[实用新型]一种用于非接触式管径测量的装置

说明书

本实用新型公开了一种用于非接触式管径测量的装置，属于数字图像处理领域，由准直光源、像屏，用于放置待测管材的一对V形支架、CCD图像采集系统组成，利用准直光将被测圆形管材投影在像屏上，利用CCD图像采集系统采集管材在像屏上投影。与其他计算机视觉尺寸测量不同在于设置了上下两个标准圆柱，标准圆柱与管材上边界具有相似投影灰度图像，以标准圆柱作为像素测量基准提高了测量精度；V形支架提高了待测管材的定位精度，特别适用于流水线上管材直径快速、高精度检测；测量过程管材无需受力，还适用于柔性材料管材直径测量。

技术领域

本实用新型属涉及的是工业流水线管材直径非接触高精度测量装置，特别是基于数字图像处理技术的相似管径高精度自动测量装置。

背景技术

各种材质管材在日常生产、生活方面有着广泛的应用，而传统对管材直径高精度检测方法是利用卡尺或千分尺等工具手工进行测量，这种依靠人力完成测量，存在速度慢，劳动强度大，抽检率低等诸多不足。另外，若待测管材自身材质较易变形，则利用游标卡尺等接触方法测量，往往测量误差较大。

采用光学方法进行测量具有成本低、高速、非接触等优点。传统计算机图像处理方式测量其图像测量精度为像素量级，对于流水线管径偏差较小，测量精度要求较高的场合，往往不能满足需求，引入数字散斑相关算法可以提高图像测量精度到0.01像素，大大提高了尺寸测量精度。另外采用非接触测量方法不会导致测量过程中受力变形对测量结果产生影响。

实用新型内容

本实用新型为克服现有非接触测量方式精度不高且待测管材放置位置不准确的技术问题，提供了一种用于非接触式管径测量的装置，沿着光线传播方向依次包括：平行光准直系统、像屏、远心成像镜头、CCD图像采集系统；平行光准直系统发出的平行光光轴为水平方向，在平行光准直系统与像屏之间垂直光轴的水平方向上还设置有一对V形支架；所述一对V形支架上V形槽底连线水平且垂直于光轴；所述的一对V形支架上还设置有两根与V形槽底连线平行的标准圆柱，所述两根标准圆柱分别固定于所述一对V形支架的正上方和正下方；平行光准直系统出射的平行光垂直入射至固定于所述一对V形支架的正上方和正下方的两根标准圆柱，实时的将所述两根标准圆柱的像投影在像屏上，所述远心成像镜头用于将像屏上的投影像呈现在CCD图像采集系统中。所述远心成像镜头，保证物平面不同位置对应物像放大倍数一致。

上述装置的工作原理为：利用准直光将被测圆形管材投影在像屏上，利用CCD图像采集系统采集管材在像屏上投影，与其他计算机视觉尺寸测量不同在于本新型设置了上下两根标准圆柱；标准圆柱投影边界与待测管材具有相似的投影边界，因此可以通过上下两根便准圆柱作为像素测量基准。且由于采用了一对V形支架来放置待测管材，V形支架的槽底线和待测管材平行，因此可以提高定位精度。上述装置特别适用于流水线上管材直径快速、高精度检测；测量过程管材无需受力，还适用于柔性材料管材直径测量。

综上，本技术方案中所采集数字图像为标准圆柱边缘与被测管径投影，由于标准圆柱边界与管径边界具有一个相似投影灰度形貌，因此可保证相关运算测量精度，另外，通过两对边界运算可以消除平行光投影直边衍射对测量结果影响。

附图说明

图1：为用于非接触式管径测量的装置示意图；

其中：1-平行光准直系统、2-标准圆柱、3-V形支架、4-像屏、5-远心成像物镜、6-CCD图像采集装置。

图2：为用于非接触式管径测量的装置工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：