[发明专利]一种管材直径及表面凹凸检测仪

摘要

本发明提供一种管材直径及表面凹凸检测仪，包括形成发光单元的红外光发射电路和第一光学镜头，以及依序相连形成成像处理单元的第二光学镜头、光成像模块和处理器，且发光单元与成像处理单元之间预留有一定距离用于置放待测管材；红外光发射电路通过第一光学镜头向待测管材发射三路红外光，包括三个红外光发射源、一恒流管及一温度补偿电路；光成像模块接收通过待测管材时形成的遮挡阴影图像，并转换成电荷包后再转换为时序电压信号；处理器用于接收时序电压信号并进行二值化分析处理后，生成待测管材直径及表面凹凸对应的数据。实施本发明，能够同时检测管材直径及表面凹凸，且具有成本低廉，维修简便、易操作，检测数据准确等优点。

主权项

1.一种管材直径及表面凹凸检测仪，其特征在于，包括红外光发射电路、第一光学镜头、第二光学镜头、光成像模块和处理器；其中，所述红外光发射电路与所述第一光学镜头相连形成发光单元，所述第二光学镜头、所述光成像模块及所述处理器依序相连形成成像处理单元，且所述发光单元与所述成像处理单元之间预留有一定距离用于置放待测管材；所述红外光发射电路用于通过所述第一光学镜头向所述待测管材发射三路红外光，包括三个红外光发射源、一恒流管及一温度补偿电路；其中，所述三个红外光发射源与所述恒流管串接在一起，并在所述恒流管的两端上并接有所述温度补偿电路；所述光成像模块用于接收所述第二光学镜头汇聚所述三路红外光通过所述待测管材时形成的遮挡阴影图像，并将所述形成的遮挡阴影图像转换成电荷包，且进一步将所述电荷包转换为时序电压信号；所述处理器用于接收所述时序电压信号并进行二值化分析处理后，生成所述待测管材直径及表面凹凸对应的数据；光成像模块为可见光CMOS成像模块，该可见光CMOS成像模块包括由光电二极管阵列构成的像敏模块阵列和MOS场效应管集成电路，该光电二极管阵列构成的像敏模块阵列为即线阵CCD；其中待测管材直径是通过以下方法获得：被三个红外光发射源均匀照明的待测管材通过第二光学镜头成像到线阵CCD的像敏面上时，由于待测管材的成像呈黑白分明的光强分布，使得线阵CCD的像敏单元上生成待测管材尺寸信息的电荷包，通过线阵CCD及其驱动器将载有尺寸信息的电荷包转换为时序电压信号，并输出波形，根据输出波形，在处理器中得到待测管材在像方的尺寸，再根据成像物镜的物像关系，找出光学成像系统中第一光学镜头和第二光学镜头的放大倍率β，便可以利用公式(1)计算出待测管材的实际尺寸DD＝D′/β   (1)式(1)中，D′为计算出的待测管材尺寸的理论数据；其中待测管材表面凹凸数据是通过以下方法获得：由于管材的外型一般为圆柱形，为了能够精确的检测出整个表面，所述的三个红外光发射源采用了Y，X，Z坐标布置，三个红外光发射源的3路红外光通过第一光学镜头扩散成平行光照在与之成直线的3路第二光学镜头上，第二光学镜头将平行光汇聚成光束到用于接收的三路线阵CCD上形成光电转换过程，在正常测量时由于管材挡在发射和接收上使线阵CCD上形成了部分阴影，处理器根据线阵CCD上的阵列，计算出直径和表面凹凸量。