一种线缆外径的非接触式测量方法及测量装置与流程

本发明涉及一种线缆外径的测量方法，特别是一种线缆外径的非接触式测量方法及测量装置。

背景技术：

1、目前非接触式的线缆测径仪分为投影测径仪和激光测径仪两种，其中投影测径仪多采用多轴相机测径的方式，包括环形的测量架，测量架的一端可根据需要进行开合，从而在线缆走线过程中将测量架套设在线缆外部；测量架的内壁四周呈环形分布有多个测量相机，各测量相机从线缆四周的不同角度对其外径进行测量，并对测得的结果取平均值，以提高对线缆外径的测量准确度。

2、但上述投影测径仪在实际使用时的缺陷在于，一方面由于线缆在走线过程中会在水平和高度两个方向上形成晃动和偏移，导致测量架及内侧的测量相机为了避免与线缆的相互碰撞，需要留出供线缆晃动偏移的空间，而这就使得线缆在偏移后会脱离测量相机的视野中心，从而降低了测量相机对线缆外径的测量准确度。另一方面，现有用于测量线缆直径的镜头分为远心镜头和工业自动化镜头，其中远心镜头能够准确测出线缆的真实直径，但价格高昂、且体积和重量较工业自动化镜头更大庞大，使其在安装后很难实现镜头的快速移动和准确定位。而工业自动化镜头即fa镜头，其优点是价格低、重量和体积小，适用于小型且需要多镜头配合的检测装置；但缺陷在于fa镜头在测量过程中会受到拍摄角度的限制，使其测得的线缆宽度并非是线缆直径，而是线缆的弦长；且当测量相机和线缆的间距越大时，测得的弦长数值越趋近于线缆直径，反之当测量相机和线缆的间距越小时，测得的弦长数值和线缆直径的差异更大。这就使得现有采用工业自动化镜头的投影测径仪受外形尺寸和线缆规格的限制，并不能无限制的扩大测量相机的测量距离，导致其测得的线缆外径与线缆的真实直径存在差异，进一步降低了投影测径仪的测量准确度。

3、此外，由于不同规格的线缆外径并不相同，使得测量相机为实现对不同线缆的对焦，其测量高度也需随之进行调节；但由于线缆在走线过程中会形成不规则的晃动状态，并造成线缆图像在测量相机视野内的模糊；使得测量相机在对焦过程中，并无法快速的根据线缆图像的清晰度移动至对焦高度，从而增加了测量相机的对焦难度并降低对线缆的测量效率。

4、因此，现有的投影测径仪存在测量准确度低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种线缆外径的非接触式测量方法及测量装置。它能够有效提高对线缆外径的测量准确度。

2、本发明的技术方案：一种线缆外径的非接触式测量方法，包括以下步骤：

3、a.以测量相机和激光测距仪为一组测量系统，多组测量系统呈环形分布在被测线缆四周；

4、b.各测量系统分别移动至与被测线缆处于同轴状态；

5、c.各测量系统的激光测距仪分别测出自身与被测线缆之间的间隔距离，并根据测得的间隔距离计算出被测线缆的理论直径；

6、d.根据线缆的理论直径调节各测量相机的测量高度，使测量相机在移动后处于对焦状态；

7、e.由测量相机对被测线缆的弦值进行测量，并基于测量得到的弦值计算出线缆外径；

8、f.对各测量相机测得的线缆外径取平均值，得到被测线缆的实际外径。

9、前述的一种线缆外径的非接触式测量方法中，所述步骤b中测量系统的移动方向随被测线缆在测量相机视野内的相对位置进行调整，当被测线缆处于测量相机的视野中心时，测量系统与被测线缆处于同轴状态，且激光测距仪的探测点位于线缆中心。

10、前述的一种线缆外径的非接触式测量方法中，所述步骤c中理论直径的计算方式具体包括以下步骤：

11、c1.以每个测量系统为基础建立第一直角坐标系，并计算出该测量系统中激光测距仪的探测点在第一直角坐标系中的坐标；

12、c2.对多个第一直角坐标系进行整合生成第二直角坐标系，并以各测量系统的探测点坐标为基础生成正圆，正圆的直径即为线缆的理论直径。

13、前述的一种线缆外径的非接触式测量方法中，所述步骤e中线缆外径的计算方式具体包括以下步骤：

14、e1.以线缆弦值a、线缆直径b和弦值高度c为基础建立弦值对照关系，弦值对照关系中不同数值的线缆弦值a、线缆直径b和弦值高度c之间相互对应，且弦值高度c与测量相机的测量高度相互关联并预设；

15、e2.测量相机在测量后，先根据测量相机的测量高度得到与之关联的弦值高度c，再基于弦值高度c和测得的线缆弦值a结合弦值对照关系找出对应的线缆直径b，该线缆直径b即为被测线缆的外径。

16、基于前述的一种线缆外径的非接触式测量方法所用的测量装置，包括环形的测量架，测量架的中部设有供线缆穿过的开口，测量架的四周呈环形分布有多个测量系统，所述测量系统包括位于测量架上第一滑动架，第一滑动架上分别设连接有激光测距仪和第二滑动架，第一滑动架和第二滑动架的滑动方向呈相互垂直设置，第二滑动架上连接有测量相机。

17、前述的测量装置中，所述测量系统还包括设置在测量架上的底光源，底光源和测量相机呈相对设置在开口的两侧。

18、前述的测量装置中，所述测量系统倾斜设置在测量架上，所述开口下端设有供线缆表面水分流落的滴水区，滴水区位于相邻测量系统的间隔处。

19、前述的测量装置中，所述测量架包括相互铰接的第一架体和第二架体，第一架体的下端连接有升降机，升降机的下端连接有可横向移动的导轨架。

20、与现有技术相比，本发明具有以下特点：

21、(1)本发明通过将测量系统随被测线缆在测量相机视野内的相对位置进行移动，使得测量相机和激光测距仪能够在测量前移动至与线缆处于同轴状态，从而提高测量相机对线缆的测量准确度；当激光测距仪移动到位后，通过由激光测距仪对线缆进行测量，并配合本发明的计算方式限定，使得本发明能够计算出被测线缆的理论直径，从而一方面能够使测量相机能够根据被测线缆的理论直径调节自身的测量高度，从而省去测量相机基于线缆图像清晰度的测量高度调节工序，提高其测量效率；另一方面当被测线缆的理论直径确定后，测量相机测得弦长在被测线缆中的相对位置也随之确定，从而方便本发明的后期比对；

22、(2)通过将测量相机测得的弦值结合弦值对照关系进行推导，则能够根据当前测得的弦值数值获取到被测线缆的实际外径，从而相比现有直接测量的方式有效减少其测量误差，进一步提高本发明的测量准确度；

23、(3)通过将各测量系统倾斜设置在测量架上，并在测量架的下端留出供水分流落的滴水区，则能够有效避免被测线缆的水分滴落至测量系统上，进一步提高测量系统的稳定性和测量效果；

24、所以，本发明能够有效提高对线缆外径的测量准确度。

技术特征：

1.一种线缆外径的非接触式测量方法，其特征在于,包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种线缆外径的非接触式测量方法，其特征在于：所述步骤b中测量系统的移动方向随被测线缆在测量相机视野内的相对位置进行调整，当被测线缆处于测量相机的视野中心时，测量系统与被测线缆处于同轴状态，且激光测距仪的探测点位于线缆中心。

3.根据权利要求1所述的一种线缆外径的非接触式测量方法，其特征在于，所述步骤c中理论直径的计算方式具体包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种线缆外径的非接触式测量方法，其特征在于，所述步骤e中线缆外径的计算方式具体包括以下步骤：

5.基于权利要求1-4中所述的一种线缆外径的非接触式测量方法所用的测量装置，其特征在于：包括环形的测量架(1)，测量架(1)的中部设有供线缆穿过的开口(2)，测量架(1)的四周呈环形分布有多个测量系统，所述测量系统包括位于测量架(1)上第一滑动架(3)，第一滑动架(3)上分别设连接有激光测距仪(4)和第二滑动架(5)，第一滑动架(3)和第二滑动架(5)的滑动方向呈相互垂直设置，第二滑动架(5)上连接有测量相机(6)。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于：所述测量系统还包括设置在测量架(1)上的底光源(7)，底光源(7)和测量相机(6)呈相对设置在开口(2)的两侧。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于：所述测量系统倾斜设置在测量架(1)上，所述开口(2)下端设有供线缆表面水分流落的滴水区(8)，滴水区(8)位于相邻测量系统的间隔处。

8.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于：所述测量架(1)包括相互铰接的第一架体(101)和第二架体(102)，第一架体(101)的下端连接有升降机(9)，升降机(9)的下端连接有可横向移动的导轨架(10)。

技术总结
本发明公开了一种线缆外径的非接触式测量方法,包括以下步骤：以一个测量相机和一个激光测距仪为一组测量系统，多组测量系统呈环形分布在被测线缆四周；各测量系统分别移动至与被测线缆处于同轴状态；各测量系统的激光测距仪分别测出自身与被测线缆之间的间隔距离，并根据测得的间隔距离计算出被测线缆的理论直径；根据线缆的理论直径调节各测量相机的测量高度，使测量相机在移动后处于对焦状态；由测量相机对被测线缆的弦值进行测量，并基于测量得到的弦值计算出线缆外径；对各测量相机测得的线缆外径取平均值，得到被测线缆的实际外径。本发明能够有效提高对线缆外径的测量准确度。

技术研发人员：袁泽文,施冠群,陈欢,徐峻,张松
受保护的技术使用者：杭州多普勒智能测控有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24