[发明专利]一种狭长腔体的内膛轮廓测量方法在审
申请号: | 201811061567.4 | 申请日: | 2018-09-12 |
公开(公告)号: | CN108827186A | 公开(公告)日: | 2018-11-16 |
发明(设计)人: | 曹荣刚;董二娃 | 申请(专利权)人: | 北京理工大学 |
主分类号: | G01B11/24 | 分类号: | G01B11/24;G01C7/06 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 100081 *** | 国省代码: | 北京;11 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 体内 轮廓测量 测量装置 系统提供 狭长腔 身管 轴向 校对 测距 在线自动测量 轴向位移测量 电磁发射器 测距系统 测量火炮 光学基准 横向位移 基准测量 轮廓检测 轮廓扫描 全局基准 狭长腔体 校对系统 轴向距离 轴向位移 发生器 锥形光 内膛 准直 口径 全局 | ||
本发明公开了一种针对狭长腔体内膛轮廓测量方法,该方法实现了快速、准确地在线自动测量。同时该方法提供了一种光学基准校对方法,和一种轴向测距方法。通过全局基准校对系统获取测量装置和平行光束的相对夹角和相对横向位移,最终为整个系统提供全局准直校对方案;通过轴向测距系统获取测量装置和锥形光发生器的轴向距离,最终为整个系统提供轴向位移信息。本发明腔体内膛轮廓测量方法适用于测量火炮身管,电磁发射器身管,狭长管道等不同口径大小的腔体内膛轮廓。本发明提出的腔体内膛轮廓扫描方法,解决了狭长腔体内膛轮廓检测问题,且提供了一种更有效的基准测量方法和轴向位移测量。
技术领域
本发明涉及一种狭长腔体的内膛轮廓测量系统,属于光电测量技术领域。
背景技术
电磁轨道发射过程中,脉冲大电流高速滑动电接触过程产生的各种损伤都会在轨道内膛留下不同的物理特征和现象,对轨道内膛形态的测量测试和研究分析,是分析各种损伤物理机理、解决损伤问题、评估发射器使用寿命的重要手段。同时狭长腔体内膛轮廓的测量研究对于火炮身管寿命评估、各种管道损伤探测等也具有重要的参考意义。
对于内膛轮廓扫描,就表面形态扫描而言,大致可以分为机械接触测量和光学测量两类。
(1)机械接触式。目前已有的接触机械式表面轮廓扫描仪采用的是接触式的压力传感器,通过对内膛表面的直接接触测量从而得到内膛的轮廓形状。其装置基于机械接触的可伸缩的探针,沿着被测物体表面移动,进而通过探针伸缩的相对位移测量得到物体表面形态信息。该方法操作和测量需要基准面,现有的商用表面轮廓测量仪器通常对被测试测量的尺寸有要求,结构复杂,使用时的限制条件较多。
(2)光学测量方法。光学测量内膛轮廓早期多利用激光三角测量法以二维位置传感器和激光器作为基本元器件,测量适于微细管道及深孔的三维重建系统。例如在管道测量、传统火炮内膛测量等场合,该种系统主要由管道机器人、形貌检测器和曲率检测器等部分组成。形貌检测器可以采集管道内壁截面信息,并计算出界面换上的点在局部坐标系中的位置。曲率检测器负责管孔中心轴线在检测器采样位置处的局部几何性质,并完成管道中轴线的构建,进而可以实现管道内表面的三维重建。
对于内膛表面形态的扫描目前还有一种基于环形光切图像法的管内壁测量系统。测量系统主要由半导体激光器、环形光发生器以及摄像机组成。来自光环发生器的环形光带投射于被测管内壁上并成像于摄像机。根据光散射和反射的理论,测量系统参数被选择以优化系统。
本发明中采用的激光光学三角法具有高精度、非接触的特点,并可提供定量检测结果和被检管道任意位置横截面显示图、轴向展开图、三维立体显示图等。随着光学和微电子学的发展,微小的光学三角探头己研制成功,并被用于管道内壁的无损检测。激光光学三角法测量系统由光学三角头、运动控制、定位系统、数据显示及其分析系统组成。激光三角法的测量原理如图1所示,管道内表面的缺陷可由内表面相对于基准线的高度变化来表示,当准直激光束照射到被测表面时,表面高度的变化致使成像点位置发生移动,透镜将照射点成像到光电探测器上,同时探测器的像平面上记录该点的位置。用于镜面反射表面的检测,利用光电探测器获取的反射光点的位置来判断表面缺陷;用于粗糙表面或有特殊反射的管道表面的检测,光电探测器从被测表面收集发散的反射光,激光垂直入射,成像透镜过对物体表面漫反射的光线成像,在像面上放置的横向光电效应传感器件用于接收成像光点,并将光信号转换成电信。由于成像点位置与内表面高度之间存在直接联系,故通过计算表面高度图可实现表面缺陷检测。
中国专利公开说明书CN202329405U公开了一种火炮身管内膛检测系统,其结构包括安装于轴杆上的定心机构和内径测量机构,所述定心机构包括固定于轴杆上的固定板、端部与所述固定板铰接并环布于固定板的若干伞骨以及安装于所述轴杆上的用于将伞骨撑开的弹性支撑机构。该装置虽然采用了准直定心,但其通过轴杆定心,适用身管身管口径大,应用于内膛100mm到155mm的身管。同时该装置通过轴杆推进量确定测量位置。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京理工大学,未经北京理工大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201811061567.4/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:一种轨道车辆车身的三维重建装置及三维重建方法
- 下一篇:一种三维轮廓测量系统