专利名称：运动状态的红热金属的外径和尺寸缺陷的非接触测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种光电非接触在线外径测量装置，特别涉及一 种运动状态的红热金属的外径和尺寸缺陷的非接触测量装置。
背景技术：
目前公知的非接触光电测径装置都是釆用平行光，扫描平行光束 或扩東平行光東，照射被测物，对其投影尺寸进行光東扫描遮挡时间 的测量，或平行光遮挡位置的测量。这种利用平行光束的投影测量对于大口径物体，如外径200mm以上，往往要釆用复杂的光学拼接测量 方案，或成本高昂的大口径镜头组成测量光路。以上方案除了体积庞 大、成本高的缺点外，还存在对于拼接方案，测量区中部容易出现盲 区，存在测不到投影的区域的问题。实用新型内容本实用新型的目的在于克服以上技术缺陷，提供一种运动状态的 红热金属的外径和尺寸缺陷的非接触测量装置，它排布灵活，实现用 一般面阵摄像机实现高速高温运动物体的高清晰摄像测量。本实用新型的技术方案是 一种运动状态的红热金属的外径和尺 寸缺陷的非接触测量装置，其特征在于它包括至少两组基础测量单 元，以被测物为中心，相邻两组基础测量单元间的夹角为90-180° , 每组基础测量单元由激光器和至少一台摄像机组成，激光器光轴与摄 像机光轴夹角为±20°-80',分别通过支架固定在传感器基板上，外 部罩有防护罩，激光器通过防护罩激光器出射窗射出激光束，摄像机 通过防护罩摄像机观察窗采集信号；摄像机输出端连接计算机。所述的激光器釆用单色激光器。所述的摄像机为工业低速摄像机。所述的摄像机镜头外安装有与激光相同波长的窄带滤光片。 所述的基础测量单元输入端连接脉冲同步电路。 本实用新型的有益效果是1、利用激光的单色相干性形成扇形光東照射被测物，形成明亮的激光标线，利用带有窄带滤光片的面阵摄像机记录表现空间坐标，然 后利用计算机和根据公式编制的程序计算出激光标线处对应的外径 尺寸，形成排布灵活的一组光学非接触外径测量装置。2、利用脉冲信号调制光東发光时间和摄像机同步拍照时间，以 实现用一般面阵摄像机实现高速高温运动物体的高清晰摄像测量的 功能。
图l是本实用新型单组基础测量单元内部结构图。图2是本实用新型单组基础测量单元防护罩示意图。图3是本实用新型实施例一3组基础测量单元排布构造图。图4是本实用新型实施例二 2组基础测量单元排布构造图。
具体实施方式
实施例h —种运动状态的红热金属的外径和尺寸缺陷的非接触测量装置，为了得到整个圆周的外径尺寸，围绕被测物排布3组基础 测量单元，以被测物为中心，每组基础测量单元间的夹角为120° , 分别固定于传感器支架11上，并将传感器支架安装于测量仪基板12 上，每组基础测量单元由单色激光器6和低速工业摄像机1组成，该 激光器发射扇形激光東，与此光束夹角45'位置放置一台摄像机，激 光器6与摄像机1分别通过支架5和3固定在传感器基板4上，外部 罩有防护罩9，激光器通过防护罩激光器出射窗8射出激光束，摄像 机通过防护罩摄像机观察窗IO釆集激光标线光条图像；被测物放置 在三组基础测量单元间的导槽支撑柱13支撑的导槽7内，激光器釆 用单色扇形激光，摄像机镜头外安装与激光相同波长的窄带滤光片2, 被测物若是热轧钢材或其他发热体，滤除被测物自发光以及环境光的 干扰，实现高信噪比测量。在线测量的被测物也可能处于高速运动状 态，这样采用每秒十几桢图像的低速摄像机拍摄到的激光标线是模糊 的，测量误差会很大，釆用脉冲同步信号调制激光東和摄像机曝光时 间，以获得高清晰图像。脉冲同步电路依照用户指定的图像釆集频率， 定时发出窄脉冲，脉冲信号同时送往激光器和摄像机的调制输入端， 使得激光器在脉冲信号驱动下被点亮发光，摄像机也在收到脉冲信号 时打开快门采集图像。由于脉冲宽度很窄，激光器的发光时间和摄像 机的曝光时间都极短，将被测物高速运动对釆集的影响降到最低。为 解决利用低速摄樣机获得清晰的高精度激光标线坐标图形，从而实现 了高精度测量，釆用扇形激光東照射被测物，在被测物表面形成一条高亮度的弧线，二维面阵CCD摄像机拍摄此激光照射的曲线，这样一 发扇形激光， 一收面阵摄像机，构成一组基础测量单元，摄像机输出 端连接计算机，由于在激光出射平面和摄像机相面之间的映射关系 为<formula>formula see original document page 5</formula>(1)其中，(x, y)为空间点在光平面上的坐标，(u，v)是该点在摄像 机相面的坐标，A为转换矩阵，因此面阵摄像信号经式(1)所描述 的坐标转换，获得激光照射曲线在空间中的位置坐标，再经过圆方程 式(2),进行计算即可获得光東形成曲线所对应的外径尺寸。<formula>formula see original document page 5</formula>(2)其中，/。)为圆心坐标；r为圆的半径。实施例2:本实施例釆用两组基础测量单元，以被测物为中心， 每组基础测量单元夹角为170° ,其它结构与工作过程与实施例l相 同，在此不再重复叙述。
权利要求1、一种运动状态的红热金属的外径和尺寸缺陷的非接触测量装置，其特征在于它包括至少两组基础测量单元，以被测物为中心，相邻两组基础测量单元间的夹角为90-180°，每组基础测量单元由激光器和至少一台摄像机组成，激光器光轴与摄像机光轴夹角为±20°-80°，分别通过支架固定在传感器基板上，外部罩有防护罩，激光器通过防护罩激光器出射窗射出激光束，摄像机通过防护罩摄像机观察窗采集信号；摄像机输出端连接计算机。
2、 根据权利要求1所述的一种运动状态的红热金属的外径和尺 寸缺陷的非接触测量装置，其特征在于所述的激光器釆用单色激光 器。
3、 根据权利要求1所述的一种运动状态的红热金属的外径和尺 寸缺陷的非接触测量装置，其特征在于所述的摄像机为工业低速摄 像机。
4、根据权利要求1所述的一种运动状态的红热金属的外径和尺 寸缺陷的非接触测量装置，其特征在于所述的摄像机镜头外安装有 与激光相同波长的窄带滤光片。
5、根据权利要求1所述的一种运动状态的红热金属的外径和尺 寸缺陷的非接触测量装置，其特征在于所述的基础测量单元输入端 连接脉冲同步电路。
专利摘要一种运动状态的红热金属的外径和尺寸缺陷的非接触测量装置，包括至少两组基础测量单元，每组基础测量单元的激光器光轴与摄像机光轴夹角为±20°-80°，激光器射出激光束，摄像机采集信号；以被测物为中心，相邻两路基础测量单元间的夹角为90-180°，摄像机输出端连接计算机。本实用新型的有益效果利用激光的单色相干性形成扇形光束照射被测物，利用带有窄带滤光片的面阵摄像机记录表现空间坐标，利用计算机和编程计算出激光标线处对应的外径尺寸，形成排布灵活的一组光学非接触外径测量装置。利用脉冲信号调制光束发光时间和摄像机同步拍照时间，实现用一般面阵摄像机实现高速高温运动物体的高清晰摄像测量。
文档编号G03B11/00GK201173768SQ20082007433
公开日2008年12月31日 申请日期2008年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者陈炳生 申请人:陈炳生