摘要：外徑測(cè)量?jī)x是產(chǎn)線直徑尺寸在線檢測(cè)的精密儀器，發(fā)展至今，已有很多原理的測(cè)徑儀問(wèn)世并應(yīng)用，本文主要介紹了7種原理的在線外徑測(cè)量?jī)x。

關(guān)鍵詞：外徑測(cè)量?jī)x,激光測(cè)徑儀,光電測(cè)徑儀,機(jī)器視覺(jué)測(cè)徑儀

1、前言

外徑作為基礎(chǔ)的幾何尺寸，一直是截面為圓形的產(chǎn)品重點(diǎn)檢測(cè)品質(zhì)之一，因此在自動(dòng)化產(chǎn)線廣泛應(yīng)用的現(xiàn)今，在線外徑測(cè)量?jī)x也成了不可或缺的檢測(cè)設(shè)備。本文就簡(jiǎn)單的整理了7種不同檢測(cè)原理的在線外徑檢測(cè)設(shè)備，以應(yīng)對(duì)各種類型的產(chǎn)品檢測(cè)。

2、測(cè)量原理分類

按大類分，外徑測(cè)量?jī)x主要由激光、光電、機(jī)器視覺(jué)三大原理，每種原理下又由不同的原理制成的測(cè)徑儀。

2.1、激光測(cè)量原理

2.1.1、激光掃描原理

激光掃描測(cè)徑儀系統(tǒng)采用激光器發(fā)出的光束通過(guò)多面體掃描轉(zhuǎn)鏡和掃描光學(xué)系統(tǒng)后，形成與光軸平行的連續(xù)高速掃描光束，對(duì)被置于測(cè)量區(qū)域的的工件進(jìn)行高速掃描，并由放在工件對(duì)面的光電接收器接收，投射到光電光電接收器上的光線在光束掃描工件時(shí)被遮斷，所以通過(guò)分析光電接受器輸出的信號(hào)，可獲得與工件直徑有關(guān)系的數(shù)據(jù)。

2.1.2、激光衍射原理

利用衍射原理測(cè)量細(xì)線的直徑，只適用于測(cè)小直徑的細(xì)絲，而且越細(xì)越好，因?yàn)榇思夹g(shù)是利用衍射原理，理論只有當(dāng)波長(zhǎng)與被測(cè)物相近或大于被測(cè)長(zhǎng)物時(shí)衍射最明顯。

2.1.3、大直徑激光測(cè)徑儀

采用進(jìn)口二維激光測(cè)量傳感器測(cè)量螺旋管的外徑。二維激光測(cè)量傳感器是可以同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向尺寸的高精度傳感器。傳感器發(fā)出一束線性激光，當(dāng)激光照射到物體時(shí)其漫反射光返回至傳感器的接收系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)返回光束的處理可以測(cè)量出X軸和Z軸的尺寸。根據(jù)兩個(gè)傳感器的間距和傳感器Z軸方向的測(cè)量數(shù)據(jù)最小值計(jì)算螺旋管直徑。

2.2、光電檢測(cè)原理

2.2.1、平行光檢測(cè)原理

發(fā)射鏡頭內(nèi)置一個(gè)點(diǎn)光源，點(diǎn)光源發(fā)出的光通過(guò)透鏡系統(tǒng)（即鏡片組）后形成準(zhǔn)直平行光視場(chǎng)。準(zhǔn)直平行光直接射向接收鏡頭，經(jīng)過(guò)接收鏡頭內(nèi)的透鏡系統(tǒng)后聚焦，通過(guò)位于焦點(diǎn)位置的光闌小孔后在CCD芯片上成像。當(dāng)視場(chǎng)中通過(guò)被測(cè)物時(shí)，被測(cè)物遮擋的部位將在CCD上出現(xiàn)一個(gè)邊界清晰的陰影。通過(guò)陰影可計(jì)算得到外徑尺寸。

2.2.2、雙測(cè)頭原理

雙測(cè)頭原理可適用于大口徑管材、棒材的檢測(cè)，是以平行光檢測(cè)原理為基礎(chǔ)制造而成，被測(cè)鋼管的規(guī)格較多且直徑較大，為適應(yīng)不同規(guī)格鋼管的測(cè)量，測(cè)徑儀采用間距可調(diào)式測(cè)頭布置形式。如果規(guī)格少，最大與最小外徑相差小，則采用固定間距雙測(cè)頭。

2套發(fā)射鏡頭分別發(fā)射出平行光射向2套接收鏡頭，通過(guò)接收鏡頭內(nèi)的透鏡使平行光束在光電轉(zhuǎn)換元件上成像。當(dāng)2束平行光內(nèi)放入被測(cè)物時(shí)，在光電轉(zhuǎn)換元件的像上就會(huì)出現(xiàn)虛擬的陰影，設(shè)其寬度分別為L(zhǎng)1、L2。經(jīng)過(guò)對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件發(fā)出的電信號(hào)的處理和計(jì)算可以得出L1、L2所對(duì)應(yīng)的尺寸A1、A2，A1加A2再加上兩個(gè)鏡頭之間的凈間距B即可得出被測(cè)物的尺寸D。

2.2.3、廣角測(cè)量原理

采用廣角測(cè)頭測(cè)量，測(cè)頭豎直布置，利用光電測(cè)頭的CCD采集電路配合廣角鏡頭構(gòu)成的大視角光電測(cè)頭。與廣角測(cè)頭配合使用的光源為L(zhǎng)ED條形光源，光源的長(zhǎng)度根據(jù)測(cè)頭的視野角度和距離確定。由于廣角測(cè)頭成像時(shí)存在成像大小隨物距變化而變化的現(xiàn)象，所以利用廣角測(cè)頭測(cè)量需要進(jìn)行物距修正。同樣可定制成雙廣角測(cè)頭用于大口徑產(chǎn)品的檢測(cè)。

2.3、機(jī)器視覺(jué)原理

在正交模型下，利用圖像的像素比例進(jìn)行尺寸測(cè)量的。檢測(cè)的核心部件為工業(yè)相機(jī)，工控機(jī)，相機(jī)支架等，其中工控機(jī)是利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理、分析和理解視覺(jué)信息的。

3、總結(jié)

以上即是常用的7種原理的在線測(cè)徑儀，目前對(duì)大部分產(chǎn)品而言，常用的還是光電平行光測(cè)徑儀與激光掃描測(cè)徑儀，而光電型測(cè)徑儀又因無(wú)高速旋轉(zhuǎn)部件，使用壽命增長(zhǎng)，并且更不易損壞。其實(shí)具體的測(cè)徑儀完全可以根據(jù)具體生產(chǎn)需求進(jìn)行定制。