RU2783678C1 - Оптико-электронный способ измерения диаметра цилиндрического объекта - Google Patents
Оптико-электронный способ измерения диаметра цилиндрического объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783678C1 RU2783678C1 RU2021130020A RU2021130020A RU2783678C1 RU 2783678 C1 RU2783678 C1 RU 2783678C1 RU 2021130020 A RU2021130020 A RU 2021130020A RU 2021130020 A RU2021130020 A RU 2021130020A RU 2783678 C1 RU2783678 C1 RU 2783678C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- measuring
- cylindrical object
- measured
- objects
- Prior art date
Links
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract description 2
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических параметров цилиндрических объектов, в частности урановых топливных таблеток, композитной арматуры, кабельной продукции, проволоки в процессе производства. Технический результат - создание оптико-электронного способа измерения диаметра цилиндрического объекта, обеспечивающего высокую точность измерений и автоматическую калибровку измерительного комплекса. Поставленная задача решается тем, что в оптико-электронном способе измерения диаметра цилиндрического объекта, при котором оптико-электронный измеритель оснащают оптически связанными источником излучения и многоэлементным фотоприемником, при этом между источником излучения и многоэлементным фотоприемником располагают измеряемый цилиндрический объект и два калибровочных объекта с известными диаметрами, одновременно с измерением видимого диаметра цилиндрического объекта измеряют видимые диаметры калибровочных объектов, а итоговое значение диаметра цилиндрического объекта вычисляют, используя полученные значения измеренных видимых диаметров объектов и линейную зависимость видимого диаметра от известных. 1 ил.
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических параметров цилиндрических объектов, в частности урановых топливных таблеток, композитной арматуры, кабельной продукции, проволоки в процессе производства.
Известен способ контроля диаметров детали (патент РФ № 2301968, 2005 г., G01B 11/08, G01B 11/24), включающий вращение детали, сканирование ее в поперечной плоскости пучком излучения лазерного источника, фиксацию по границам теневого участка точек касания пучком излучения поверхности детали и определение диаметра по расстоянию между этими точками касания. Недостатком данного способа является невозможность измерения объектов, диаметр которых больше линейных размеров чувствительного элемента.
Известно устройство для измерения диаметров изделий (патент РФ № 2042110, 1989 г., G01B 21/10). Недостатком данной конструкции являются ее большие габариты, что затрудняет установку измерителя на производственную линию.
Известен преобразователь для бесконтактного измерения линейного перемещения и (или) диаметра (патент РФ № 2156434, 1998 г., G01B 11/02), содержащий источник излучения, фокусирующий клин, механически связанные в единый блок-осветитель, зеркало с внеосевой параболоцилиндрической отражающей поверхностью и фотоприемник с линейкой фоточувствительных элементов. Недостатком данного устройство является невозможность измерять объекты, диаметр которых больше размера линейки фоточувствительных элементов.
Наиболее близким является оптико-электронный измеритель для бесконтактного измерения диаметра (патент РФ № 2530444, 2013 г., G01B 11/00), содержащий оптически связанные источник излучения и, многоэлементный линейный фотоприемник, отличающийся тем, что оптико-электронный измеритель снабжен дополнительно масштабирующим зеркалом, обеспечивающим широкий диапазон диаметров измеряемых объектов. Недостатком данного устройства является высокая погрешность измерений и необходимость частой перекалибровки измерителя из-за температурных искажений оптических элементов в производственных условиях (наличие пыли на оптических поверхностях, перепады температур, вибрация и т.д.).
Задачей изобретения является создание оптико-электронного способа измерения диаметра цилиндрического объекта, обеспечивающего высокую точность измерений и автоматическую калибровку измерителя.
Достигаемый технический результат:
- обеспечение высокой точности измерений.
- исключена необходимость периодической калибровки измерителя.
Технический результат достигается следующим образом. В оптико-электронном способе измерения диаметра цилиндрического объекта, при котором оптико-электронный измеритель оснащают оптически связанными источником излучения и многоэлементным фотоприемником, согласно изобретению, между источником излучения и многоэлементным фотоприемником располагают измеряемый цилиндрический объект и два калибровочных объекта с известными диаметрами, одновременно с измерением видимого диаметра цилиндрического объекта измеряют видимые диаметры калибровочных объектов, а итоговое значение диаметра цилиндрического объекта вычисляют, используя полученные значения измеренных видимых диаметров объектов и линейную зависимость видимого диаметра от известного.
Предлагаемое изобретение предусматривает автоматическую калибровку измерителя в процессе измерения диаметра объекта и обеспечивает более высокую точность измерений.
Схема работы оптико-электронного способа измерения диаметра представлена на фиг.1, где:
1 - многоэлементный фотоприемник;
2 - измеряемый цилиндрический объект;
3 - калибровочный объект;
4 - калибровочный объект;
5 - источник излучения.
Фотоприемник 1 с оптической системой, формирующей изображение измеряемого объекта и источник излучения 5, расположены с противоположных сторон от измеряемого цилиндрического объекта 2 и калибровочных объектов 3 и 4. Фотоприемник может быть оснащен телецентрической оптикой для снижения влияния позиции измеряемого объекта на видимый геометрический размер цилиндра. Источник излучения и фотоприемник могут работать в синхронном режиме, что позволяет проводить измерения движущихся объектов.
Способ осуществляется следующим образом.
Измерение диаметра цилиндрического объекта выполняют следующим образом. Фотоприемник 1 принимает изображение тени измеряемого цилиндрического объекта 2 в зоне измерения. С помощью градиентного поиска находят границы цилиндра на изображении, полученном фотоприемником, и вычисляют средний диаметр Р (видимый диаметр) в пикселях. Зависимость диаметра измеряемого цилиндрического объекта от размера P на изображении описывается формулой (1):
где D - диаметр измеряемого цилиндрического объекта, P - видимый диаметр измеряемого цилиндрического объекта в пикселях (измеряется на изображении, полученном фотоприемником), K - масштабный коэффициент, N - линейный коэффициент коррекции. Масштабный коэффициент и линейный коэффициент коррекции определяются по формулам (2) и (3), используя измерения двух калибровочных объектов 3 и 4 с известными диаметрами R1, R2 соответсвенно:
где P1 - видимый диаметр калибровочного объекта 3 в пикселях, P2 - видимый диаметр калибровочного объекта 4 в пикселях, R1 - известный диаметр калибровочного объекта 3 в мм, R2 - известный диаметр калибровочного объекта 4 в мм.
В результате оптико-электронный способ измерения диаметра обеспечивает автоматический пересчет масштабного и линейного коэффициентов коррекции. Данный подход обеспечивает возможность измерений без проведения процедуры настройки и проверки в процессе работы.
Claims (1)
- Оптико-электронный способ измерения диаметра цилиндрического объекта, при котором оптико-электронный измеритель оснащают оптически связанными источником излучения и многоэлементным фотоприемником, отличающийся тем, что между источником излучения и многоэлементным фотоприемником располагают измеряемый цилиндрический объект и два калибровочных объекта с известными диаметрами, одновременно с измерением видимого диаметра цилиндрического объекта измеряют видимые диаметры калибровочных объектов, а итоговое значение диаметра цилиндрического объекта вычисляют, используя полученные значения измеренных видимых диаметров объектов и линейную зависимость видимого диаметра от известных.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2783678C1 true RU2783678C1 (ru) | 2022-11-15 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993023820A1 (en) * | 1992-05-18 | 1993-11-25 | Sensor Adaptive Machines, Inc. | Further methods and apparatus for control of lathes and other machine tools |
| JP3026905B2 (ja) * | 1993-01-12 | 2000-03-27 | ハウメディカ・ゲーエムベーハー | 外科手術用鋸 |
| RU2443974C2 (ru) * | 2008-12-01 | 2012-02-27 | Игорь Павлович Иерусалимов | Устройство для бесконтактного измерения диаметра изделий |
| CN204142186U (zh) * | 2014-10-31 | 2015-02-04 | 上海捷胜线缆科技有限公司 | 一种电线电缆结构的测量系统 |
| CN106989682A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-07-28 | 重庆科技学院 | 一种光幕式轴类零件测量仪测头装置及其测量方法 |
| CN206556597U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-10-13 | 北方民族大学 | 对称光桥式自稳激光测径系统 |
| CN108317964A (zh) * | 2017-01-16 | 2018-07-24 | 王威立 | 一种led光源非接触式测径仪 |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993023820A1 (en) * | 1992-05-18 | 1993-11-25 | Sensor Adaptive Machines, Inc. | Further methods and apparatus for control of lathes and other machine tools |
| JP3026905B2 (ja) * | 1993-01-12 | 2000-03-27 | ハウメディカ・ゲーエムベーハー | 外科手術用鋸 |
| RU2443974C2 (ru) * | 2008-12-01 | 2012-02-27 | Игорь Павлович Иерусалимов | Устройство для бесконтактного измерения диаметра изделий |
| CN204142186U (zh) * | 2014-10-31 | 2015-02-04 | 上海捷胜线缆科技有限公司 | 一种电线电缆结构的测量系统 |
| CN206556597U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-10-13 | 北方民族大学 | 对称光桥式自稳激光测径系统 |
| CN108317964A (zh) * | 2017-01-16 | 2018-07-24 | 王威立 | 一种led光源非接触式测径仪 |
| CN106989682A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-07-28 | 重庆科技学院 | 一种光幕式轴类零件测量仪测头装置及其测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11672631B2 (en) | Intraoral scanner calibration | |
| CN104215176B (zh) | 高精度光学间隔测量装置和测量方法 | |
| CN101373134B (zh) | 一种线状激光窄带滤光psd热辐射板厚测量方法 | |
| JP2000258153A (ja) | 平面平坦度測定装置 | |
| CN1719192A (zh) | 基于光程倍增补偿方法的二维光电自准直装置和测量方法 | |
| JP2011095241A (ja) | 面形状計測装置 | |
| CN106767545A (zh) | 一种高精度高空间分辨角度测量仪及角度测量方法 | |
| CN113175884B (zh) | 一种光谱共焦测量系统的标定装置及标定方法 | |
| CN102364380A (zh) | 自动调焦数字式离轴抛物面镜平行光管 | |
| US5088827A (en) | Measuring apparatus for determining the dimension and position of an elongate object | |
| RU2783678C1 (ru) | Оптико-электронный способ измерения диаметра цилиндрического объекта | |
| CN111336939B (zh) | 一种基于机器视觉的隔爆接合面间隙在线检测方法及装置 | |
| JP6203502B2 (ja) | 加工品に対して加工工具を位置決めするための構造および方法 | |
| JP5290038B2 (ja) | 測定装置及び測定方法 | |
| CN202141848U (zh) | 自动调焦数字式离轴抛物面镜平行光管 | |
| Weng et al. | Measuring the thickness of transparent objects using a confocal displacement sensor | |
| CN105783738A (zh) | 一种增量式小量程位移传感器及测量方法 | |
| JP2019128203A (ja) | 被測定管の外径測定装置及び方法 | |
| CN111398295B (zh) | 一种缺陷检测装置及其方法 | |
| Schmid-Schirling et al. | Laser scanning based straightness measurement of precision bright steel rods | |
| CN113137924A (zh) | 光学测试系统及其方法 | |
| KR102484108B1 (ko) | 2차원 각도 변위 측정 장치 | |
| JP7485958B2 (ja) | 外径測定装置及び外径測定方法 | |
| RU216337U1 (ru) | Измеритель отклонений от прямолинейности | |
| US6446350B1 (en) | Method and arrangement for reducing temperature-related dimensional discrepancies in measurement systems arranged in parallel |