尺寸檢測在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等領(lǐng)域中占有重要地位。動態(tài)測徑是對生產(chǎn)過程中產(chǎn)品或半成品的直徑進(jìn)行在線檢測，以便隨時檢查其合格率，發(fā)現(xiàn)問題，及時進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此往往是工業(yè)生產(chǎn)中提高產(chǎn)量和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)用于高速線材的在線檢測，需要考慮到方方面面的問題，如：高溫、高速、粉塵、水霧等。為此線材在線檢測系統(tǒng)在解決以上問題的同時，要做到精準(zhǔn)測量，并能實時在線檢測。
那么，為什么要選擇這種檢測設(shè)備呢?下面，藍(lán)鵬測控為您解答：
CCD及其在工業(yè)動態(tài)檢測中應(yīng)用的優(yōu)點
工業(yè)生產(chǎn)情況各異，現(xiàn)場條件一般較差，往往存在電氣干擾嚴(yán)重、灰塵多、振動大、溫度高等不利因素，測量對象也常常是振動幅度大，速度快、產(chǎn)量高。因此，要求測量儀器檢測及時，穩(wěn)定可靠，壽命長，便于維修。 電荷禍合器件(CCD)是1970年首先由美國貝爾實驗室研制成功的半導(dǎo)體集成器件。線材測徑儀采用線陣CCD，它具有體積小、重量輕、功耗小、壽命長、可靠性高等優(yōu)點。CCD光敏單元緊密排列，單元之間的間距小達(dá)十幾微米，加上光學(xué)放大倍數(shù)的選擇，可使測量達(dá)到很高的精度。施加驅(qū)動脈沖，即可實現(xiàn)自掃描而輸出脈沖信號，再經(jīng)放大便可直接進(jìn)入計數(shù)器。因此，器件本身即同時具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，可避免單獨模數(shù)轉(zhuǎn)換的量化誤差。同時也不需機械掃描裝置，使儀器結(jié)構(gòu)簡單可靠。CCD輸出脈沖頻率可達(dá)幾兆周以上，能實現(xiàn)高速掃描，對于高速運動物體的動態(tài)檢測特別有利。線材測徑儀則是采用CCD對被測高速線材實現(xiàn)高精度的線徑尺寸在線檢測。
熱軋線材測徑儀
線材截面為橢圓形，其長軸短軸尺寸公差允許在±0.5mm以內(nèi)，同時要求zui大外徑與zui小外徑之差小于0.5mm。軋制時線材溫度達(dá)1050℃左右，行進(jìn)速度快，存在快速振動和繞軸扭動。要求測出截面的長軸、短軸尺寸及zui大徑差。
由于線材截面為橢圓形，且行進(jìn)中有扭動，同一方向不同時間測得的尺寸是不*的，因此不能簡單采用多次測量結(jié)果求平均值的方法。但既然扭動是隨時存在的，我們正好可以利用這一特點來制訂出*檢測的測量方案。如下圖所示，采用八組固定的光電系統(tǒng),八組光電測頭均勻分布于被測物周圍，測頭間距為22.5°，這是只要被測線材輕微扭轉(zhuǎn)，即可測得*的線徑尺寸值，如被測物線材不旋轉(zhuǎn)，也可采用旋轉(zhuǎn)式八軸測頭進(jìn)行檢測，從而實現(xiàn)線材的界面輪廓檢測。然后從八個方向上測量的數(shù)據(jù)，選出同一截面的zui大(小)值，通過計算處理，即可得到zui大直徑、zui小直徑、平均直徑、及橢圓度尺寸，線材測徑儀的測量精度可以達(dá)到0.02mm。
熱軋線材測徑儀設(shè)計
線材截面為橢圓形，被測線材為高溫紅熱狀，放出大量熱量。我們選用了長焦距的遠(yuǎn)心平行光源對線材直接成象。使透鏡及CCD遠(yuǎn)離高溫線材。線材測徑儀采用正壓分流冷卻防塵技術(shù)，對測徑儀內(nèi)部進(jìn)行冷卻防塵，保證其測頭無粉塵、無水霧、無氧化鐵皮等的干擾，同時保證測徑儀可以測量1000℃左右的高溫線材的線徑尺寸。熱軋線材會有自發(fā)光，其自發(fā)光一般為紅光及紅外光，因此，所選用的光源就要避免這一波長的光源，以被CCD芯片接收，線材測徑儀采用520nm波長的固定波長的光源進(jìn)行檢測，并在CCD芯片前安裝有濾光鏡片，以實現(xiàn)高精度的尺寸測量，其外，線材測徑儀的測頭采用LED燈作為點光源使用，具有節(jié)能、長壽、環(huán)保、無頻閃。寬電壓等優(yōu)勢，其使用壽命可長達(dá)80000小時，作為線材測徑儀的光源使用，為其提供長時間的照明，保證測徑儀的使用壽命。
現(xiàn)場抗干擾問題
熱軋車間現(xiàn)場條件惡劣，灰塵多，水汽多，振動大，電氣干擾嚴(yán)重，在示波器上可以看到大量干擾波。在這種環(huán)境中要使儀器可靠地工作，必須采取一系列抗干擾的措施。
線材測徑儀采用全鑄鐵結(jié)構(gòu)，密封性好，光電部件遠(yuǎn)離線材等特點，在防止高溫、水汽干擾方面起了重要作用。采用正壓分流冷卻防塵技術(shù)，將水汽、灰塵、氧化鐵皮等雜物吹離線材測徑儀，尤其是鏡頭附近，并起到良好的冷卻作用，使得測徑儀可以測量高溫線材， 并在-15~+50℃的溫度范圍內(nèi)工作。為了提高測徑儀的環(huán)境適應(yīng)性和性能穩(wěn)定性，開發(fā)出的電路系統(tǒng)直接將采集到的原始數(shù)據(jù)傳送至工控機計算。在測徑儀及其安裝現(xiàn)場只有一個信號采集電路和一些簡單的通訊設(shè)施，避免了高溫、粉塵和電磁干擾對計算電路的影響，提高了測徑儀對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。同時，減少了計算電路也等于減少了一個出故障的環(huán)節(jié)，使得全套設(shè)備的運行穩(wěn)定性大大提高。
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