一种钢管长度测量系统的制作方法

本实用新型涉及钢管测量技术领域，尤其涉及一种钢管长度测量系统。

背景技术：

钢管精整生产线中有一道工序，要对每根钢管的长度进行测量。目前在用的钢管自动测长系统基本可以分为两种：一种是使用推钢装置将到位静止的钢管前推一定的距离，通过与推钢装置同步旋转的编码器和按顺序安装的光电传感器来计算钢管长度；另一种是采用在线测长，即通过旋转辊道带动钢管轴向平移，利用压在钢管上的摩擦轮的运动带动脉冲编码器，并结合光电传感器来计算钢管长度。现有的测长系统测量步骤复杂，精度较差，而且无法实现远程通信。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种钢管长度测量系统，以解决现有技术中的不足。

为了达到上述目的，本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

提供一种钢管长度测量系统，包括输送辊道、第一光电开关组、第二光电开关组、FPGA可编程器件、CCD图像传感器组、以及分别连接所述FPGA可编程器件的CCD驱动电路、信号调理电路、LCD显示电路、RS-485通信电路以及键盘输入电路，所述CCD图像传感器组包括2个CCD图像传感器且分别设于所述输送辊道的同侧，所述第一光电开关组和所述第二光电开关组分别设于2个所述CCD图像传感器之间，所述FPGA可编程器件生成CCD驱动信号，控制所述CCD图像传感器组完成数据的采集和处理，然后通过控制所述LCD显示电路和所述RS-485通信电路实现数据的显示与传输。

上述钢管长度测量系统，其中，所述FPGA可编程器件基于EP3C25E144C8N实现，所述CCD图像传感器组基于TCDl206SUP实现。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

可以快捷地实现对钢管长度高精度的测量，并通过RS-485通信实现测量结果的传输，增强了系统的远程控制性能和资源共享。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型钢管长度测量系统的测量原理示意图；

图2示出了本实用新型钢管长度测量系统的结构示意框图；

图3示出了本实用新型钢管长度测量系统的信号调理电路的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1、图2所示，本实用新型钢管长度测量系统包括输送辊道1、第一光电开关组2、第二光电开关组3、FPGA可编程器件4、CCD图像传感器组、以及分别连接FPGA可编程器件4的CCD驱动电路6、信号调理电路7、LCD显示电路8、RS-485通信电路9以及键盘输入电路10，CCD图像传感器组包括2个CCD图像传感器51；52且分别设于输送辊道1的同侧，第一光电开关组2和第二光电开关组3分别设于2个CCD图像传感器之间，FPGA可编程器件4生成CCD驱动信号，控制CCD图像传感器组完成数据的采集和处理，然后通过控制LCD显示电路8和RS-485通信电路9实现数据的显示与传输。本技术方案中，FPGA可编程器件4基于EP3C25E144C8N实现，CCD图像传感器组基于TCDl206SUP实现。

继续参看图示，CCD图像传感器51为CCD1，CCD图像传感器52为CCD2，CCD1用来测量钢坯的总长，CCD2用来测量钢坯的段长，当钢坯切头后碰到第一光电开关组2时，用CCD1相机测出钢坯的尾部长度为X0。假设第一光电开关组2到CCD1像机测量视场的左边缘为L0，则总长为Ln+X0。测出总长后，经过计算机配尺后，由CCD2控制剪切长度，通过CCD2测出段长，当钢坯的头部碰上第二光电开关组3时，CCD2开始测量。假设CCD2测出的长度为X1，第二光电开关组3和剪口之间的距离为L1，则段长即为L1+X1，段长是在线实时测量、实时显示的。测量X0，X1的过程是这样的：由于测量对象为热轧钢坯，温度在1000℃左右，本身就是一个发光体。因此测量对象无需外用光源照明，光电开关采用主动式工作，当钢坯运行挡住光电开关发射的信号，光电开关信号就通过测量控制板产生外部中断信号，向计算机申请外部中断，控制CCD摄像机进行数据采集，对采集结果进行滤波后，进行二值化处理，并进行一系列的标定、处理，即可得到被测钢坯的长度。

信号调理电路7是传感器与微处理器之间的转接部分，由于传感器采集到信号一般能量弱，干扰强，且为模拟信号，所以调理电路的主要功能是对信号进行滤波、放大以及A/D转换等处理。LCD显示电路8实现数据的显示功能，使操作人员能了解实时测量数据，并对其作出相应处理。现场的测量仪器和上位机的通讯距离较远，所以，本系统采用RS-485通信，当前工业现场总线中以RS-485使用最为普遍，这种网络结构因硬件设计简单、控制方便、成本低廉、通信速率高等优点而应用广泛。本案中，CCD驱动电路6选用独立脉冲源，由晶体振荡器构成时钟发生电路，输出频率为4MHz的时钟脉冲，经4分频器得到频率为lMHz的时钟脉冲，再经脉宽调制器合成占空比为1：3的复位脉冲φR，时钟脉冲φ1为0.5MHz，由脉冲信号8分频得到，φ2由φ1反相产生。信号调理器是测试系统的重要部分，它在数据采集系统之前对传感器输出信号进行调理，从而提高了数据采集系统的性能和可靠性。常用的调理内容主要有放大、隔离、滤波、通道切换和直接传感器调理等。根据设计要求，本信号调理电路主要是将CCD传感器的信号进行放大，隔离和滤波，考虑到工业应用系统中采集的信号弱、干扰大，频率低等特点，放大电路采用由两片AD526构成的程控放大电路(PGA)和美国BB公司生产的IS0130隔离放大电路两部分组成，具有良好的暂态抗扰性和优良的抗离频噪声性能等优点，能有效地抑制共模干扰电压，FPGA通过对SWO、SWl和SW2的控制，改变放大器的放大倍数，提高测量的灵敏度。A/D转换器则选用AD770l，AD7701是单片16位A/D转换电路，仅为0.001 5％的线性误差，采用LC2工艺技术制造，内置自校准电路，串行输出接口，可方便地与单片机配接，同时具有功耗低、精度高、抗干扰能力强等特点，适合于在要求精度较高的仪器仪表、秤重计量、参数检测、数据采集和其他测量设备。滤波电路则利用FPGA的可编程功能，生成FIR滤波器内核，实现对信号的滤波处理，信号调理原理图如图3所示。

从上述实施例可以看出，本实用新型的优势在于：

可以快捷地实现对钢管长度高精度的测量，并通过RS-485通信实现测量结果的传输，增强了系统的远程控制性能和资源共享。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。