随着技术的发展,工业自动化程度越来越高。线径作为线材和线缆电缆产品的一个重要参数指标,对其用卡尺进行手工测量的传统方法已经无法满足现代工业自动化的要求。
目前,国内外常采用激光扫描式传感器进行线径检测,但是这种方法的重复性会受到测头马达的高温及振动的影响,另外马达有速度的限制,并且会产生高热,以致降低使用寿命。
CCD电荷耦合器件作为一种微型图像传感器,既有光电转换功能,又具有信号电荷的存储、转移和输出功能,它能将一幅空间域分布的光学图像转换成一列时间域分布的离散信号,它具有灵敏度高,光谱响应宽,动态范围大等特点。
线阵CCD,作为一种高灵敏度光电传感器,它像元尺 寸小,几何精度高,配以适当的光学系统,可获得很高 的空间分辨率,在工业非接触检测和控制中会有广泛的应用前景。而光电测径仪就是配以远心平行光源进行在线检测线径的设备。
光电测径仪采用了最新型的扫描频率为15MHz的高频线阵CCD芯片及远心平行光源进行检测,而做为点光源的则是美国进口LED光源亮度高、寿命长、温度适应性强,使用寿命达到80000小时,无旋转部件,使用寿命长, 性能稳定,非常适合线径检测当中。
为了更适应与轧制生产现场,光电测径仪采用了以下技术及器件。
(1) 该系统采用CCD成像法和连续平均值测量,克服了传统的光束扫描测法无法连续测量的缺点, CCD光电测径仪更适合动态物体的检测,光电测径仪引入电子快门技术,采用高频测量系统,使其能实时不间断的得到被测线径尺寸,实现连续测量。
(2) 采用远心平行光源进行检测及小孔成像法,系统得到的是放大或缩小的实像,可防止由于目标位置的改变而引起镜片组放大或缩小倍率的改变,并确保测量的精确度,远心平行光源同样使的被测物置于平行光视场内的任一位置均可实现高精度的检测。
(3) 远心平行光源的点光源亮度可达到120~130lm(约合50000mcd),并且为固定波长520nm的绿色光源,同时在测头内采用滤光镜片,防止外界杂光、自然光、灯光等等对测量的干扰,提高系统的测量可靠性。
(4) 在线检测,往往面临着轧材抖动对测量结果影响的难题,为此光电测径仪通过采用亮度在50000mcd以上的进口LED光源,并引入电子快门技术,将测头的曝光时间缩短到了100微秒。消除了被测物抖动时的虚影现象。同时在电路系统中采用了光源—信号采集单元
脉冲同步、多路采集同步、信号采集—通讯传输同步等多项同步技术,彻底消除了抖动误差。
(5) 光电测径仪属于自动检测设备,因此无需工作人员实时看管,为了实时得知生产中的不合格产品,设计了超差声光报警系统,当生产中的尺寸超过上下限值时,声光报警系统启动,同时显示屏上显示超差数值。
(6) 为了得到更高质量的轧材,在生产中就要对轧材的线径尺寸进行控制,光电测径仪采用PID控制系统,可对接多种外接设备,形成闭环控制。从而实现线径尺寸的实时控制。
(7) 当然为了更准确的得到轧材的整体尺寸,数据存储也是必不可少的,光电测径仪具有RS422/RS485通信接口,可将数据传输到计算机上进行存储,便于对整体数据进行分析,同时也可作为出厂依据使用。
结语
光电测径仪为测量线材和线缆电缆等的直径提供了一种新型的在线动态非接触测量系统。光电测径仪使用方便简单,测量时具有省时、省力、工作可靠、效率高、可控制、无磨损等特点。光电测径仪系统具有广泛的应用前景。
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