为什么激光测径仪具有通用性?
目前,国内比较常用的两种非接触测量方法,一种是基于CCD器件接收光信号的测量方法,另一种是激光扫描测量方法。两种方法各有各的优势以及劣势,下面让我们来看看他们的基本工作原理。
第一种测量原理:CCD尺寸测量
CCD尺寸测量系统基本都由CCD像传感器、光学系统、微机数据采集和处理系统组成,我们先来看一下采用CCD测量的基本原理:
线阵CCD平行光法进行非接触测量的基本原理:将线阵CCD置于平行光路,被测物放于CCD前方光路中,射向CCD的光就被物体挡住一部分,因此CCD输出的信号就有一个凹口。显然,凹口的宽度与物体的尺寸有一一对应的关系,我们利用数字电路设计和计算机处理就很容易的得到凹口对应的CCD像元数,从而计算出被测物体的尺寸。但是我们也很容易的发现一个问题:这种测量方法要求CCD光敏区的长度大于被测物体的尺寸,而大尺寸的CCD特别昂贵,所以必须通过其他方法来实现光的接收。
CCD尺寸测量基本原理
显然CCD接收法它具有一些独特的一般机械式、光学式、电磁式测量仪无法比拟的优点,这与CCD本身的自扫描高分辨率高灵敏度结构紧凑位置准确的特性密切相关,其中关键的技术就是光学系统的设计和CCD输出视频信号的采集与处理,但是也存在着很多常见的问题,诸如结构复杂、成本高等缺点。下面让我们来看一下,CCD测量的方法有哪些缺点:
(1)采用CCD接收然后转换成数字信号的方法,测量的精度受限于CCD像元的大小!我们知道CCD像元不管哪个部位接收到光,都会将接收到的光信号转化成电信号,从而制约了CCD测量方法的测量精度。当然我们也可以采用尽量小的CCD像元,使它的测量误差尽量减小。但我们也知道,CCD的像元越小,CCD的成本就越高,这是一个没办法回避的矛。
(2)同时,由于我们知道,CCD光敏区一般为28mm,这就直接限制了被测物体的大小,系统的型号受限。
(3)衍射,我们知道衍射在精密测量中是无法回避的问题。而在这里我们的CCD像元不是连续的,是一个一个像元互相紧密排列组成的,而由于衍射造成的光的传播不是直线的,结果就很容易出现很大的误差。
第二种测量原理:激光扫描测量
激光扫描测径仪系统采用激光器发出的光束通过多面体扫描转镜和扫描光学系统后,形成与光轴平行的连续高速扫描光束,对被置于测量区域的的工件进行高速扫描,并由放在工件对面的光电接收器接收,投射到光电光电接收器上的光线在光束扫描工件时被遮断,所以通过分析光电接受器输出的信号,可获得与工件直径有关系的数据。为保证测量的高精度以及可靠性,光扫描计量系统必须满足以下三点基本要求:
(1)激光束应垂直照射被测物体表面;
(2)光束必须对物体表面做匀速直线扫描运动;
(3)扫描时间必须测的很准确。
而在现实情况下,扫描速度并不是常数,而是随扫描转镜的角位移的变化而变化,这样就会产生原理误差。
综上所述,我们可以看出,使用CCD进行测量的这种方法有它的优点,但同时也有它自己无法克服的缺点。再看利用激光扫描测量直径的方法,虽然会出现如扫描速度达不到均匀而产生的原理误差,但是我们可以利用算法的不同降低这部分误差。
2021-12-01 · 蓝鹏测量介绍测量相关知识。
在线测径仪根据测头与配件组合不同,使其适用于各种工业场合,无论是环境较好还是环境恶劣,无论是小直径还是大直径甚至是超大直径,无论是单根检测还是多跟轧材同时检测,无论是冷轧还是热轧,都有其对应的测径仪来完成外径尺寸的检测。
测径仪是可用于各行各业的,线缆、电缆、电线、金属丝、橡胶、塑料、纸管、圆钢、高线、钢管、合金钢、轴承等众多行业都可看到测径仪的身影。
测头部件的工作过程和原理是:发射镜头内置一个点光源,点光源发出的光通过透镜系统(即镜片组)后形成准直平行光视场。准直平行光直接射向接收镜头,经过接收镜头内的透镜系统后聚焦,通过位于焦点位置的光阑小孔后在CCD芯片上成像。当视场中通过被测物时,被测物遮挡的部位将在CCD上出现一个边界清晰的阴影。CCD芯片是测头部件中的光电转换元件,它可以将接收到的光信号转换成电信号。电信号由信号采集电路接收、放大,再进行数字化处理后向上位机传输。
作为非接触式的光学检测设备,其通用性非常强,被测物的材质、温度、柔软度等都不影响其检测,使其在众多行业中均可使用。
甚至是可以用于其他行业及尺寸的检测,如宽度、厚度、深度、位置、直线度、同心度、高度等,使其应用更广泛。
在线测径仪的检测频率有两种可供选择,500Hz与2000Hz,使其能适应各种快速生产模式,不漏检,对产品质量负责。
1、实现外径尺寸的在线自动化检测。
2、为非接触式测量,对被测件无损。
3、实现高精度的尺寸测量。
4、对易形变的、高温物体实现准确测量。
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