专利名称：光学孔径测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量孔径的仪器，尤其是涉及一种基于图像处理技术和表面反射原理设计的光学孔径测量仪。
背景技术：
孔径测量是长度计量技术的主要内容之一，目前通常采用的测量孔径的工具有三座标仪，万能测长仪、环规塞规、视频测长仪、万工显等，但是，现有技术中的孔径测量工具都难以满足实际使用中高精度测量孔径的需求。三座标仪在测量孔径时，检测四个点，通过四个点拟合成一个圆，通过计算得出圆的直径。由于拟合误差，和找点的不确定性，所以难以实现高精度测量。万能测长仪是通过多次测量，找出最大直径，从而得到被测数值。这个方法人为因素干扰太大，根本不能实现精密测量。环规塞规是一种定性的测量方法，通过标准环规和塞规，放在被测件上，能塞进去或者环规刚好能卡住就能确定该外圆或者内径的直径范围。该方法测量简单，但是由于环规塞规的多次使用很快就会报废无法测量，而且测量精度较低。万能工具显微镜和测长仪一样，通过多次测量，找出最大直径，受人为因素影响较大。视频检测仪采用对称点的测量方法，通过找到对称点来判断出圆的直径，测量精度受人为因素影响较大，测量精度不高，而且难以测量孔径之间的距离。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光学孔径测量仪，其结构简单，设计合理，操作便捷，测量消耗时间短，测量精度高，智能化程度高，被测工件不易受损，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种光学孔径测量仪，其特征在于包括机械基座和从下到上依次设置在所述机械基座内的光源、聚光镜和分划板一， 所述机械基座的上表面上设有用于放置被测工件并供被测工件滑动的滑轨，所述滑轨的上方从下到上依次设置有投影物镜、瞄准物镜、分划板二和用于精准地校对被测孔边缘点和弧线切面并将被测孔清晰放大的光学成像系统，所述光学成像系统的成像处设有CCD相机，所述CCD相机连接图像数据采集板卡，所述图像数据采集板卡与预装有孔径测量软件且对测量数据进行存储、查询、管理和打印的计算机相接。上述的光学孔径测量仪，还包括与计算机相接的打印机。上述的光学孔径测量仪，所述分划板一是十字线分划板。上述的光学孔径测量仪，所述分划板二是双刻线分划板。上述的光学孔径测量仪，所述图像数据采集板卡通过USB接口与计算机相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点
3[0015]1、结构简单，设计合理本实用新型基于图像处理技术和表面反射原理而设计，各组成部件之间结构简单、设计合理，易于实现。2、操作便捷，测量消耗时间短本实用新型操作起来非常方便，普通技术人员便可操作，测量结果受人为因素影响很小，数据传输及数据处理速度快，测量消耗时间短。3、测量精度高，智能化程度高本实用新型独创的光学成像系统可以清晰地放大和精准地校对被测物的边缘点和弧线切面，从而精确地完成测量任务；高精度的机械基座和滑轨，保证了基础的测量精度；设计实现的高速高精度图像数据采集板卡精确到 0. OOOlmm分辨率的数据采集，具有准确无误的数据传送功能；预装有孔径测量软件的计算机可以剔除噪音影响，进行像素细分以及灰度计算，同时完成像素细分校正、温度补偿校正等，可测量的最小孔径为0. 1mm，测量精度高，其误差仅为0. 2μπι-0. 3μπι ；预装有孔径测量软件的计算机还实现了智能化的人机测量界面，保证了用户方便快捷的测量，还实现了测量数据存储、查询、管理和打印，智能化程度高。4、采用本实用新型所述的光学孔径测量仪对孔径和孔径之间的微小距离测量为非接触式测量，被测物件不易受损，也不会因夹具等损坏被测工件。5、使用效果好，便于推广使用本实用新型解决了孔径及孔径之间的微小距离测量精度低的难题，测量精度高，测量速度快，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的工作原理及工作过程示意图,附图标记说明1-机械基座；2-光源；4-分划板一 ；5-滑轨；7-投影物镜；8-瞄准物镜10-光学成像系统；Il-C⑶相机13-计算机；14-打印机。
3-聚光镜； 6-被测工件； 9-分划板二 ； 12-图像数据采集板卡
具体实施方式如图1所示，本实用新型包括机械基座1和从下到上依次设置在所述机械基座1 内的光源2、聚光镜3和分划板一 4，所述机械基座1的上表面上设有用于放置被测工件6 并供被测工件6滑动的滑轨5，所述滑轨5的上方从下到上依次设置有投影物镜7、瞄准物镜8、分划板二 9和用于精准地校对被测孔边缘点和弧线切面并将被测孔清晰放大的光学成像系统10，独创的光学成像系统10可以清晰地放大和精准地校对被测物的边缘点和弧线切面，从而精确地完成测量任务；所述光学成像系统10的成像处设有一 CCD相机11，所述CCD相机11连接图像数据采集板卡12，图像数据采集板卡12能够实现精确到0. OOOlmm 分辨率的数据采集，具有准确无误的数据传送功能且传输速度快，所述图像数据采集板卡 12与预装有孔径测量软件且对测量数据进行存储、查询、管理和打印的计算机13相接，计算机13通过孔径测量软件，可以剔除噪音影响，进行像素细分以及灰度计算，同时完成像素细分校正、温度补偿校正等。如图1所示，本实施例中，本实用新型还包括与计算机13相接的打印机14。所述分划板一 4是十字线分划板。所述分划板二 9是双刻线分划板。所述图像数据采集板卡12 通过USB接口与计算机13相接。如图2所示，本实用新型的工作原理及工作过程是光源2发出的光束通过聚光镜 3，照到分划板一 4上的十字线A上，经投影物镜7使A点成像于瞄准物镜8的物点Al上， 然后Al由瞄准物镜8成像于分划板二 9上的双刻线之间的A2上。通过在滑轨5上移动被测工件6并使被测工件6进入视场，但当被测工件6的孔径面不与光轴重合时，光学成像系统10内不仅看见像A2，还看见来自被测量表面的反射像，当被测工件6的孔径面与光轴重合时，A2的反射像就与A2重合，通过CXD相机11对图像进行采集并经由图像数据采集板卡12将CCD相机11所接收到的图像准确无误地传送到计算机13中，计算机13中预先编制好的孔径测量软件对图像进行处理并对图像的像素进行细分校正、对温度进行补偿校正，测量面的位置就可精确确定并在计算机13上的孔径测量软件中显示出来，对被测孔径两次进行瞄准定位，两次读数之差即为被测孔径尺寸。该方法可测量的最小孔径为0. Imm, 测量精度高，其误差仅为0. 2 μ m-0. 3 μ m。综上所述，本实用新型解决了孔径及孔径之间的微小距离测量精度低的难题，测量精度高，测量速度快，智能化程度高，成本低，使用寿命长，使用效果好，便于推广使用。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种光学孔径测量仪，其特征在于包括机械基座(1)和从下到上依次设置在所述机械基座⑴内的光源O)、聚光镜⑶和分划板一 G)，所述机械基座(1)的上表面上设有用于放置被测工件(6)并供被测工件(6)滑动的滑轨(5)，所述滑轨( 的上方从下到上依次设置有投影物镜(7)、瞄准物镜(8)、分划板二(9)和用于精准地校对被测孔边缘点和弧线切面并将被测孔清晰放大的光学成像系统(10)，所述光学成像系统(10)的成像处设有CCD相机(11)，所述CCD相机(11)连接图像数据采集板卡(12)，所述图像数据采集板卡 (12)与计算机(13)相接。
2.按照权利要求1所述的光学孔径测量仪，其特征在于还包括与计算机(1 相接的打印机(14)。
3.按照权利要求1所述的光学孔径测量仪，其特征在于所述分划板一(4)是十字线分划板。
4.按照权利要求1所述的光学孔径测量仪，其特征在于所述分划板二(9)是双刻线分划板。
5.按照权利要求1所述的光学孔径测量仪，其特征在于所述图像数据采集板卡(12) 通过USB接口与计算机(1 相接。
专利摘要本实用新型公开了一种光学孔径测量仪，包括机械基座和从下到上依次设置在所述机械基座内的光源、聚光镜和分划板一，机械基座的上表面上设有用于放置被测工件并供被测工件滑动的滑轨，滑轨的上方从下到上依次设置有投影物镜、瞄准物镜、分划板二和用于精准地校对被测孔边缘点和弧线切面并将被测孔清晰放大的光学成像系统，所述光学成像系统的成像处设有CCD相机，CCD相机连接图像数据采集板卡，图像数据采集板卡与预装有孔径测量软件且对测量数据进行存储、查询、管理和打印的计算机相接。本实用新型结构简单，设计合理，操作便捷，测量消耗时间短、测量精度高，智能化程度高，被测工件不易受损，使用效果好，便于推广使用。
文档编号G01B11/12GK201955069SQ20102061922
公开日2011年8月31日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者宋选定, 齐建辉 申请人:西安科维实电力技术有限公司