CN105445746B - 可宽温工作的雷射尺模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可宽温工作的雷射尺模块，包含金属壳体、雷射尺本体及温度调节装置。该金属壳体包括围绕界定出容置空间的内壁面。该雷射尺本体设置于该容置空间。该温度调节装置设置于该容置空间，并包括靠抵于该内壁面的热电致冷器及导热金属片，该导热金属片的两相反侧分别靠抵该热电致冷器及该雷射尺本体。本发明藉由该热电致冷器增加该雷射尺本体的工作温度范围，且该雷射尺本体及该热电致冷器为常见的市售组件，不须额外使用特制的宽温组件，因而达到不仅增加工作温度范围且节省成本的功效。

Description

可宽温工作的雷射尺模块
技术领域
本发明是有关于一种雷射尺，特别是指一种可宽温工作的雷射尺模块。
背景技术
雷射尺是一种利用激光束测定距离的仪器，其基本原理为向目标物发射激光束，再接收经由该目标物反射回来的该激光束，透过计算该激光束的飞行时间或是相位差来求得该目标物的距离。
已知的一种民用雷射尺包括外壳及设置于该外壳内的雷射尺本体，该雷射尺本体在使用的过程中会发热，而该雷射尺适用的工作温度范围多落在0～40℃或-10～50℃之间，若将该雷射尺应用在工业领域中，则需加装内部加热器，可将适用的工作温度范围增加至-40～50℃，然而，此种温度范围仍使得该雷射尺无法应用在更高温的环境中，当外界温度过高时，会造成该雷射尺的量测误差增加，导致量测不精准的问题。
欲进一步增加该雷射尺的工作温度范围，往往需特制耐高温或耐低温的组件，因而增加制造成本，也不符合使用者的经济效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的雷射尺在外界温度过高时测温不准、或者制造成本较高的缺陷，提供一种可增加工作温度范围且节省成本的可宽温工作的雷射尺模块。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种可宽温工作的雷射尺模块，包含金属壳体、雷射尺本体及温度调节装置。
该金属壳体包括围绕界定出容置空间的内壁面。该雷射尺本体设置于该容置空间。该温度调节装置设置于该容置空间，并包括靠抵于该内壁面的热电致冷器及导热金属片，该导热金属片的两相反侧分别靠抵该热电致冷器及该雷射尺本体。
本发明的功效在于：藉由该热电致冷器增加工作温度范围，进而提升量测的精准度，且该雷射尺本体及该热电致冷器为常见的市售组件，不须使用符合宽温需求的特制组件，达到节省成本的效果。
附图说明
本发明的其它的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一立体分解图，说明本发明可宽温工作的雷射尺模块的一实施例；
图2是一剖视图，说明该实施例的一雷射尺本体；
图3是一剖视图，说明该实施例的固定单元锁固二隔热垫片及导热金属片；及
图4是一方块示意图，说明该实施例的温度控制***。
具体实施方式
参阅图1与图2，本发明可宽温工作的雷射尺模块的一实施例包含金属壳体2、雷射尺本体3、通讯电路板4、温度调节装置5及设置于该金属壳体2的散热单元6。
该金属壳体2包括围绕界定出容置空间22的内壁面21。
该雷射尺本体3设置于该容置空间22，并包括发射器31、接收器32及测距电路板33。该发射器31可发出激光束311，该激光束311到达目标物(图未示)后会反射并传回该接收器32，再经由该测距电路板33测得测量值。在本实施例中，该发射器31为雷射二极管(Laser Diode,LD)，该接收器32为雪崩光二极管(Avalanche Photodiode,APD)。
该通讯电路板4设置于该容置空间22，且可驱动该雷射尺本体3进行测距，并接收该测距电路板33传回的该测量值。
参阅图1与图3，该温度调节装置5设置于该容置空间22，并包括热电致冷器51、导热金属片52、二隔热垫片53及固定单元54。
该热电致冷器51靠抵该金属壳体2的内壁面21。该导热金属片52的两相反侧分别靠抵该热电致冷器51及该雷射尺本体3。
这些隔热垫片53的两相反侧分别靠抵该金属壳体2的内壁面21及该导热金属片52，且分别设置于该热电致冷器51的两侧，用以隔绝该金属壳体2及该导热金属片52之间的热传导。在本实施例中，这些隔热垫片53的材质为聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene,PTFE)。
该固定单元54具有四个第一螺丝541、四个第二螺丝542及四个螺母543。每两个第一螺丝541将其中一隔热垫片53锁固于该导热金属片52。每两个螺母543设置于其中一隔热垫片53，且这些第二螺丝542搭配相对应的这些螺母543，用以将这些隔热垫片53锁固于该金属壳体2的内壁面21。
该散热单元6包括散热片61及风扇62。该散热片61对应该温度调节装置5设置于该金属壳体2的外壁面。该风扇62设置于该散热片61的上方。
较佳地，本实施例还包含涂抹于该散热片61与该金属壳体2之间、该金属壳体2与该热电致冷器51之间、该热电致冷器51与该导热金属片52之间，及该导热金属片52与该雷射尺本体3之间的导热膏(图未示)，以填补各热传组件之间不平整的接触界面，提高热传效率。
参阅图1与图4，该实施例还包含温度控制***7，该温度控制***7包括设置于该雷射尺本体3的温度传感器71、温度采集电路72、微控制器73及致冷控制电路74。该温度传感器71经由该温度采集电路72发送温度讯号至该微控制器73，该微控制器73接收该温度讯号后发送致冷控制讯号至该致冷控制电路74，进而驱动该热电致冷器51运作。
该雷射尺本体3的工作温度范围为0～40℃，当环境温度高于40℃时，该热电致冷器51开始运作，于该热电致冷器51的两相反侧形成靠抵该导热金属片52的致冷面511(吸热)及靠抵该金属壳体2的内壁面21的导热面512(放热)，该热电致冷器51透过该致冷面511吸收该导热金属片52由该雷射尺本体3吸收的热量，用以降低该雷射尺本体3的温度，再将吸收的热量经由该导热面512传导至该金属壳体2，并透过该散热片61及该风扇62加速该金属壳体2的散热，使该雷射尺本体3可以使用在高达70℃的外部环境中。
当环境温度低于0℃时，透过该致冷控制电路74逆送电使该热电致冷器51的该致冷面511及该导热面512反向运作，即该致冷面511靠抵该金属壳体2的内壁面21(吸热)，该导热面512靠抵该导热金属片52(放热)，用以提高该雷射尺本体3的温度，使该雷射尺本体3可以在-20℃的低温环境中工作。
经由以上的说明，可将本发明的优点归纳如下：
一、当该雷射尺本体3于超过其工作温度范围(0～40℃)的环境工作时，可透过该热电致冷器51将该雷射尺本体3降温或升温，并将工作温度范围变宽至-20～70℃，进而提升量测的精准度。
二、本发明不须采用特制的宽温组件，不仅可节省成本，还可大幅缩短产品的验证周期，加快生产速度。
三、本发明藉由这些隔热垫片53隔绝该金属壳体2及该导热金属片52，避免该致冷面511及该导热面512进行热交换，进而提升该热电致冷器51的功效。
综上所述，本发明藉由该热电致冷器51增加工作温度范围，并提升量测的精准度，且不须使用特制的宽温组件，达到节省成本的效果，故确实能达成本发明的目的。
以上所述仅为本发明的实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，均仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种可宽温工作的雷射尺模块，其特征在于，包含：
金属壳体，包括围绕界定出容置空间的内壁面；
雷射尺本体，设置于该容置空间；
温度调节装置，设置于该容置空间，并包括靠抵该内壁面的热电致冷器及导热金属片，该导热金属片的两相反侧分别靠抵该热电致冷器及该雷射尺本体；
该温度调节装置还包括至少一隔热垫片，该隔热垫片的两相反侧分别靠抵该金属壳体的内壁面及该导热金属片，用以隔绝该金属壳体及该导热金属片之间的热传导。
2.如权利要求1所述的可宽温工作的雷射尺模块，其特征在于，该温度调节装置包括两个隔热垫片，这些隔热垫片分别设置于该热电致冷器的两侧。
3.如权利要求2所述的可宽温工作的雷射尺模块，其特征在于，该温度调节装置还包括固定单元，该固定单元具有数个第一螺丝、数个第二螺丝及数个螺母，这些螺母设置于这些隔热垫片中且数量与这些第二螺丝相同，这些第一螺丝将这些隔热垫片锁固于该导热金属片，这些第二螺丝搭配相对应的这些螺母，用以将这些隔热垫片锁固于该金属壳体的内壁面。
4.如权利要求1所述的可宽温工作的雷射尺模块，其特征在于，还包含设置于该金属壳体的散热单元，该散热单元包括散热片及风扇，该散热片对应该温度调节装置设置于该金属壳体的外壁面，该风扇设置于该散热片的上方。
5.如权利要求4所述的可宽温工作的雷射尺模块，其特征在于，还包含温度控制***，该温度控制***包括设置于该雷射尺本体的温度传感器、温度采集电路、微控制器及致冷控制电路，该温度传感器经由该温度采集电路发送温度讯号至该微控制器，该微控制器接收该温度讯号后发送致冷控制讯号至该致冷控制电路，进而驱动该热电致冷器运作。
6.如权利要求4所述的可宽温工作的雷射尺模块，其特征在于，还包含涂抹于该散热片与该金属壳体之间、该金属壳体与该热电致冷器之间、该热电致冷器与该导热金属片之间，及该导热金属片与该雷射尺本体之间的导热膏。
7.如权利要求1所述的可宽温工作的雷射尺模块，其特征在于，该雷射尺本体包括发射器、接收器及测距电路板，该发射器可发出激光束，该激光束到达目标物后会反射并传至该接收器，再经由该测距电路板测得测量值。
8.如权利要求7所述的可宽温工作的雷射尺模块，其特征在于，还包含设置于该容置空间的通讯电路板，该通讯电路板可驱动该雷射尺本体进行测距，并接收该测距电路板传回的该测量值。
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