本發(fā)明涉及圖像監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀。

背景技術(shù)：

市場(chǎng)上的管材（如電線電纜、鋼管、玻璃管、PVC管等一些圓形或扁形材料）由于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在生產(chǎn)過(guò)程中必須對(duì)管材直徑及其表面凹凸進(jìn)行檢測(cè)和控制，否則將會(huì)生產(chǎn)出報(bào)廢產(chǎn)品，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。然而管材直徑及其表面凹凸檢測(cè)儀由于技術(shù)原因全部依賴于進(jìn)口，導(dǎo)致價(jià)格昂貴，訂貨周期長(zhǎng)，且維修復(fù)雜，替換件還需到國(guó)外換，給使用者帶來(lái)很大的麻煩。

現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)的管材直徑及其表面凹凸檢測(cè)儀有兩種：（一）激光測(cè)徑儀，激光測(cè)徑儀是一種基于激光掃描測(cè)量原理，對(duì)直徑、厚度、寬度、形等進(jìn)行快速非接觸測(cè)量的專業(yè)設(shè)備。 激光掃描測(cè)量技術(shù)利用激光光源優(yōu)良的焦點(diǎn)特性，使用快速飛點(diǎn)光掃描測(cè)量原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)直徑、厚度等幾何量的精密測(cè)量，其應(yīng)用系統(tǒng)是實(shí)施非接觸精密測(cè)量和控制的重要技術(shù)手段，缺點(diǎn)在于只能檢測(cè)直徑不能檢測(cè)凹凸；（二）凹凸檢測(cè)器，通過(guò)，紅外光幕高速掃描檢測(cè)到均勻地段的平均值判斷管材的凹凸缺陷，通過(guò)MCU做出判斷，輸出信號(hào)，缺點(diǎn)在于測(cè)量精度低，不能檢測(cè)出凹凸量大小和直徑。

因此，亟需一種管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀，既能檢測(cè)管材直徑，也能檢測(cè)管材表面凹凸，且具有成本低廉，維修簡(jiǎn)便、易操作，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀，能夠同時(shí)檢測(cè)管材直徑及表面凹凸，且具有成本低廉，維修簡(jiǎn)便、易操作，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀，包括紅外光發(fā)射電路、第一光學(xué)鏡頭、第二光學(xué)鏡頭、光成像模塊和處理器；其中，

所述紅外光發(fā)射電路與所述第一光學(xué)鏡頭相連形成發(fā)光單元，所述第二光學(xué)鏡頭、所述光成像模塊及所述處理器依序相連形成成像處理單元，且所述發(fā)光單元與所述成像處理單元之間預(yù)留有一定距離用于置放待測(cè)管材；

所述紅外光發(fā)射電路用于通過(guò)所述第一光學(xué)鏡頭向所述待測(cè)管材發(fā)射三路紅外光，包括三個(gè)紅外光發(fā)射源、一恒流管及一溫度補(bǔ)償電路；其中，所述三個(gè)紅外光發(fā)射源與所述恒流管串接在一起，并在所述恒流管的兩端上并接有所述溫度補(bǔ)償電路；

所述光成像模塊用于接收所述第二光學(xué)鏡頭匯聚所述三路紅外光通過(guò)所述待測(cè)管材時(shí)形成的遮擋陰影圖像，并將所述形成的遮擋陰影圖像轉(zhuǎn)換成電荷包，且進(jìn)一步將所述電荷包轉(zhuǎn)換為時(shí)序電壓信號(hào)；

所述處理器用于接收所述時(shí)序電壓信號(hào)并進(jìn)行二值化分析處理后，生成所述待測(cè)管材直徑及表面凹凸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

其中，所述成像處理單元還包括位于所述光成像模塊及所述處理器之間的放大電路，所述放大電路用于將所述時(shí)序電壓信號(hào)進(jìn)行放大。

其中，所述光成像模塊為可見(jiàn)光CMOS成像模塊，所述可見(jiàn)光CMOS成像模塊包括由光電二極管陣列構(gòu)成的像敏模塊陣列和MOS場(chǎng)效應(yīng)管集成電路。

其中，所述管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀還包括設(shè)置于所述成像處理單元中的存儲(chǔ)模塊，且所述存儲(chǔ)模塊與所述處理器相連。

其中，所述管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀還包括由液晶屏形成的顯示單元，且所述顯示單元與所述處理器相連，用于顯示所述待測(cè)管材直徑及表面凹凸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

其中，所述三個(gè)紅外光發(fā)射源均為發(fā)光二極管。

其中，所述溫度補(bǔ)償電路由型號(hào)為RCT500的可變電阻形成。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

1、在本發(fā)明實(shí)施例中，由于管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀中的紅外光發(fā)射電路、第一光學(xué)鏡頭、第二光學(xué)鏡頭、光成像模塊和處理器等采用模塊化設(shè)計(jì)，因此具有成本低廉，維修簡(jiǎn)便、易操作等優(yōu)點(diǎn)；

2、在本發(fā)明實(shí)施例中，由于管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀中紅外光發(fā)射電路的三個(gè)紅外光發(fā)射源可以同時(shí)發(fā)射紅外光照射在待測(cè)管材上，通過(guò)成像模塊接收形成遮擋陰影圖像并轉(zhuǎn)換為時(shí)序電壓信號(hào)，在處理器中進(jìn)行分析處理，生成待測(cè)管材直徑及表面凹凸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，因此能夠同時(shí)檢測(cè)管材直徑及表面凹凸，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀中紅外光發(fā)射電路的應(yīng)用場(chǎng)景圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀的應(yīng)用場(chǎng)景圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)并統(tǒng)計(jì)紫外光子數(shù)目的用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)的

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例中，提供的一種管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀，包括紅外光發(fā)射電路11、第一光學(xué)鏡頭12、第二光學(xué)鏡頭21、光成像模塊22和處理器23；其中，

紅外光發(fā)射電路11與第一光學(xué)鏡頭12相連形成發(fā)光單元1，第二光學(xué)鏡頭21、光成像模塊22及處理器23依序相連形成成像處理單元2，且發(fā)光單元1與成像處理單元2之間預(yù)留有一定距離用于置放待測(cè)管材；

紅外光發(fā)射電路11用于通過(guò)第一光學(xué)鏡頭12向待測(cè)管材發(fā)射三路紅外光，包括三個(gè)紅外光發(fā)射源111、一恒流管112及一溫度補(bǔ)償電路113；其中，三個(gè)紅外光發(fā)射源111與恒流管112串接在一起，并在恒流管112的兩端上并接有溫度補(bǔ)償電路113，從而使得三個(gè)紅外光發(fā)射源111通過(guò)高精度的恒流管112確保發(fā)射電流的一致性，同步發(fā)射的三路紅外光，而溫度補(bǔ)償電路113減少了溫度漂移對(duì)后續(xù)測(cè)量結(jié)果精度的影響；

光成像模塊22用于接收第二光學(xué)鏡頭21匯聚三路紅外光通過(guò)待測(cè)管材時(shí)形成的遮擋陰影圖像，并將形成的遮擋陰影圖像轉(zhuǎn)換成電荷包，且進(jìn)一步將電荷包轉(zhuǎn)換為時(shí)序電壓信號(hào)；

處理器23用于接收時(shí)序電壓信號(hào)并進(jìn)行二值化分析處理后，生成待測(cè)管材直徑及表面凹凸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，發(fā)光單元1與成像處理單元2可相對(duì)設(shè)置于管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀中，以確保紅外光發(fā)射電路11產(chǎn)生的紅外光能夠照射在待測(cè)管材上，并被光成像模塊22接收。第一光學(xué)鏡頭12和第二光學(xué)鏡頭21均為普通的光學(xué)透鏡即可。

在一個(gè)實(shí)施例中，紅外光發(fā)射電路11中的三個(gè)紅外光發(fā)射源111均為發(fā)光二極管；溫度補(bǔ)償電路113由型號(hào)為RCT500的可變電阻形成，如圖2所示，為紅外光發(fā)射電路11的應(yīng)用場(chǎng)景圖；其中，D3、D4和D5為三個(gè)紅外光發(fā)射源111，R1為恒流管112，RCT500為溫度補(bǔ)償電路113。

更進(jìn)一步的，成像處理單元2還包括位于光成像模塊22及處理器23之間的放大電路24，放大電路24用于將所述時(shí)序電壓信號(hào)進(jìn)行放大。

更進(jìn)一步的，光成像模塊22為可見(jiàn)光CMOS成像模塊，該可見(jiàn)光CMOS成像模塊包括由光電二極管陣列構(gòu)成的像敏模塊陣列（即線陣CCD或面陣CCD）和MOS場(chǎng)效應(yīng)管集成電路。

更進(jìn)一步的，管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀還包括設(shè)置于成像處理單元2中的存儲(chǔ)模塊25，且存儲(chǔ)模塊25與處理器23相連。

更進(jìn)一步的，管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀還包括由液晶屏形成的顯示單元3，且顯示單元3與處理器23相連，用于顯示待測(cè)管材直徑及表面凹凸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀的工作原理為：將待測(cè)管材置于物方視場(chǎng)中（即發(fā)光單元1與成像處理單元2之間預(yù)留的距離中），將光成像模塊22中像敏模塊陣列（線陣CCD）的像敏面安裝在成像的最佳像面位置上。

當(dāng)被三個(gè)紅外光源均勻照明的待測(cè)管材通過(guò)第二光學(xué)鏡頭21成像到線陣CCD的像敏面上時(shí)，由于待測(cè)管材的成像呈黑白分明的光強(qiáng)分布，使得線陣CCD的像敏單元上生成待測(cè)管材尺寸信息的電荷包，通過(guò)線陣CCD及其驅(qū)動(dòng)器將載有尺寸信息的電荷包轉(zhuǎn)換為時(shí)序電壓信號(hào)（輸出波形）。根據(jù)輸出波形，在處理器23中得到待測(cè)管材在像方的尺寸，再根據(jù)成像物鏡的物像關(guān)系，找出光學(xué)成像系統(tǒng)（第一光學(xué)鏡頭12和第二光學(xué)鏡頭21）的放大倍率β，便可以利用公式（1）計(jì)算出待測(cè)管材的實(shí)際尺寸D

D=D′/ β （1）

式（1）中，D′為計(jì)算出的待測(cè)管材尺寸的理論數(shù)據(jù)。

由于線陣CCD的輸出信號(hào)隨光強(qiáng)的變化呈線形變化關(guān)系，因此，可用陣CCD的輸出信號(hào)模擬光強(qiáng)分布，而采用二值化處理方法將待測(cè)管材信息檢測(cè)出來(lái)是簡(jiǎn)單快捷的方法。

如圖3所示，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀的應(yīng)用場(chǎng)景做進(jìn)一步說(shuō)明：

由于管材（F1）的外型一般為圓柱形，為了能夠精確的檢測(cè)出整個(gè)表面采用了Y ，X， Z的3路紅外發(fā)射源（D1至D3），接收采用西門子的工業(yè)線陣列CCD紅外光線陣，3路紅外光通過(guò)第一光學(xué)鏡頭擴(kuò)散成平行光照在與之成直線的3路第二光學(xué)鏡頭上，第二光學(xué)鏡頭將平行光匯聚成光束到接收CCD（C1至C3）上形成光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，在正常測(cè)量時(shí)由于管材（F1）擋在發(fā)射和接收上使CCD上形成了部分陰影，處理器根據(jù)CCD上的陣列，計(jì)算出直徑和表面凹凸量，通過(guò)中文顯示器顯示出相關(guān)數(shù)據(jù)。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

1、在本發(fā)明實(shí)施例中，由于管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀中的紅外光發(fā)射電路、第一光學(xué)鏡頭、第二光學(xué)鏡頭、光成像模塊和處理器等采用模塊化設(shè)計(jì)，因此具有成本低廉，維修簡(jiǎn)便、易操作等優(yōu)點(diǎn)；

2、在本發(fā)明實(shí)施例中，由于管材直徑及表面凹凸檢測(cè)儀中紅外光發(fā)射電路的三個(gè)紅外光發(fā)射源可以同時(shí)發(fā)射紅外光照射在待測(cè)管材上，通過(guò)成像模塊接收形成遮擋陰影圖像并轉(zhuǎn)換為時(shí)序電壓信號(hào)，在處理器中進(jìn)行分析處理，生成待測(cè)管材直徑及表面凹凸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，因此能夠同時(shí)檢測(cè)管材直徑及表面凹凸，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。