專利名稱：運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺寸缺陷的非接觸測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種光電非接觸在線外徑測量裝置，特別涉及一 種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺寸缺陷的非接觸測量裝置。
背景技術(shù)：
目前公知的非接觸光電測徑裝置都是釆用平行光，掃描平行光束 或擴東平行光東，照射被測物，對其投影尺寸進行光東掃描遮擋時間 的測量，或平行光遮擋位置的測量。這種利用平行光束的投影測量對于大口徑物體，如外徑200mm以上，往往要釆用復(fù)雜的光學(xué)拼接測量 方案，或成本高昂的大口徑鏡頭組成測量光路。以上方案除了體積龐 大、成本高的缺點外，還存在對于拼接方案，測量區(qū)中部容易出現(xiàn)盲 區(qū)，存在測不到投影的區(qū)域的問題。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服以上技術(shù)缺陷，提供一種運動狀態(tài)的 紅熱金屬的外徑和尺寸缺陷的非接觸測量裝置，它排布靈活，實現(xiàn)用 一般面陣攝像機實現(xiàn)高速高溫運動物體的高清晰攝像測量。本實用新型的技術(shù)方案是 一種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺 寸缺陷的非接觸測量裝置，其特征在于它包括至少兩組基礎(chǔ)測量單 元，以被測物為中心，相鄰兩組基礎(chǔ)測量單元間的夾角為90-180° , 每組基礎(chǔ)測量單元由激光器和至少一臺攝像機組成，激光器光軸與攝 像機光軸夾角為±20°-80',分別通過支架固定在傳感器基板上，外 部罩有防護罩，激光器通過防護罩激光器出射窗射出激光束，攝像機 通過防護罩攝像機觀察窗采集信號；攝像機輸出端連接計算機。所述的激光器釆用單色激光器。所述的攝像機為工業(yè)低速攝像機。所述的攝像機鏡頭外安裝有與激光相同波長的窄帶濾光片。 所述的基礎(chǔ)測量單元輸入端連接脈沖同步電路。 本實用新型的有益效果是1、利用激光的單色相干性形成扇形光東照射被測物，形成明亮的激光標線，利用帶有窄帶濾光片的面陣攝像機記錄表現(xiàn)空間坐標，然 后利用計算機和根據(jù)公式編制的程序計算出激光標線處對應(yīng)的外徑 尺寸，形成排布靈活的一組光學(xué)非接觸外徑測量裝置。2、利用脈沖信號調(diào)制光東發(fā)光時間和攝像機同步拍照時間，以 實現(xiàn)用一般面陣攝像機實現(xiàn)高速高溫運動物體的高清晰攝像測量的 功能。


圖l是本實用新型單組基礎(chǔ)測量單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型單組基礎(chǔ)測量單元防護罩示意圖。圖3是本實用新型實施例一3組基礎(chǔ)測量單元排布構(gòu)造圖。圖4是本實用新型實施例二 2組基礎(chǔ)測量單元排布構(gòu)造圖。
具體實施方式
實施例h —種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺寸缺陷的非接觸測量裝置，為了得到整個圓周的外徑尺寸，圍繞被測物排布3組基礎(chǔ) 測量單元，以被測物為中心，每組基礎(chǔ)測量單元間的夾角為120° , 分別固定于傳感器支架11上，并將傳感器支架安裝于測量儀基板12 上，每組基礎(chǔ)測量單元由單色激光器6和低速工業(yè)攝像機1組成，該 激光器發(fā)射扇形激光東，與此光束夾角45'位置放置一臺攝像機，激 光器6與攝像機1分別通過支架5和3固定在傳感器基板4上，外部 罩有防護罩9，激光器通過防護罩激光器出射窗8射出激光束，攝像 機通過防護罩攝像機觀察窗IO釆集激光標線光條圖像；被測物放置 在三組基礎(chǔ)測量單元間的導(dǎo)槽支撐柱13支撐的導(dǎo)槽7內(nèi)，激光器釆 用單色扇形激光，攝像機鏡頭外安裝與激光相同波長的窄帶濾光片2, 被測物若是熱軋鋼材或其他發(fā)熱體，濾除被測物自發(fā)光以及環(huán)境光的 干擾，實現(xiàn)高信噪比測量。在線測量的被測物也可能處于高速運動狀 態(tài)，這樣采用每秒十幾楨圖像的低速攝像機拍攝到的激光標線是模糊 的，測量誤差會很大，釆用脈沖同步信號調(diào)制激光東和攝像機曝光時 間，以獲得高清晰圖像。脈沖同步電路依照用戶指定的圖像釆集頻率， 定時發(fā)出窄脈沖，脈沖信號同時送往激光器和攝像機的調(diào)制輸入端， 使得激光器在脈沖信號驅(qū)動下被點亮發(fā)光，攝像機也在收到脈沖信號 時打開快門采集圖像。由于脈沖寬度很窄，激光器的發(fā)光時間和攝像 機的曝光時間都極短，將被測物高速運動對釆集的影響降到最低。為 解決利用低速攝樣機獲得清晰的高精度激光標線坐標圖形，從而實現(xiàn) 了高精度測量，釆用扇形激光東照射被測物，在被測物表面形成一條高亮度的弧線，二維面陣CCD攝像機拍攝此激光照射的曲線，這樣一 發(fā)扇形激光， 一收面陣攝像機，構(gòu)成一組基礎(chǔ)測量單元，攝像機輸出 端連接計算機，由于在激光出射平面和攝像機相面之間的映射關(guān)系 為<formula>formula see original document page 5</formula>(1)其中，(x, y)為空間點在光平面上的坐標，(u，v)是該點在攝像 機相面的坐標，A為轉(zhuǎn)換矩陣，因此面陣攝像信號經(jīng)式(1)所描述 的坐標轉(zhuǎn)換，獲得激光照射曲線在空間中的位置坐標，再經(jīng)過圓方程 式(2),進行計算即可獲得光東形成曲線所對應(yīng)的外徑尺寸。<formula>formula see original document page 5</formula>(2)其中，/。)為圓心坐標；r為圓的半徑。實施例2:本實施例釆用兩組基礎(chǔ)測量單元，以被測物為中心， 每組基礎(chǔ)測量單元夾角為170° ,其它結(jié)構(gòu)與工作過程與實施例l相 同，在此不再重復(fù)敘述。
權(quán)利要求1、一種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺寸缺陷的非接觸測量裝置，其特征在于它包括至少兩組基礎(chǔ)測量單元，以被測物為中心，相鄰兩組基礎(chǔ)測量單元間的夾角為90-180°，每組基礎(chǔ)測量單元由激光器和至少一臺攝像機組成，激光器光軸與攝像機光軸夾角為±20°-80°，分別通過支架固定在傳感器基板上，外部罩有防護罩，激光器通過防護罩激光器出射窗射出激光束，攝像機通過防護罩攝像機觀察窗采集信號；攝像機輸出端連接計算機。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺 寸缺陷的非接觸測量裝置，其特征在于所述的激光器釆用單色激光 器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺 寸缺陷的非接觸測量裝置，其特征在于所述的攝像機為工業(yè)低速攝 像機。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺 寸缺陷的非接觸測量裝置，其特征在于所述的攝像機鏡頭外安裝有 與激光相同波長的窄帶濾光片。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺 寸缺陷的非接觸測量裝置，其特征在于所述的基礎(chǔ)測量單元輸入端 連接脈沖同步電路。
專利摘要一種運動狀態(tài)的紅熱金屬的外徑和尺寸缺陷的非接觸測量裝置，包括至少兩組基礎(chǔ)測量單元，每組基礎(chǔ)測量單元的激光器光軸與攝像機光軸夾角為±20°-80°，激光器射出激光束，攝像機采集信號；以被測物為中心，相鄰兩路基礎(chǔ)測量單元間的夾角為90-180°，攝像機輸出端連接計算機。本實用新型的有益效果利用激光的單色相干性形成扇形光束照射被測物，利用帶有窄帶濾光片的面陣攝像機記錄表現(xiàn)空間坐標，利用計算機和編程計算出激光標線處對應(yīng)的外徑尺寸，形成排布靈活的一組光學(xué)非接觸外徑測量裝置。利用脈沖信號調(diào)制光束發(fā)光時間和攝像機同步拍照時間，實現(xiàn)用一般面陣攝像機實現(xiàn)高速高溫運動物體的高清晰攝像測量。
文檔編號G03B11/00GK201173768SQ20082007433
公開日2008年12月31日 申請日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者陳炳生 申請人:陳炳生