电极笼电极角度测量装置及其测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114136237A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111374857.6(22)申请日2021.11.19(71)申请人中国科学院长春光学精密机械与物理研究所地址130033吉林省长春市经济技术开发区东南湖大路3888号(72)发明人王智朱俊青方超王永宪(74)专利代理机构长春中科长光知识产权代理事务所(普通合伙)22218代理人高一明(51)Int.Cl.G01B11/26(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图6页(54)发明名称电极笼电极角度测量装置及其测量方法(57)摘要本发明提供一种电极笼电极角度测量装置及其测量方法，其中电极笼电极角度测量装置包括：自准直仪、运动支架、测量组件、气浮平台、总控计算单元和遮光单元；本发明利用四棱台镜置入电极笼内部进行分光，实现了在自准直仪不移动的情况下，仅通过遮光单元改变测量光路，达到同时测量五个面的目的；本发明解决自准直仪无法直接应用在电极笼内表面测量的难题，测量方式为非接触的方式，不影响电极的表面质量，同时不需要引出电极表面基准来进行测量，实现了电极笼内部电极间角度的原位高精度测量。CN114136237ACN114136237A权利要求书1/3页1.一种电极笼电极角度测量装置，用于测量电极笼内部任意两个电极之间的相对角度；所述电极笼为中空四棱柱结构，内部包含前平面、后平面、左平面、右平面、顶面和底面；所述前平面、所述后平面、所述左平面、所述右平面、所述顶面和所述底面上分别安装有前电极阵列、后电极阵列、左电极阵列、右电极阵列、顶电极阵列和底电极阵列；所述前电极阵列的位置与所述后电极阵列的位置相对；所述左电极阵列的位置和所述右电极阵列的位置相对；所述顶电极阵列的位置和所述底电极阵列的位置相对；其特征在于，所述电极笼电极角度测量装置包括：自准直仪、运动支架、测量组件、气浮平台和总控计算单元；所述自准直仪固定安装在所述运动支架上，用于发出测量光束，并用于测量所述测量光束经所述电极笼反射后的反射光与自身光轴之间的光轴角；所述测量组件固定安装在所述运动支架上；所述测量组件包括四棱台镜；所述四棱台镜进入所述电极笼内部进行分光；所述四棱台镜用于将所述测量光束分光，并将分光后的所述测量光束分别照射到所述前电极阵列、所述后电极阵列、所述左电极阵列、所述右电极阵列和所述底电极阵列上；所述前电极阵列、所述后电极阵列、所述左电极阵列、所述右电极阵列和所述底电极阵列分别将所述测量光束反射回所述自准直仪；所述运动支架带动所述自准直仪和所述测量组件运动；所述运动支架安装在所述气浮平台上；所述电极笼固定安装在所述气浮平台上；所述气浮平台用于保持所述自准直仪、所述运动支架、所述测量组件以及所述电极笼的水平；所述总控计算单元用于控制所述自准直仪、所述运动支架、所述测量组件以及所述气浮平台工作，并根据所述光轴角计算出所述前电极阵列、所述后电极阵列、所述左电极阵列、所述右电极阵列、所述顶电极阵列以及所述底电极阵列任意两个电极之间的相对角度。2.如权利要求1所述的电极笼电极角度测量装置，其特征在于，所述电极笼电极角度测量装置还包括遮光单元；所述遮光单元用于同时遮挡所述前电极阵列、所述后电极阵列、所述左电极阵列、所述右电极阵列和所述底电极阵列中任意四个电极的反射光束，得到未遮挡的电极的反射光与所述自准直仪的光轴之间的光轴角。3.如权利要求1所述的电极笼电极角度测量装置，其特征在于，所述四棱台镜的整体尺寸小于所述电极笼内部空间的整体尺寸；所述四棱台镜的上底面和下底面均为平面，且分别平行于所述电极笼的底面；所述四棱台镜的任意相对的两个侧面垂直。4.如权利要求3所述的电极笼电极角度测量装置，其特征在于，所述四棱台镜的中轴线处设有贯穿所述四棱台镜的中心孔；所述测量光束中的部分光束穿过所述中心孔直接照射到所述电极笼的底面上；所述四棱台镜的中轴线、所述中心孔的中轴线均与所述自准直仪的光轴共线。5.如权利要求1所述的电极笼电极角度测量装置，其特征在于，所述测量组件还包括分光镜支架和出光孔选择盘；2CN114136237A权利要求书2/3页所述四棱台镜安装在所述分光镜支架上；所述出光孔选择盘用于选择所述测量光束。6.一种电极笼电极角度测量方法，其利用如权利要求1‑5中任一项所述的电极笼电极角度测量装置对所述电极笼进行测量，其特征在于，包括如下步骤：S1、将所述电极笼的顶面卸下，形成顶部开口，所述总控计算单元通过控制所述气浮平台，调整所述自准直仪、所述运动支架、所述测量组件以及所述电极笼保持水平；S2、所述总控计算单元控制所述运动支架运动，所述运动支架带动所述测量组件中的所述四棱台镜通过所述顶部开口，进入所述电极笼的内部；同时所述总