的场地里，仍能快速检测，确实方便。但检测轴类件和从锻件内孔检测误差较大，主要是基准难以确定、孔径较小、可视条件太差，还有待进一步研究。总而言之，对于钢厂来讲，激光测距仪是检测锻件长度比较理想的新型检测量具。