专利名称：红热物体的便携式测径、测宽仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量技术领域，更进一步涉及一种光电测量仪器，用于对红热物体进行测量直径、宽度的红热物体的便携式测径、测宽仪。
在钢、铜、铝材料的热轧生产线中，对热轧材尺寸测量，目前采用的方法是在终轧时，对产品尺寸进行样板测量和在线测径、测宽。中科院上海技术物理研究所研制的“热轧钢材CCD光电在线检测系统”，就是应用于冶金轧钢行业热轧钢材的在线尺寸检测设备，该系统采用精密的CCD光电探测技术和先进的信息处理技术，操作方便。该仪器体积大，安装不方便，并需专门的控制室，其工作现场需要有自来水、压缩空气供测径仪冷却和清除光学镜头上灰尘。并且该仪器使用时，要安装导引装置，增加了钢材通过仪器的阻力，造成钢材偏离轨道，影响生产。
本发明的目的在于针对以上不足，提供一种具有分离式的光学对焦结构，在使用时不需冷却水、压缩空气以及附加导引装置的红热物体的便携式测径、测宽仪。
本实用新型包括光学部分和信号处理部分。光学部分中的光学透镜置于被测物体和分光镜之间，传感器和目视屏分别置于被测物体的光轴上，限位机构靠近被测物体。信号处理部分中滤波器与比较器和图像边缘识别电路相连，用于将传感器的模拟信号同时送入比较器和图像识别电路，比较器的输出接计数译码器的输入，显示器的输入端分别接译码器的输出端和图像边缘识别电路的输出端。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型的光学部分一种形式的示意图。
图2为本实用新型的光学部分另一种形式的示意图。
图3为本实用新型的信号处理部分方框图。
图4为本实用新型的滤波电路、比较电路电原理图。
图5为本实用新型计数译码电路的电原理图。
图6为本实用新型图像边缘识别电路的电原理图。
本实用新型光学部分中的光学透镜(2)为凸透镜，分光镜(3)为三角棱镜，被测物体(1)为红热发光物体，一种由铝板制成的Y型卡板的限位机构(6)，其开口靠近被测物体(1)，被测物体(1)与光学透镜(2)的距离为a，光学透镜(2)到固态图像传感器CCD(4)的距离为b，CCD(4)采用TCD141C固态图像传感器，透镜(2)的焦距f的设置应保证被测物体(1)在传感器(4)和目视屏(5)同时成像清晰，位置关系应使CCD的每个光敏元的尺寸C＝(0.01×2nb)／a，同时1／f＝1／a＋1／b。目视屏(5)为毛玻璃，用于测量运动物体时的对焦装置、目视屏(5)置于被测物体(1)的主光轴(7)上，CCD(4)置于被测物体(1)的分光轴(8)上。目视屏(5)还可置于被测物体(1)的分光轴(8)上，同时CCD(4)置于被测物体(1)的主光轴(7)上。
本实用新型的信号处理部分中的滤波器(9)为高通滤波器，它由三片LM318与电容C1、C2，电阻R1、R2构成。滤波器(9)用于将CCD(4)输出的两路与光强有关的脉冲信号分别进行隔直、放大后合成输出。由三片74LS162串联组成的计数器对CCD(4)的消除时钟S3进行分频获得信号CHO，比较器(10)将滤波器(9)输出的信号与地经1／2LM319比较输出后，与CHO共同输入到1／4LSO3后形成脉冲信号，送入计数译码器(12)中的CH1端。CHO信号经74LS123触发后输入计数译码器(12)的消除端CH3，CHO信号经反向器送入计数译码器CH2端。计数译码器(12)由四片74LS162A与四片74LS49及四个电阻排组成的四位计数译码器，用于对CCD信号计数显示。计数译码器(12)的计数时钟连接于CCD的主频时钟。显示器(13)由4700液晶显示屏组成。图像边缘识别电路(11)由6片LM318组成的采样保持比较器，3片74LS123组成的单稳触发器，1片74LS03组成的脉冲合成器共同构成，图像边缘识别电路(11)的输入端接滤波器(9)的输出端，(11)的输出端接显示器(13)，其作用是自动判别对焦准确性，只有对焦准确无误时，才有显示输出。
本实用新型可用于钢、铜、铝热轧生产线的在线检测，它带有目视屏、限位机构、图像边缘识别电路，因此，具有自动识别对焦准确度，判断测量范围，可在高温环境下进行非接触测量，使用时不需冷却系统，体积小，操作方便的特点。
权利要求1.红热物体的便携式测经、测宽仪，它包括光学部分以及信号处理部分，其特征是所述的光学部分中的光学透镜(2)置于被测物体(1)和分光镜(3)之间，传感器(4)和目视屏(5)分别置于被测物体(1)的光轴上，限位机构(6)靠近被测物体(1)；所述的信号处理部分中滤波器(9)与比较器(10)和图像边缘识别电路(11)相连，用于将传感器(4)的模拟信号同时送入比较器(10)和图像识别电路(11)，比较器(10)的输出接计数译码器(12)的输入，显示器(13)的输入端分别接译码器(12)的输出端和图像边缘识别电路(11)的输出端。
2.如权利要求1所述的便携式测径、测宽仪，其特征是所述的传感器(4)为固态图像传感器。
3.如权利要求1所述的便携式测径、测宽仪，其特征是所述的目视屏(5)置于被测物体(1)的主光轴(7)上，传感器(4)置于被测物体(1)的分光轴(8)上。
4.如权利要求1所述的便携式测径、测宽仪，其特征是所述的目视屏(5)置于被测物体(1)的分光轴(8)上，传感器(4)置于被测物体(1)的主光轴(7)上。
5.如权利要求1所述的便携式测径、测宽仪，其特征是所述的限位机械为Y型卡板。
6.如权利要求1所述的便携式测径、测宽仪，其特征是所述的滤波器(9)为高通滤波器。
7.如权利要求1所述的便携式测径、测宽仪，其特征是所述计数译码器(12)的显示控制端CH2接至多位计数器，用于在CCD消除时钟S3的控制下分频显示。
8.如权利要求1所述的便携式测径、测宽仪，其特征是所述的计数译码器(12)的计数时钟连接于CCD的主频时钟。
9.如权利要求1所述的便携式测径、测宽仪，其特征是所述的图像识别电路由6片LM318组成采样保持比较器，3片74LS123组成单稳触发器，1片74LS03组成脉冲合成器。
专利摘要本实用新型公开一种光电测量技术领域的用于对红热物体进行直径、宽度测量的仪器。它包括具有分离式光学对焦结构的光学部分和信号处理部分，CCD传感器和目视屏分别置于被测物体的光轴上，限位机构靠近被测物体。信号处理部分包括高通滤波器、比较器、图像边缘识别电路、计数译码器以及显示器。本实用新型可在高温环境下进行非接触测量，使用时不需冷却系统、操作方便、体积小、便于携带。
文档编号G01B11/02GK2169842SQ9321712
公开日1994年6月22日 申请日期1993年6月26日 优先权日1993年6月26日
发明者高云海, 王光铨, 金广祥, 李霞 申请人:高云海, 王光铨, 金广祥, 李霞