[发明专利]一种水切割用超高压水射流长度和半径的测量方法

摘要

本发明公开了一种水切割用超高压水射流长度和半径的测量方法，属于水切割机切割头性能检测技术领域。按照本发明设计的方式组合和搭建测试设备，使相机(1)、水箱(2)、工作台(3)、盖板(4)、工件(5)、黑色幕板(6)、切割头(7)处于既定的空间位置，使得射流与周围环境反差增大，并获得参考长度h。在工件(5)中心打圆柱孔，在盖板(4)上打矩形孔。使用过曝光手段拍摄射流。将所得图像进行筛选后导入图像后处理软件，基于拍摄图像测量射流的某段像素长度或某处半径的像素长度，再通过既定的参考长度与其像素长度之比换算出实际长度或半径。运用本发明对切割头性能进行评估，安全、准确，具有很高的可操作性。

主权项

一种水切割用超高压水射流长度和半径的测量方法，其特征在于，具体步骤为：(A).向水箱(2)注水，水位由溢流孔(8)来控制，水位高度为出溢流孔(8)的高度；(B).调节切割头(7)的位置，使切割头(7)的喷口对准工作台(3)的镂空处，射流从镂空处进入水箱；将切割头(7)固定在滑块(12)上，滑块可在切割头支架的轨道上进行纵向运动从而调节切割头的高度，支架(9)可在悬臂(11)上进行横向运动，通过移动悬臂(11)的位置来实现切割头(7)的前向运动；(C).将盖板(4)置于工作台(3)之上，盖板(4)的尺寸与工作台(3)相同，盖板(4)上开有矩形孔(10)；(D).在过流部件(5)中心开一圆柱形通孔，将过流部件(5)置于切割头正下方，调整过流部件(5)的位置，使切割头(7)的轴线与圆柱形通孔的孔心重合；(E).将黑色幕板(6)置于过流部件(5)的后方并与过流部件(5)贴合；(F).调节切割头(7)的高度，控制其出口端面与过流部件(5)的上端面的距离为确定值h；(G).调节黑色幕板(6)的位置，使黑色幕板(6)的中心部位与切割头(7)的轴线重合；根据切割头(7)的位置定位数码相机(1)，使数码相机(1)镜头的中心与黑色幕板(6)的中心重合；数码相机(1)距离切割头(7)的距离根据焦距的需要在合适的范围内自定；(H).通过高压水管将增压器与切割头进水口相连，启动增压器，切割头(7)开始进行喷射；(I).射流击穿盖板后开始进行拍摄，黑色幕板(6)加大了射流与周围环境的反差，拍摄射流时，增强数码相机(1)的对比度；调大光圈值，使用连拍模式，在10秒内曝光若干次；拍摄过程中若改变运行参数或是更换喷嘴，需待射流稳定后再进行拍摄；(J).获得了图像之后先对每组图像进行筛选，在每组幅图像中，如果有某幅图像与其他幅差异明显，则剔除该幅图像；(K).将图像导入至Matlab或是Photoshop中，显示像素或是长度标尺；(L).对射流边缘的颜色进行采样，再以采样值为阀值进行对比度增强处理(二值化)，使得射流的边缘与环境的差异更加明显；(M).对某轴向距离的射流半径进行测量时，将该轴向位置附近区域的图像放大，获得更为细致的图像和长度相适应的标尺；在Matlab或是Photoshop中，标尺会随着图像的放大而给出相应精度的刻度，因此图像的测量精度很高。测量相应位置的射流半径W，W的值为以像素为单位的长度，需以h为长度参考进行换算得到实际半径w，换算式如下： h H = w W .