專利名稱：測徑儀光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動態(tài)測量技術(shù)，具體涉及冶金行業(yè)棒線材軋制過程中對棒線材進(jìn)行在線實(shí)時測量的測徑裝置。
背景技術(shù)：
棒線材在線測量至今仍然是冶金行業(yè)中的一個難題。對于螺紋鋼或圓鋼之類的線材目前也有相關(guān)的測量設(shè)備，如天津市兆瑞測控技術(shù)有限公司提供的相關(guān)測徑儀設(shè)備就是非接觸式在線檢測設(shè)備，有關(guān)技術(shù)內(nèi)容在其專利中均有記載，名稱為“高精度防塵測徑儀”(ZL200520123889)、“固定測頭式線、棒材測徑儀(ZL200520123887. X) ”及“可實(shí)現(xiàn)徑向調(diào)整的測徑儀”(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)置光源和對應(yīng)的相機(jī)即所謂的探頭組件，光源和對應(yīng)的相機(jī)徑向一一對應(yīng)周向均勻布置多組，機(jī)架上有通孔供線材通過，這樣就實(shí)現(xiàn)了對棒線材的照相裝置。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)然在測量時光源和對應(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，甚至說越多測量越精確，實(shí)際上是難以實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)然上述固定式的測徑裝置測量精度低是必然；其實(shí)施例中給出的探頭數(shù)目至少7個，這樣就必然顯著增加光學(xué)元件的成本，且給布線帶來困難；同時，機(jī)架下方采用滾輪支撐的方式在軋鋼車間內(nèi)放置是無法保持位置穩(wěn)定的，因?yàn)椋a(chǎn)車間的震動十分強(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，幾乎可以說就無法測量了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測徑儀光源裝置，提供穩(wěn)定的光源以提高測量的可靠性和精度，同時確保在有限空間內(nèi)提供照射區(qū)域大的光束以滿足多種規(guī)格待測線棒材物料測
量需要。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)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動底盤上有供線棒材物料通過的通孔，兩路準(zhǔn)直的平行光束分別入射到反光鏡的兩個反光片上，由兩個反光片上發(fā)出的準(zhǔn)直的平行光束入射到通孔中部通過的待測線棒材物料上，兩個反光片上發(fā)出的準(zhǔn)直的平行光束沿線棒材物料徑向方向疊加后的照射區(qū)域大于兩單個反光片之一的平行光束在徑向方向上的照射區(qū)域。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的測量屬于動態(tài)測量，所以光源保持穩(wěn)定的平行光束且繞著待測棒線材物料為中心轉(zhuǎn)動對其周邊整體輪廓實(shí)施全方位的照射，所以在成像裝置上可以獲得待測棒線材物料的全部信息，從而可以獲得待測棒線材物料完整的尺寸信息，從而為獲取待測棒線材物料的真實(shí)尺寸提供了基本保證，進(jìn)而提高了測徑儀的測量精度；另外，由于光源是設(shè)置在作轉(zhuǎn)動運(yùn)動的部件即轉(zhuǎn)動底盤上的，采用較大尺寸的反光鏡將會占用其它零部件的布置，而且大尺寸的反光鏡要想獲得足夠的精度就會大大加之成本，本發(fā)明采用兩個反光片的合理組合提供了大區(qū)域的照射范圍，即平行光束沿線棒材物料徑向方向疊加后的照射區(qū)域大于單個反光片之一的平行光束的徑向區(qū)域，這樣既解決了部件的空間布置問題有顯著地降低了產(chǎn)品成本，并且鏡面的質(zhì)量和精度均有可靠的保證。


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)施例方式為便于說明，先對測徑儀的基本結(jié)構(gòu)和原理簡要說明如下測徑儀包括機(jī)箱1，機(jī)箱1內(nèi)設(shè)置有用于轉(zhuǎn)動支撐轉(zhuǎn)動底盤2轉(zhuǎn)動的軸承件以及驅(qū)動轉(zhuǎn)動底盤2轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以由電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)動底盤2上設(shè)置有光源裝置和成像裝置，成像裝置主要包括CCD攝像頭等。轉(zhuǎn)動底盤2轉(zhuǎn)動時，光源準(zhǔn)直鏡20射出的平行光束始終指向待測棒線材物料上，這樣當(dāng)待測棒線材物料通過平行光線照射的區(qū)域后，由于擋光產(chǎn)生陰影，這樣在在高分辨率線陣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傳送至中央處理器，經(jīng)過計算處理后，轉(zhuǎn)換為被測物的實(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)計的，以提高并確保測量精度和可靠性。以下對具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1、2所示，設(shè)置在機(jī)箱1內(nèi)的由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動底盤2上有供線棒材物料通過的通孔3，兩路準(zhǔn)直的平行光束分別入射到反光鏡30的兩個反光片30a、30b 上，由兩個反光片30a、30b上發(fā)出的準(zhǔn)直的平行光束入射到通孔3中部通過的待測線棒材物料上，兩個反光片30a、30b上發(fā)出的準(zhǔn)直的平行光束沿線棒材物料徑向方向疊加后的照射區(qū)域大于兩單個反光片30a、30b之一的平行光束在徑向方向上照射的區(qū)域。優(yōu)選而具體的方案就是所述的反光鏡30反射的平行光束與待測棒線材物料的行進(jìn)方向垂直且光束在徑向方向上的照射范圍大于待測棒線材物料的直徑。上述兩反光片30a、30b上反射的平行光束在待測棒線材物料徑向方向上相互疊加，該光線照射到待測棒線材物料上的徑向區(qū)域范圍幾乎增加一倍，保證大直徑物料的測量。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)格直徑物料的測量，同時顯著降低產(chǎn)品成本，另外方便零部件的對稱布置，便于滿足動平衡要求。所述的反光鏡30有兩片反光片30a、30b構(gòu)成，反光片30a、30b為長方形的反光面且反射光指向待測棒線材物料位置處，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棒線材物料的行進(jìn)方向平行，光源準(zhǔn)直鏡20和LED光源燈10對應(yīng)于兩反光片30a、30b各布置一組，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)動底盤2的盤面邊緣處，所述的LED光源燈10指向反射光鏡40。所述的光源準(zhǔn)直鏡20的進(jìn)光側(cè)的轉(zhuǎn)動底盤 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，通過反射光鏡40來縮短光路，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中部通過的待測棒線材物料上，具體講就是將光源準(zhǔn)直鏡 20射出的平行光束通過反光鏡30轉(zhuǎn)向90度角，照射到被測物體上。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，就是說在光源側(cè)，只有反光鏡30反射的光線直接指向被測物體所在位置，其余光線均與被測物體所在位置相互偏離且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，這樣就避免其它光線射向被測物體對成像效果產(chǎn)生干擾，從而確保成像質(zhì)量。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焦距的準(zhǔn)直透鏡。在一定的測徑儀體積的限制下，本發(fā)明設(shè)置反射鏡即利用反射光鏡40、反光鏡30兩次反射來縮短光路，從而減小了準(zhǔn)直光源光路系統(tǒng)空間。所述的平行光束的顏色與待測棒線材物料的顏色存在便于識別的色差，優(yōu)選方案就是所述的LED光源燈10選用小于600nm波段光源色，優(yōu)選藍(lán)色光源，這樣可以避免高溫物體發(fā)射紅外線的干擾，這樣有利于成像的識別和處理。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)動底盤1上，兩塊反光片30a、30b垂直方向(以下簡稱垂直方向)上呈上下分布，具體安裝時，兩塊反光片30a、30b的短邊與轉(zhuǎn)動底盤2的盤面保持垂直，兩塊反光片30a、30b光路入口反射鏡將兩個相對的由光源準(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物體上，為成像測量提供光源。
權(quán)利要求
1.一種測徑儀光源裝置，其特征在于設(shè)置在機(jī)箱(1)內(nèi)的由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動底盤( 上有供線棒材物料通過的通孔(3)，兩路準(zhǔn)直的平行光束分別入射到反光鏡 (30)的兩個反光片(30a)、(30b)上，由兩個反光片(30a)、(30b)上發(fā)出的準(zhǔn)直的平行光束入射到通孔(3)中部通過的待測線棒材物料上，兩個反光片(30a)、(30b)上發(fā)出的準(zhǔn)直的平行光束沿線棒材物料徑向方向疊加后的照射區(qū)域大于兩單個反光片(30a)、(30b)之一的平行光束在徑向方向上的照射區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測徑儀光源裝置，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棒線材物料的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測徑儀光源裝置，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)為長方形的反光面且反射光指向待測棒線材物料位置處，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棒線材物料的行進(jìn)方向平行，光源準(zhǔn)直鏡00)和LED光源燈(10)對應(yīng)于兩反光片(30a)、 (30b)各布置一組，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)動底盤O)的盤面邊緣處，所述的LED光源燈(10)指向反射光鏡00)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測徑儀光源裝置，其特征在于所述的平行光束的顏色與待測棒線材物料的顏色存在便于識別的色差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測徑儀光源裝置，其特征在于所述的LED光源燈(10)選用小于600nm波段光源色，優(yōu)選藍(lán)色光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測徑儀光源裝置，其特征在于所述的兩反光片(30a)、(30b) 的一端短邊處構(gòu)成十字對稱交叉狀布置，兩者的角平分線指向通孔(3)的中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測徑儀光源裝置，其特征在于兩塊反光片(30a)、(30b)安裝在圓形的轉(zhuǎn)動底盤( 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相對的由光源準(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物體上。
全文摘要
本發(fā)明涉及動態(tài)測量技術(shù)，具體涉及冶金行業(yè)棒線材軋制過程中對棒線材進(jìn)行在線實(shí)時測量的測徑裝置。本發(fā)明包括設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動底盤上有供線棒材物料通過的通孔，兩路準(zhǔn)直的平行光束分別入射到反光鏡的兩個反光片上，由兩個反光片上發(fā)出的準(zhǔn)直的平行光束入射到通孔中部通過的待測線棒材物料上，兩個反光片上發(fā)出的準(zhǔn)直的平行光束沿線棒材物料徑向方向疊加后的照射區(qū)域大于兩單個反光片之一的平行光束在徑向方向上的照射區(qū)域。本發(fā)明可提供穩(wěn)定的光源以提高測量的可靠性和精度，同時確保在有限空間內(nèi)提供照射區(qū)域大的光束以滿足多種規(guī)格待測線棒材物料測量需要。
文檔編號F21V19/00GK102168949SQ20101056269
公開日2011年8月31日 申請日期2010年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月27日
發(fā)明者婁霆 申請人:合肥市百勝科技發(fā)展股份有限公司