本實(shí)用新型涉及鋼管測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼管長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋼管精整生產(chǎn)線中有一道工序，要對(duì)每根鋼管的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。目前在用的鋼管自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)基本可以分為兩種：一種是使用推鋼裝置將到位靜止的鋼管前推一定的距離，通過(guò)與推鋼裝置同步旋轉(zhuǎn)的編碼器和按順序安裝的光電傳感器來(lái)計(jì)算鋼管長(zhǎng)度；另一種是采用在線測(cè)長(zhǎng)，即通過(guò)旋轉(zhuǎn)輥道帶動(dòng)鋼管軸向平移，利用壓在鋼管上的摩擦輪的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)脈沖編碼器，并結(jié)合光電傳感器來(lái)計(jì)算鋼管長(zhǎng)度?，F(xiàn)有的測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)測(cè)量步驟復(fù)雜，精度較差，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種鋼管長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

提供一種鋼管長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，包括輸送輥道、第一光電開關(guān)組、第二光電開關(guān)組、FPGA可編程器件、CCD圖像傳感器組、以及分別連接所述FPGA可編程器件的CCD驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)調(diào)理電路、LCD顯示電路、RS-485通信電路以及鍵盤輸入電路，所述CCD圖像傳感器組包括2個(gè)CCD圖像傳感器且分別設(shè)于所述輸送輥道的同側(cè)，所述第一光電開關(guān)組和所述第二光電開關(guān)組分別設(shè)于2個(gè)所述CCD圖像傳感器之間，所述FPGA可編程器件生成CCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述CCD圖像傳感器組完成數(shù)據(jù)的采集和處理，然后通過(guò)控制所述LCD顯示電路和所述RS-485通信電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示與傳輸。

上述鋼管長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，其中，所述FPGA可編程器件基于EP3C25E144C8N實(shí)現(xiàn)，所述CCD圖像傳感器組基于TCDl206SUP實(shí)現(xiàn)。

與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：

可以快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管長(zhǎng)度高精度的測(cè)量，并通過(guò)RS-485通信實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的傳輸，增強(qiáng)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制性能和資源共享。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了本實(shí)用新型鋼管長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型鋼管長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖3示出了本實(shí)用新型鋼管長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

參考圖1、圖2所示，本實(shí)用新型鋼管長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)包括輸送輥道1、第一光電開關(guān)組2、第二光電開關(guān)組3、FPGA可編程器件4、CCD圖像傳感器組、以及分別連接FPGA可編程器件4的CCD驅(qū)動(dòng)電路6、信號(hào)調(diào)理電路7、LCD顯示電路8、RS-485通信電路9以及鍵盤輸入電路10，CCD圖像傳感器組包括2個(gè)CCD圖像傳感器51；52且分別設(shè)于輸送輥道1的同側(cè)，第一光電開關(guān)組2和第二光電開關(guān)組3分別設(shè)于2個(gè)CCD圖像傳感器之間，F(xiàn)PGA可編程器件4生成CCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制CCD圖像傳感器組完成數(shù)據(jù)的采集和處理，然后通過(guò)控制LCD顯示電路8和RS-485通信電路9實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示與傳輸。本技術(shù)方案中，F(xiàn)PGA可編程器件4基于EP3C25E144C8N實(shí)現(xiàn)，CCD圖像傳感器組基于TCDl206SUP實(shí)現(xiàn)。

繼續(xù)參看圖示，CCD圖像傳感器51為CCD1，CCD圖像傳感器52為CCD2，CCD1用來(lái)測(cè)量鋼坯的總長(zhǎng)，CCD2用來(lái)測(cè)量鋼坯的段長(zhǎng)，當(dāng)鋼坯切頭后碰到第一光電開關(guān)組2時(shí)，用CCD1相機(jī)測(cè)出鋼坯的尾部長(zhǎng)度為X0。假設(shè)第一光電開關(guān)組2到CCD1像機(jī)測(cè)量視場(chǎng)的左邊緣為L(zhǎng)0，則總長(zhǎng)為L(zhǎng)n+X0。測(cè)出總長(zhǎng)后，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)配尺后，由CCD2控制剪切長(zhǎng)度，通過(guò)CCD2測(cè)出段長(zhǎng)，當(dāng)鋼坯的頭部碰上第二光電開關(guān)組3時(shí)，CCD2開始測(cè)量。假設(shè)CCD2測(cè)出的長(zhǎng)度為X1，第二光電開關(guān)組3和剪口之間的距離為L(zhǎng)1，則段長(zhǎng)即為L(zhǎng)1+X1，段長(zhǎng)是在線實(shí)時(shí)測(cè)量、實(shí)時(shí)顯示的。測(cè)量X0，X1的過(guò)程是這樣的：由于測(cè)量對(duì)象為熱軋鋼坯，溫度在1000℃左右，本身就是一個(gè)發(fā)光體。因此測(cè)量對(duì)象無(wú)需外用光源照明，光電開關(guān)采用主動(dòng)式工作，當(dāng)鋼坯運(yùn)行擋住光電開關(guān)發(fā)射的信號(hào)，光電開關(guān)信號(hào)就通過(guò)測(cè)量控制板產(chǎn)生外部中斷信號(hào)，向計(jì)算機(jī)申請(qǐng)外部中斷，控制CCD攝像機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行濾波后，進(jìn)行二值化處理，并進(jìn)行一系列的標(biāo)定、處理，即可得到被測(cè)鋼坯的長(zhǎng)度。

信號(hào)調(diào)理電路7是傳感器與微處理器之間的轉(zhuǎn)接部分，由于傳感器采集到信號(hào)一般能量弱，干擾強(qiáng)，且為模擬信號(hào)，所以調(diào)理電路的主要功能是對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、放大以及A/D轉(zhuǎn)換等處理。LCD顯示電路8實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示功能，使操作人員能了解實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)其作出相應(yīng)處理?，F(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量?jī)x器和上位機(jī)的通訊距離較遠(yuǎn)，所以，本系統(tǒng)采用RS-485通信，當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線中以RS-485使用最為普遍，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、控制方便、成本低廉、通信速率高等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。本案中，CCD驅(qū)動(dòng)電路6選用獨(dú)立脈沖源，由晶體振蕩器構(gòu)成時(shí)鐘發(fā)生電路，輸出頻率為4MHz的時(shí)鐘脈沖，經(jīng)4分頻器得到頻率為lMHz的時(shí)鐘脈沖，再經(jīng)脈寬調(diào)制器合成占空比為1：3的復(fù)位脈沖φR，時(shí)鐘脈沖φ1為0.5MHz，由脈沖信號(hào)8分頻得到，φ2由φ1反相產(chǎn)生。信號(hào)調(diào)理器是測(cè)試系統(tǒng)的重要部分，它在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之前對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，從而提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能和可靠性。常用的調(diào)理內(nèi)容主要有放大、隔離、濾波、通道切換和直接傳感器調(diào)理等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本信號(hào)調(diào)理電路主要是將CCD傳感器的信號(hào)進(jìn)行放大，隔離和濾波，考慮到工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中采集的信號(hào)弱、干擾大，頻率低等特點(diǎn)，放大電路采用由兩片AD526構(gòu)成的程控放大電路(PGA)和美國(guó)BB公司生產(chǎn)的IS0130隔離放大電路兩部分組成，具有良好的暫態(tài)抗擾性和優(yōu)良的抗離頻噪聲性能等優(yōu)點(diǎn)，能有效地抑制共模干擾電壓，F(xiàn)PGA通過(guò)對(duì)SWO、SWl和SW2的控制，改變放大器的放大倍數(shù)，提高測(cè)量的靈敏度。A/D轉(zhuǎn)換器則選用AD770l，AD7701是單片16位A/D轉(zhuǎn)換電路，僅為0.001 5％的線性誤差，采用LC2工藝技術(shù)制造，內(nèi)置自校準(zhǔn)電路，串行輸出接口，可方便地與單片機(jī)配接，同時(shí)具有功耗低、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適合于在要求精度較高的儀器儀表、秤重計(jì)量、參數(shù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集和其他測(cè)量設(shè)備。濾波電路則利用FPGA的可編程功能，生成FIR濾波器內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的濾波處理，信號(hào)調(diào)理原理圖如圖3所示。

從上述實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于：

可以快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管長(zhǎng)度高精度的測(cè)量，并通過(guò)RS-485通信實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的傳輸，增強(qiáng)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制性能和資源共享。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。