CN114136240A - 一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置 - Google Patents

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姚建南
樊鉴乐
费胜
沈厚谊
陈建军
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes

Abstract

本发明涉及一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，包括托架、检测基座、纵向滑板、检测竖臂、锥部光源、锥部检测相机、平行部光源以及平行部检测相机；检测基座设置于托架的一侧，检测基座上纵向设置有与光纤预制棒平行的纵向滑轨，纵向滑板在纵向驱动机构的连接下可纵向滑动地设置在纵向滑轨上；纵向滑板上设置有横向滑轨，检测竖臂竖向设置在纵向滑板上并且检测竖臂的下端在横向驱动机构的连接下可横向滑动地设置在横向滑轨内；检测竖臂的下部近托架一侧旁接有第一悬臂，锥部光源、平行部光源设置在第一悬臂上；检测竖臂的上部设置有竖向滑轨，竖向滑轨内可竖向滑动地设置有第二悬臂，锥部检测相机、平行部检测相机设置在第二悬臂上，并且锥部检测相机、平行部检测相机与锥部光源、平行部光源相对；锥部光源与锥部检测相机之间设置有固定连接于检测竖臂的成像板。

Description

一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其为一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置。
背景技术
光纤预制棒是可以用来拉制光纤的材料预制件，其理想状态应该是呈均匀的圆柱体，实际由于在喷涂制造工艺中的喷涂不均匀性导致棒体的局部产生不同的偏心值，这种偏心值会影响后续的光纤制造工艺，因此需要对其进行检测；现有测量技术包括激光测量技术以及图像检测技术，激光测量技术的实施成本较高并且对大尺寸光纤预制棒的适应性较差；而现有图像检测技术如专利申请号为“201210378620.X”中国发明专利，将光纤预制棒置于背光源下拍照，通过图像处理技术计算光纤预制棒的芯棒边界与外包层边界之间的距离以进一步获取偏心值。测量过程中，相机的位置定位精度对于图片所反映的芯棒边界与外包层边界有不可避免的影响。
发明内容
本发明目的在于提供一种相机精度较高的用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，具体由以下技术方案实现：
一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，所述的光纤预制棒包括芯棒以及包裹在芯棒上的外包层；外包层两端为锥部，外包层中部为连接两个锥部的平行部；所述图像采集装置包括托架、检测基座、纵向滑板、检测竖臂、锥部光源、锥部检测相机、平行部光源以及平行部检测相机；所述托架用于水平放置待检测的光纤预制棒，所述检测基座设置于托架的一侧，检测基座上纵向设置有与所述光纤预制棒平行的纵向滑轨，所述纵向滑板在纵向驱动机构的连接下可纵向滑动地设置在纵向滑轨上；所述纵向滑板上设置有横向滑轨，所述检测竖臂竖向设置在纵向滑板上并且检测竖臂的下端在横向驱动机构的连接下可横向滑动地设置在所述横向滑轨内；所述检测竖臂的下部近托架一侧旁接有第一悬臂，所述锥部光源、平行部光源设置在第一悬臂上；所述检测竖臂的上部设置有竖向滑轨，竖向滑轨内可竖向滑动地设置有第二悬臂，所述锥部检测相机、平行部检测相机设置在第二悬臂上，并且锥部检测相机、平行部检测相机与锥部光源、平行部光源相对；所述锥部光源与锥部检测相机之间设置有固定连接于检测竖臂的成像板。
所述的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，其进一步设计在于，所述托架的近检测基座一侧固定设置有若干点光源，所述检测竖臂还设置有校验相机以及投影板，所述校验相机固定连接于所述平行部检测相机的一侧，所述投影板位于校验相机的下方并且高于所述点光源；所述平行部检测相机移动至确定的检测位置时，所述点光源在所述投影板上形成圆心位置确定并且半径确定的光斑。
所述的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，其进一步设计在于，所述投影板为矩形或者正方形或者圆形。
所述的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，其进一步设计在于，所述检测基座上设置有笼罩所述纵向滑轨的风琴护罩。
所述的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，其进一步设计在于，所述锥部光源、平行部光源加载有偏振片。
本发明的有益效果在于：
本发明在设置平行部光源、平行部检测相机的同时设置锥部光源、以及锥部检测相机，利用锥部光源和锥部检测相机对外包层的锥部进行图像采集后，平行部检测相机在移动至下一检测点位时，利用锥部检测相机采集图像，用对平行部检测相机的前一点位图像进行校对，从而提高测量精度；利用校验相机对设置于托架侧的点光源的投影图像进行采集，结合投影图像的光斑圆心位置、光斑形变、光斑直径大小来确定平行部检测相机的位置误差，从而对平行部检测相机的位置进行调整或者对检测结果进行修正。
附图说明
图1是本发明实施例的侧面结构示意图。
图2是实施例的俯视结构示意图。
图3是校验相机与投影板结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图以及实施例对本发明进行进一步说明：
如图所示的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，所述的光纤预制棒包括芯棒以及包裹在芯棒上的外包层；外包层两端为锥部，外包层中部为连接两个锥部的平行部；所述图像采集装置包括托架1、检测基座2、纵向滑板3、检测竖臂4、锥部光源5、锥部检测相机6、平行部光源以及平行部检测相机8；所述托架设置有用于水平放置待检测的光纤预制棒9的滚轮支架7，所述检测基座设置于托架的一侧，检测基座2上纵向设置有与所述光纤预制棒平行的纵向滑轨21，所述纵向滑板在纵向驱动机构的连接下可纵向滑动地设置在纵向滑轨上；所述纵向滑板3上设置有横向滑轨31，所述检测竖臂竖向设置在纵向滑板上并且检测竖臂的下端在横向驱动机构的连接下可横向滑动地设置在所述横向滑轨内；所述检测竖臂4的下部近托架一侧旁接有第一悬臂41，所述锥部光源、平行部光源设置在第一悬臂上；所述检测竖臂的上部设置有竖向滑轨，竖向滑轨内可竖向滑动地设置有第二悬臂42，所述锥部检测相机、平行部检测相机设置在第二悬臂上，并且锥部检测相机、平行部检测相机与锥部光源、平行部光源相对；所述锥部光源5与锥部检测相机6之间设置有固定连接于检测竖臂的成像板10。
实施例在应用时，移动检测竖臂使得锥部光源以及锥部检测相机与外包层的锥部相对，首先锥部光源在外包层的锥部打背光，锥部的影像投射在成像板10上，锥部检测相机对成像板上的影像进行拍摄获得反应锥部数据的照片；此时平行部光源以及平行部检测相机与光纤预制棒的平行部相对，横向移动检测竖臂，平行部光源以及平行部检测相机依次处于外包部两个外边界处、外包部与芯棒之间的两个边界处相对应的共计四个确定点位，并且在每个点位拍摄包含反映外包部两个外边界、外包部与芯棒之间的两个边界的四张照片，利用每张照片中外包部外边界与相机视野边界的距离，或者外包部与芯棒之间的边界与相机视野边界的距离计算检测竖臂此时相应光纤预制棒的的偏心值；而后纵向移动检测竖臂，移动距离为锥部检测相机与平行部检测相机之间的距离，利用平行部检测相机对新的纵向检测点位上的四个横向点位进行拍摄时，锥部检测相机对平行部检测相机在前一纵向点位上的四个横向点位进行拍摄，形成验证数据。
由于本实施例所涉及检测方法是基于平行部检测相机每次横向定位后光纤预制棒上的两种边界图像与相机视野边界的距离，因此利用检测竖臂对平行部检测相机的定位精度比较重要，而控制平行部检测相机的三轴系统容易出现控制误差，基于此，在所述托架的近检测基座一侧固定设置有若干点光源11，所述检测竖臂还设置有校验相机12以及投影板13，所述校验相机固定连接于所述平行部检测相机的一侧，所述投影板位于校验相机的下方并且高于所述点光源；所述平行部检测相机移动至确定的检测位置时，所述点光源在所述投影板上形成圆心位置确定并且半径确定的光斑。在平行部检测相机的竖向位置或者横向位置出现偏差，设置平行部检测相机出现倾斜角度时，点光源在投影板上的光斑的中心位置、形状、内径等都可能出现变化值，利用这种变化值对平行部检测相机的位置进行调整或者对拍摄结果进行修正，以提高检测的精准度。其中，所述投影板为矩形或者正方形或者圆形。
所述检测基座上设置有笼罩所述纵向滑轨的风琴护罩，用以防止灰尘进入纵向滑轨而增大传动误差，从而避免引起平行部检测相机的检测点位偏差。
当然地，如在先技术所公开的那样，所述锥部光源、平行部光源加载有偏振片。

Claims (5)

1.一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，所述的光纤预制棒包括芯棒以及包裹在芯棒上的外包层；外包层两端为锥部，外包层中部为连接两个锥部的平行部；所述图像采集装置的特征在于，包括托架、检测基座、纵向滑板、检测竖臂、锥部光源、锥部检测相机、平行部光源以及平行部检测相机；所述托架用于水平放置待检测的光纤预制棒，所述检测基座设置于托架的一侧，检测基座上纵向设置有与所述光纤预制棒平行的纵向滑轨，所述纵向滑板在纵向驱动机构的连接下可纵向滑动地设置在纵向滑轨上；所述纵向滑板上设置有横向滑轨，所述检测竖臂竖向设置在纵向滑板上并且检测竖臂的下端在横向驱动机构的连接下可横向滑动地设置在所述横向滑轨内；所述检测竖臂的下部近托架一侧旁接有第一悬臂，所述锥部光源、平行部光源设置在第一悬臂上；所述检测竖臂的上部设置有竖向滑轨，竖向滑轨内可竖向滑动地设置有第二悬臂，所述锥部检测相机、平行部检测相机设置在第二悬臂上，并且锥部检测相机、平行部检测相机与锥部光源、平行部光源相对；所述锥部光源与锥部检测相机之间设置有固定连接于检测竖臂的成像板。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，其特征在于，所述托架的近检测基座一侧固定设置有若干点光源，所述检测竖臂还设置有校验相机以及投影板，所述校验相机固定连接于所述平行部检测相机的一侧，所述投影板位于校验相机的下方并且高于所述点光源；所述平行部检测相机移动至确定的检测位置时，所述点光源在所述投影板上形成圆心位置确定并且半径确定的光斑。
3.根据权利要求2所述的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，其特征在于，所述投影板为矩形或者正方形或者圆形。
4.根据权利要求1所述的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，其特征在于，所述检测基座上设置有笼罩所述纵向滑轨的风琴护罩。
5.根据权利要求1所述的一种用于测量光纤预制棒偏心量的图像采集装置，其特征在于，所述锥部光源、平行部光源加载有偏振片。
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