[发明专利]一种光学成像系统

说明书

本发明公开了一种光学成像系统，适于采集管状元件端部的坡口的图像，包括：环形光组件，包括环形光源，所述环形光源适于对所述坡口进行环形光的打光；同轴光组件，包括同轴光源，所述同轴光源位于所述环形光源后方，并适于对所述坡口进行同轴光的打光，其中，所述同轴光源的光轴与所述环形光源的光轴同轴；以及拍摄组件，包括相机以及与相机连接的镜头，所述拍摄组件位于所述同轴光源后方，适于采集所述管状元件的坡口图像。本发明的光学成像系统，能精确、清晰、全面地显示坡上的毛刺、缺边、断裂等缺陷，从而提高对坡口缺陷检测的精度。

技术领域

本发明涉及坡口检测技术领域，尤其涉及一种光学成像系统。

背景技术

核能作为一种清洁、高效、无污染的清洁能源，已被广泛应用于军事、生产和经济等领域，随着环境污染的加剧和传统化石类能源的枯竭，大规模、广领域、高技术的核能发电已成为大势所趋。由于重水反应堆具备残留废物少、能量利用率高和工业应用技术成熟度高等特点，其在世界范围的核电系统均具有广泛的应用。核燃料棒是重水反应堆的基元，其加工生产的质量直接关系到核电站的正常运行。由于锆材料在高温、高辐射状态下仍能保持良好的金属特性，一般采用锆合金管将核燃料包起来以防止裂变产物溢出。锆管内部需填充核燃料，且填充完成的锆管也需要在两端焊接端塞以防止内部燃料与外部环境接触。在焊接端塞之前，需在锆管两端车出用于焊接的坡口，坡口质量的好坏直接影响焊接的成功率，而端塞焊接不良的核燃料棒在参与核反应时会造成裂变产物泄漏，进而导致安全事故的发生。因此，对核电用锆管进行坡口缺陷检测显得尤为重要。

坡口的缺陷检测一般采用机器视觉检测技术，机器视觉是给机器加装视觉装置，使机器具有类似于人类的视觉功能，从而提高机器的自动化和智能化程度，代替人类完成一些危险、枯燥或者繁重的工作。由于机械视觉具有精度高、非接触、兼容性好等优点,因此，在工业生产中，机械视觉被越来越多的自动化设备与高精度检测设备所采用。对机器视觉而言，光学成像系统至关重要。良好的光学成像系统可以提高图像质量，突出被测特征与背景的对比度，同时可以简化算法的运算，提高系统的稳定性与精度。在实际生产过程中，外部环境与实验室条件相比存在更大的干扰，故，设计的光学成像系统既要满足图像处理算法的需求，又要具备较强的鲁棒性，同时便于自动化工作流程的实现。

由于锆管具有高反射的微观环状坡口，而现有技术中的光学成像系统，难以实现对这种高反射的坡口倒角和坡口倒角面的清晰打光，所采集的图像的成像效果并不理想，也势必会影响视觉检测设备的正常运行。

发明内容

为此，本发明提供了一种光学成像系统，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种光学成像系统，适于采集管状元件端部的坡口的图像，包括：环形光组件，包括环形光源，所述环形光源适于对所述坡口进行环形光的打光；同轴光组件，包括同轴光源，所述同轴光源位于所述环形光源后方，并适于对所述坡口进行同轴光的打光，其中，所述同轴光源的光轴与所述环形光源的光轴同轴；以及拍摄组件，包括相机以及与相机连接的镜头，所述拍摄组件位于所述同轴光源后方，适于采集所述管状元件的坡口图像。

可选地，在根据本发明的光学成像系统中，还包括：第一底板，所述环形光组件、同轴光组件、拍摄组件依次布置在所述第一底板上；以及驱动装置，与所述第一底板耦接，所述驱动装置适于驱动第一底板运动，以便带动所述环形光组件、同轴光组件、拍摄组件运动。

可选地，在根据本发明的光学成像系统中，所述环形光组件还包括环形光调节装置，所述环形光调节装置与所述环形光源连接，并适于调节环形光的打光位置。

可选地，在根据本发明的光学成像系统中，所述同轴光组件还包括同轴光调节装置，所述同轴光调节装置与所述同轴光源连接，并适于调节同轴光的打光位置。