[发明专利]一种基于机器视觉的低频振动校准装置

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的低频振动校准装置，属于振动校准技术领域。振动台，用于提供低频振动校准的激励信号；标定板，用于成像及图像采集设备中视觉装置的标定；照明设备，必要时用于提供成像及图像采集设备的照明；成像及图像采集设备，实时拍摄并采集振动台工作台面移动序列图像，用于低频振动校准；图像传输设备，用于实时传输成像及图像采集设备采集的低频振动序列图像；图像处理及显示设备，用于处理采集到的振动序列图像，所测低频振动的储存数据及波形显示，输出校准结果。与传统的低频振动校准装置相比，本装置操作简单、方便，只需调整视觉装置中相机的安装高度与镜头焦距，得到不同校准频率下合适的校准视场，即可实现低频振动校准。

技术领域

本发明属于振动校准技术领域，尤其适用于低频、大振幅的高精度振动传感器及测量仪校准。

背景技术

低频振动传感器及测量仪被广泛用于桥梁建筑、地震、精密仪器、航空航天等领域的实时监控与振动参数测量。振动传感器及测量仪由于生产过程中的制造误差等原因或投入使用一段时间后设备老化等原因使其性能指标可能发生变化，导致振动传感器及测量仪所测得振动数据不准确，因此需要定期对振动传感器及测量仪进行校准。振动传感器及测量仪的校准是保证振动传感器及测量仪所测数据准确、可靠的前提。低频振动具有能量大、破坏性强的特点，低频振动传感器或测量仪用于低频振动信号的测量，因此对于低频振动传感器及测量仪的校准具有重要意义。

典型的振动传感器及测量仪校准方法有激光干涉绝对法校准、比较法校准等。该类校准装置及方法对于中高频振动传感器及测量仪校准结果很好，但对于超低频或低频、大振幅的振动传感器及测量仪校准，其无法在振动传感器及测量仪的整个测量范围内保证较好的校准结果。虽然目前校准技术人员对于低频、大振幅的振动传感器及测量仪的绝对法与比较法校准提出了许多改进与优化方案，但总体校准结果还是达不到振动传感器及测量仪在整个测量范围内高精度校准的需求。激光干涉绝对法在低频、大振幅时会出现散斑噪声，激光与振动台面很难保证严格垂直，且易受到环境噪声的影响，激光干涉仪成本较高，激光干涉绝对法只有在校准环境达到一定要求时才能保证低频振动传感器及测量仪的高精度校准；比较法在低频、大振幅时标准传感器的自身精度有限，使得整体校准结果精度不高。

因此，针对目前激光干涉绝对法与比较法对于低频、大振幅振动传感器及测量仪校准的不足，本发明提供一种操作简单、校准系统价格低、校准环境要求低、在振动传感器及测量仪的测量范围内实现高精度校准的低频振动校准装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作方便、校准系统成本低、校准环境要求低、整个测量范围内高精度校准的低频振动校准装置。

本发明实施实例提供一种基于机器视觉的低频振动校准装置，包括：

振动台，用于提供低频振动校准的激励信号；

标定板，用于成像及图像采集设备中视觉装置的标定；

照明设备，必要时用于提供成像及图像采集设备的照明；

成像及图像采集设备，实时拍摄并采集用于低频振动校准的振动台移动序列图像；

图像传输设备，用于实时传输成像及图像采集设备采集的低频振动序列图像；

图像处理及显示设备，用于处理采集到的振动序列图像，所测低频振动的数据存储及波形显示，输出校准结果。

所述振动台为提供标准低频振动激励信号的低频振动台，其由基座与振动工作台面组成。

所述照明设备为自然光源或白炽灯或日光灯。

所述成像及图像采集设备包括视觉装置与图像采集卡及隔振台等其他附属设备，隔振台用于固定视觉装置并使其垂直于振动台工作台面。

所述标定板选用几何尺寸已知的棋盘格方格板。