專利名稱：一種測(cè)徑儀光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種冶金行業(yè)棒線材軋制過(guò)程中對(duì)棒線材進(jìn)行在線實(shí)時(shí)測(cè)量的測(cè)徑裝置。
背景技術(shù)：
棒線材在線測(cè)量至今仍然是冶金行業(yè)中的一個(gè)難題。對(duì)于螺紋鋼或圓鋼之類的線材目前也有相關(guān)的測(cè)量設(shè)備，如天津市兆瑞測(cè)控技術(shù)有限公司提供的相關(guān)測(cè)徑儀設(shè)備就是非接觸式在線檢測(cè)設(shè)備，有關(guān)技術(shù)內(nèi)容在其專利中均有記載，名稱為“高精度防塵測(cè)徑儀”(ZL200520123889)、“固定測(cè)頭式線、棒材測(cè)徑儀(ZL200520123887. X) ”及“可實(shí)現(xiàn)徑向調(diào)整的測(cè)徑儀”(ZL200520123888.4)等，上述技術(shù)方案中設(shè)置了由支架和主盤體構(gòu)成的機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置光源和對(duì)應(yīng)的相機(jī)即所謂的探頭組件，光源和對(duì)應(yīng)的相機(jī)徑向一一對(duì)應(yīng)周向均勻布置多組，機(jī)架上有通孔供線材通過(guò)，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)棒線材的照相裝置。上述方案的基本構(gòu)造是屬于固定式的機(jī)架，就是說(shuō)機(jī)架只能夠在小范圍內(nèi)實(shí)施水平和垂直方向的位移調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完畢后機(jī)架保持固定，當(dāng)然在測(cè)量時(shí)光源和對(duì)應(yīng)的相機(jī)也是固定的，上述方案存在的缺陷主要表現(xiàn)在1、光源和相機(jī)需要均勻布置多組，甚至說(shuō)越多測(cè)量越精確，實(shí)際上是難以實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)然上述固定式的測(cè)徑裝置測(cè)量精度低是必然；其實(shí)施例中給出的探頭數(shù)目至少7個(gè)，這樣就必然顯著增加光學(xué)元件的成本，且給布線帶來(lái)困難；同時(shí)，機(jī)架下方采用滾輪支撐的方式在軋鋼車間內(nèi)放置是無(wú)法保持位置穩(wěn)定的，因?yàn)椋a(chǎn)車間的震動(dòng)十分強(qiáng)烈，滾輪十分容易位移，設(shè)備只要出現(xiàn)少許位移或跳動(dòng)，幾乎可以說(shuō)就無(wú)法測(cè)量了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)徑儀光源裝置，光源合理、穩(wěn)定地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)底盤上， 提高測(cè)量的可靠性和精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于 設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤上有供棒線材物料通過(guò)的通孔，LED光源燈固定在通孔旁側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤的盤面上，轉(zhuǎn)動(dòng)底盤的盤面上還設(shè)置有光源準(zhǔn)直鏡，所述的LED光源燈提供的光源從光源準(zhǔn)直鏡的一側(cè)進(jìn)入、另一側(cè)擴(kuò)展為連續(xù)的平行光束射出， 所述的平行光束指向通孔中部通過(guò)的待測(cè)棒線材物料上。由上述技術(shù)方案可知，光源本體采用LED光源燈可以提供低能耗、亮度高、色譜穩(wěn)定的基本光源，比現(xiàn)有技術(shù)中采用的鹵素?zé)糇鳛楣庠雌涫褂脡勖鼜?00小時(shí)顯著提高到 100000小時(shí)，因?yàn)樽鳛闇y(cè)徑儀這種設(shè)備就其使用環(huán)境和操作人員來(lái)講，均不許頻繁更換光源燈；由于是動(dòng)態(tài)測(cè)量，所以光源保持穩(wěn)定的平行光束且繞著待測(cè)棒線材物料為中心轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)其周邊整體輪廓實(shí)施全方位的照射，所以在成像裝置上可以獲得待測(cè)棒線材物料的全部信息，從而可以獲得待測(cè)棒線材物料完整的尺寸信息，從而為獲取待測(cè)棒線材物料的真實(shí)尺寸提供了基本保證，進(jìn)而提高了測(cè)徑儀的測(cè)量精度；另外，由于光源是設(shè)置在作轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的部件即轉(zhuǎn)動(dòng)底盤上的，零件越少越有利于布置，可以方便地實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡、避免轉(zhuǎn)動(dòng)整體出現(xiàn)偏心矩，有利于轉(zhuǎn)動(dòng)支撐的實(shí)現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是反光鏡的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式一種測(cè)徑儀光源裝置，包括設(shè)置在機(jī)箱1內(nèi)的由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤 2上有供棒線材物料通過(guò)的通孔3，LED光源燈10固定在通孔3旁側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2的盤面上，轉(zhuǎn)動(dòng)底盤10的盤面上還設(shè)置有光源準(zhǔn)直鏡20，所述的LED光源燈10提供的光源從光源準(zhǔn)直鏡20的一側(cè)進(jìn)入、另一側(cè)擴(kuò)展為連續(xù)的平行光束射出，所述的平行光束指向通孔3中部通過(guò)的待測(cè)棒線材物料上。為便于說(shuō)明，先對(duì)測(cè)徑儀的基本結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)要說(shuō)明如下測(cè)徑儀包括機(jī)箱1， 機(jī)箱1內(nèi)設(shè)置有用于轉(zhuǎn)動(dòng)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承件以及驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以由電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2上設(shè)置有光源裝置和成像裝置，成像裝置主要包括CCD攝像頭4等。轉(zhuǎn)動(dòng)底盤3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光源準(zhǔn)直鏡20射出的平行光束始終指向待測(cè)棒線材物料上，這樣當(dāng)待測(cè)棒線材物料通過(guò)平行光線照射的區(qū)域后，由于擋光產(chǎn)生陰影，這樣在高分辨率線陣CCD攝像頭4就出現(xiàn)了暗區(qū)，暗區(qū)就反映了被測(cè)物體的尺寸，高分辨率線陣CXD攝像頭4將收集到的這種信號(hào)傳送至中央處理器，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理后，轉(zhuǎn)換為被測(cè)物的實(shí)際直徑參數(shù)。本發(fā)明就是為提供上述平行光線而設(shè)計(jì)的，以提高并確保測(cè)量精度和可靠性。以下對(duì)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。所述的光源準(zhǔn)直鏡20的進(jìn)光側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2的盤面上設(shè)置反射光鏡40，所述的 LED光源燈10指向反射光鏡40，通過(guò)反射光鏡40來(lái)縮短光路，從而減小了準(zhǔn)直光源光路系統(tǒng)空間。光源準(zhǔn)直鏡20的作用就是將LED光源發(fā)出的光線準(zhǔn)直成平行光束。所述的光源準(zhǔn)直鏡20的出光側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2的盤面上設(shè)置反光鏡30，所述的反光鏡30反射的平行光束指向通孔3中部通過(guò)的待測(cè)棒線材物料上，具體講就是將光源準(zhǔn)直鏡 20射出的平行光束通過(guò)反光鏡30轉(zhuǎn)向90度角，照射到被測(cè)物體上。如圖1所示，光線由所述的LED光源燈10提供，并經(jīng)由反射光鏡40、光源準(zhǔn)直鏡 20入射到反光鏡30，這期間的光線均與反光鏡30反射的光線方向相互偏離，就是說(shuō)在光源側(cè)，只有反光鏡30反射的光線直接指向被測(cè)物體所在位置，其余光線均與被測(cè)物體所在位置相互偏離，這樣就避免其它光線射向被測(cè)物體對(duì)成像效果產(chǎn)生干擾。另外，因?yàn)檫h(yuǎn)心成像光路需要大的景深，所以光束數(shù)值孔徑要小。因?yàn)檫h(yuǎn)心成像的光路需要遠(yuǎn)心的照明光路，所以小的數(shù)值孔徑的照明光束要求有長(zhǎng)焦距的準(zhǔn)直透鏡。在一定的測(cè)徑儀體積的限制下，本發(fā)明設(shè)置反射鏡即利用反射光鏡40、反光鏡30兩次反射來(lái)縮短光路，從而減小了準(zhǔn)直光源光路系統(tǒng)空間。所述的LED光源燈10選用選用的顏色與待測(cè)棒線材物料的顏色存在便于識(shí)別的色差，這樣有利于成像的識(shí)別和處理，具體可以選用小于600nm波段光源色，優(yōu)選藍(lán)色光源，這樣可以避免高溫物體發(fā)射紅外線的干擾。
所述的反光鏡30反射的平行光束與待測(cè)棒線材物料的行進(jìn)方向垂直且光束的徑向?qū)挾却笥诖郎y(cè)棒線材物料的直徑，即光束在徑向方向上的照射范圍大于待測(cè)棒線材物料的直徑，這樣就可以保證測(cè)量到待測(cè)棒線材物料的直徑的全部信息。所述的光源準(zhǔn)直鏡20的進(jìn)光側(cè)和出光側(cè)分別設(shè)置反射光鏡40和反光鏡30，所述的LED光源燈10位于光源準(zhǔn)直鏡20外側(cè)的靠近轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2的盤面邊緣處，這樣既有利布置元器件、容易滿足動(dòng)平衡的布置要求，又可以保證所述的LED光源燈10的電源線的接入與布置，同時(shí)又能使LED光源燈10發(fā)出的光線、經(jīng)由反射光鏡40、光源準(zhǔn)直鏡20的光線與反光鏡30反射到待測(cè)棒線材物料的光線處在盡可能大的偏離位置，最大限度地保證成像光源的單一性，從而確保成像質(zhì)量。作為優(yōu)選方案，所述的反光鏡30有兩片反光片30a、30b構(gòu)成，反光片30a、30b為長(zhǎng)方形的反光面且反射光指向待測(cè)棒線材物料位置處，兩反光片30a、30b的一端短邊接近并交叉布置，且兩者的反光面與待測(cè)棒線材物料的行進(jìn)方向平行，所述的光源準(zhǔn)直鏡20和 LED光源燈10對(duì)應(yīng)于兩反光片30a、30b各布置一組。這樣布置實(shí)際上就是通過(guò)兩反光片 30a、30b分別對(duì)應(yīng)一組光源準(zhǔn)直鏡20、LED光源燈10及反射光鏡40，兩反光片30a、30b實(shí)際上就是提供了入口側(cè)的準(zhǔn)直平行光線，具體安裝時(shí)，兩反光片30a、30b的短邊與轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2 的盤面保持垂直，這樣上述兩反光片30a、30b上反射的平行光束在待測(cè)棒線材物料徑向方向上相互疊加，該光線照射到待測(cè)棒線材物料上的徑向區(qū)域范圍幾乎增加一倍，保證了大直徑物料的測(cè)量。這樣就可以選擇小規(guī)格尺寸的光學(xué)元器件的情況下完成大規(guī)格直徑物料的測(cè)量，同時(shí)顯著降低產(chǎn)品成本，另外方便零部件的對(duì)稱布置，便于滿足動(dòng)平衡要求。如圖1、2.所示，所述的兩反光片30a、30b的一端短邊處構(gòu)成十字對(duì)稱交叉狀布置，兩者的角平分線指向通孔3的中心，這樣可以保證待測(cè)棒線材物料的中部也在成像區(qū)域范圍內(nèi)，從而獲得待測(cè)棒線材物料的完整信息。結(jié)合圖2，反光鏡30包括相互準(zhǔn)直的兩塊平面反射鏡片即反光片30a、30b，兩塊反光片30a、30b安裝在圓形的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤1上，兩塊反光片30a、30b垂直方向(以下簡(jiǎn)稱垂直方向)上呈上下分布，兩塊反光片30a、30b光路入口反射鏡將兩個(gè)相對(duì)的由光源準(zhǔn)直鏡20 出射的平行光束分別轉(zhuǎn)向90度，變成同一方向的平行光束徑向疊加后照射到被測(cè)物體上， 為成像測(cè)量提供光源。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于設(shè)置在機(jī)箱(1)內(nèi)的由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤( 上有供棒線材物料通過(guò)的通孔(3)，LED光源燈(10)固定在通孔C3)旁側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤( 的盤面上，轉(zhuǎn)動(dòng)底盤( 的盤面上還設(shè)置有光源準(zhǔn)直鏡(20)，所述的LED光源燈(10)提供的光源從光源準(zhǔn)直鏡00)的一側(cè)進(jìn)入、另一側(cè)擴(kuò)展為連續(xù)的平行光束射出，所述的平行光束指向通孔(3)中部通過(guò)的待測(cè)棒線材物料上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于所述的光源準(zhǔn)直鏡00)的進(jìn)光側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤O)的盤面上設(shè)置反射光鏡(40)，所述的LED光源燈(10)指向反射光鏡 00)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于所述的光源準(zhǔn)直鏡00) 的出光側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤(2)的盤面上設(shè)置反光鏡(30)，所述的反光鏡(30)反射的平行光束指向通孔(3)中部通過(guò)的待測(cè)棒線材物料上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于所述的LED光源燈(10) 選用的顏色與待測(cè)棒線材物料的顏色存在便于識(shí)別的色差。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于所述的反光鏡(30)反射的平行光束與待測(cè)棒線材物料的行進(jìn)方向垂直且光束在徑向方向上的照射范圍大于待測(cè)棒線材物料的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于所述的光源準(zhǔn)直鏡00)的進(jìn)光側(cè)和出光側(cè)分別設(shè)置反射光鏡GO)和反光鏡(30)，所述的LED光源燈(10)位于光源準(zhǔn)直鏡O0)外側(cè)的靠近轉(zhuǎn)動(dòng)底盤O)的盤面邊緣處。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于述的LED光源燈(10)選用小于600nm波段光源色，優(yōu)選藍(lán)色光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于所述的反光鏡(30)有兩片反光片(30a)、(30b)構(gòu)成，反光片(30a)、(30b)為長(zhǎng)方形的反光面且反射光指向待測(cè)棒線材物料位置處，兩反光片(30a)、(30b)的一端短邊接近并交叉布置，且兩者的反光面與待測(cè)棒線材物料的行進(jìn)方向平行，所述的光源準(zhǔn)直鏡O0)和LED光源燈(10)對(duì)應(yīng)于兩反光片 (30a)、(30b)各布置一組。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于所述的兩反光片(30a)、(30b) 的一端短邊處構(gòu)成十字對(duì)稱交叉狀布置，兩者的角平分線指向通孔(3)的中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)徑儀光源裝置，其特征在于兩塊反光片(30a)、(30b)安裝在圓形的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤1上，兩塊反光片(30a)、(30b)鏡面垂直且呈上下分布，兩塊反光片 (30a)、(30b)光路入口反射鏡將兩個(gè)相對(duì)的由光源準(zhǔn)直鏡O0)出射的平行光束分別轉(zhuǎn)向 90度，變成同一方向的平行光束徑向疊加后照射到被測(cè)物體上。
全文摘要
本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，具體涉及冶金行業(yè)棒線材軋制過(guò)程中對(duì)棒線材進(jìn)行在線實(shí)時(shí)測(cè)量的測(cè)徑裝置。本發(fā)明包括設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤上有供棒線材物料通過(guò)的通孔，LED光源燈固定在通孔旁側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)底盤的盤面上，轉(zhuǎn)動(dòng)底盤的盤面上還設(shè)置有光源準(zhǔn)直鏡，所述的LED光源燈提供的光源從光源準(zhǔn)直鏡的一側(cè)進(jìn)入、另一側(cè)擴(kuò)展為連續(xù)的平行光束射出，所述的平行光束指向通孔中部通過(guò)的待測(cè)棒線材物料上。本發(fā)明可使光源合理、穩(wěn)定地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)底盤上，提高測(cè)量的可靠性和精度。
文檔編號(hào)F21V7/10GK102207376SQ201010562268
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月27日
發(fā)明者婁霆 申請(qǐng)人:合肥市百勝科技發(fā)展股份有限公司