摘要：我們都知道，對圓形軋材是需要檢測其線徑尺寸的，而不同軋材的線徑範圍也不盡相同，那麼針對不同範圍的軋材，需采用哪種測徑儀呢？本文就主要介紹了六種應用不同規格的線徑檢測方法。
關鍵詞：測徑儀；CCD；
引言
電荷藕合器件（CCD）是一種半導體成像器件。這種器件借助於必要的光學係統和適合的驅動電路，可以將景物的圖像以光電信號形式轉移、存貯、傳輸和處理。近二十年來，CCD技術已經廣泛應用於軍用和民用各個領域，尤其是隨著工業自動化程度的提高以及工業現場的需要，在檢測和監控方麵的應用也越來越普及。測徑係統同樣采用CCD進行測量，能夠達到在線實時更精準的在線檢測。
1、CCD檢測概述
線陣CCD的尺寸測量涉及到線陣CCD、光學成像、光電檢測、傳感技術以及邊緣檢測等相關技術及其交叉技術的應用，是多種技術綜合應用相互協調來完成的。在實際生產過程中往往有不同的尺寸測量需要，大體上根據測量範圍的不同選擇不同的測量方法。
2、測量方法
2．1、衍射法測量小孔或是細絲直徑
在工業生產或是科學試驗中，經常要碰到測量尺寸小於3mm的狹縫或是細絲直徑，甚至是小於lmm的微小尺寸。一般采用激光衍射法測量小孔或是細絲的直徑。測量係統原理圖如下圖所示。
以狹縫為例，當一束經過擴束和準直透鏡後的平行激光束照射在一細小的狹縫上時，在位於狹縫後麵的傅氏透鏡的焦麵上，會產生與該狹縫對應的衍射條紋。根據巴比涅互補定理，直徑為d的細絲與同寬度的狹縫產生的衍射條紋完全相同，所以在實際應用中，可以利用細絲直徑的衍射公式來計算狹縫寬度。
d＝λf／Δχ
這種方法對光源要求較高。
2．2、平行光法中等尺寸測量
對於3～30mm的待測物體，可以采用平行光成像法，其係統示意圖如下圖所示。
當一束平行光透過待測目標投射到CCD傳感器上時，由於目標的存在，目標所形成的陰影將同時投射到傳感器上，倘若平行光準直度很理想，陰影尺寸就代表了待測目標的尺寸，因此隻要采集計數係統計算出陰影部分像元個數（即輸出脈衝個數）其脈衝個數與像元尺寸（像距）的乘積就代表了目標的尺寸。該測量方法的精度取決於平行光的準直度和CCD像元的尺寸大小，這在一定程度上降低了對光源的苛刻要求。
2．3、采用成像法測量中等尺寸目標
對於30～10Omm之間的尺寸測量，就可以采用光學成像方法。采用成像法測量係統的原理圖見下圖。在前麵或是後麵背光的照射下，被測物經透鏡在CCD上成像，像尺寸與被測物體尺寸成正比。
成像法適用於冶金線材直徑或是機械產品在線尺寸檢測，為了保證測裏精度，通常采用背光照射方式。
2．4、平行光成像法測量中小尺寸方法
對0．1～100mm之間的尺寸測量，就可以采用該種測量方法。根據所測軋材的不同，測量範圍也不相同。
光電測徑儀采用物方遠心光路和成像法進行在線尺寸檢測。每組測頭由發射鏡頭和接收鏡頭組成。發射鏡頭內點光源發出的光通過發射透鏡形成平行光視場射向接收鏡頭。平行光再由接收透鏡聚焦，通過位於焦點位置的光闌小孔後在接收單元上成像。當視場中通過被測物時，被測物遮擋的部位將在接收單元的芯片上呈現出邊界清晰的陰影。通過光電轉換和數字化處理，即可通過陰影的寬度計算出被測物的直徑。
光電測徑儀測量采用上兩種相結合的方式進行檢測，這種測量設備既可以測量0．1mm的細絲直徑，測量精度可達0．003mm，也可以測量100mm的中等軋材尺寸，測量精度可以達到0．02mm，光電測徑儀是更適應現代化自動化的檢測方法，可以在線檢測線徑尺寸的同時，對超差數據進行報警，並可控製線徑尺寸。同時可采用多組測頭組合測量，得到橢圓度尺寸及截麵尺寸。光電測徑儀采用LED點光源，無旋轉部件，使用壽命更長。
2．5、雙光路成像法測量大尺寸方法
對於材料的直徑或是寬度大於100mm的尺寸測量，由於單光路成像係統的視場和分辨率的限製，難以保證測量精度的要求，因此多采用雙光路成像法測量。如下圖所示。
被測物體置於雙光路視場中，照明方式采用單光源擴束分光照明。由於被遮擋部分無信號輸出，分別檢測兩個CCD的邊緣信號，再對兩個邊緣之間的脈衝計數，根據像元尺寸與光學係統的放大倍數可求得最終的被測物體的尺寸。
2．6、間距可調雙鏡筒成像法測量大尺寸方法
對於材料的直徑或是寬度大於100mm的尺寸測量，可以測量間距可調雙鏡筒測頭測量。大直徑測徑儀測量的範圍更廣。
2套發射鏡頭分別發射出平行光射向2套接收鏡頭，通過接收鏡頭內的透鏡使平行光束在光電轉換元件上成像。當2束平行光內放入被測物時，在光電轉換元件的像上就會出現虛擬的陰影，設其寬度分別為L1、L2。經過對光電轉換元件發出的電信號的處理和計算可以得出L1、L2所對應的尺寸A1、A2，A1加A2再加上兩個鏡頭之間的淨間距B即可得出被測物的尺寸D。
相較於上一個介紹的測量方法，大直徑測徑儀對軋材尺寸沒有限製，根據被測物的範圍來確定大直徑測徑儀的範圍，同時其測頭間距是可以進行調節的，通過輸入控製指令，測徑儀可以進行自動調節測量範圍，從而實現多種規格且跨度大的大直徑軋材的在線檢測。
結語
通過以上六種測徑方法的介紹，應該了解到了不同範圍采用哪種測量儀器進行檢測，小編認為，第四種和第六種，光電測徑儀及大直徑測徑儀更適合被測物的線徑尺寸檢測，具備自動測量功能，實時監測功能，采用這兩種方式的測量方法，0．1mm及以上的軋材均可實現在線自動檢測。測徑儀具有測量精度高、速度快、使用方便，實現自動化測量等優點。
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