[实用新型]非接触式尺寸精确测量仪

说明书

技术领域

本实用新型属于精密测量仪器技术领域，涉及一种非接触式尺寸精确测量仪，用于在管线生产线上进行长度尺寸的精确检测。 

背景技术

在精密管材生产线上需要对产品的长度尺寸进行实时检测，检测精度的高低直接影响产品的质量。传统的接触式测量方法的精度和效率很低，而已现有的电容式、超声波、涡流式系统，虽然属于非接触检测方法，但因本身的局限性，在实际应用受到不同程度的限制。 

CCD图像传感器是由一种高感光度的半导体材料制成的模拟集成电路芯片，借助于光学系统和外围驱动电路，可将景物图像经过光敏区上逐点的光电信号转换、储存和传输，在输出端产生一种时序视频信号，从而把一幅按空间域分布的光学图像，变换成一列按时间分布的离散信号电压。它具有灵敏度高、结构紧凑、像素位置准确、自扫描、容易实现与单片机或计算机的智能化接口等一系列优点，成为光学方法测量仪中首选的光电接收传感器。 

因此，发明一种非接触式尺寸精确测量仪，利用CCD图像传感器作为光电接收传感器，实时采集管材生产线上的管材直径变化，对于保证管材的生产加工质量具有重要的实际意义。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种非接触式尺寸精确测量仪，用于在管线生产线上进行长度尺寸的精确检测。 

本实用新型采用的技术方案为：一种非接触式尺寸精确测量仪，包括光源、被测件、成像系统、驱动电路、线阵CCD、信号调理单元、单片机控制器、LED 显示器、标准脉冲输入单元和键盘；被测件置于光源和成像系统之间，成像系统、驱动电路和线阵CCD相连接，线阵CCD经信号调理单元与单片机控制器相连接，键盘、LED显示器、标准脉冲输入单元与单片机控制器相连接。 

单片机控制器选用AT89C51单片机，光源选用氦氖激光器，线阵CCD采用型号为CX212BK的图像传感器。 

本实用新型的有益效果是一种非接触式尺寸精确测量仪，采用新型光电器件线阵CCD作为测量用传感器，采取定标和数字滤波等措施提高测量精度，实现对线材的直径非接触式自动精确测量，具有结构简单、成本低、测量精度高等优点，便于推广和实际使用。 

附图说明

图1为本实用新型的系统组成图。 

图2为本实用新型的主程序流程图。 

具体实施方式

参照图1，一种非接触式尺寸精确测量仪，包括光源、被测件、成像系统、驱动电路、线阵CCD、信号调理单元、单片机控制器、LED显示器、标准脉冲输入单元和键盘；被测件置于光源和成像系统之间，成像系统、驱动电路和线阵CCD相连接，线阵CCD经信号调理单元与单片机控制器相连接，键盘、LED显示器、标准脉冲输入单元与单片机控制器相连接。 

单片机控制器选用AT89C51单片机，光源选用氦氖激光器，线阵CCD采用型号为CX212BK的图像传感器。 

光源选用氦氖激光器，采用背光照明方式，取得的成像效果较佳。它具有方向性强、光亮度高、单色性好、能量密度大等优点。 

单片机控制器选用AT89C51单片机，该器件采用ATMEL高密度、非易失存储 器制造技术，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚兼容。AT89C51是一种带4K字节闪速P烁可编程可擦除只读存储器的低功耗、高性能CMOS8位微控制器。外扩8254计数器是为了提高标准填充脉冲的计数频率，以提高计数值，确保测量精度。 

参照图2，被测件被均匀光源照明后，经成像系统按一定倍率成像，这个影像反映被测件的尺寸。在线阵CCD的光敏面上，线阵CCD把工件影像的光学信息转换成与光强成正比的电荷量。用一定频率的时序脉冲驱动线阵CCD，则在线阵CCD的输出端获得表示被测件的视频信号。该视频信号中每一个离散电压信号的大小对应着该光敏元所接收光强的强弱，而信号输出的时序则对应光敏元位置的顺序。利用先号调理单元对视频信号进行二值化处理后，得到矩形波的宽度，它与被测工件的一维尺寸成正比。再用单片机控制器对该矩形波进行测量、处理，即可得到被测件的尺寸。