[發明專利]高速面陣攝像機軸系橫振測量裝置及橫振測量方法

有效

• 申請號: 200810064108.1
• 申請日: 2008-03-13
• 公開（公告）號: CN101246044A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 溫強;劉學廣;黃玉;王鋒;李玩幽;張天元;王貴強;諶東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01M7/02;G01M13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及的是一種結構部件的振動測試裝置，具體地說是一種軸系橫振的測量裝置。本發明也涉及一種地說是一種軸系橫振的測量方法。

(二)背景技術

各種機械軸系，在傳遞扭矩的同時，還會由于軸系存在不可避免的不平衡質量及水平軸系必然承受重力作用等原因而產生橫振。橫振與扭振一樣，其附加交變應力會劣化軸系工況，對軸系和周圍環境產生有害影響。為了提高軸系運轉的安全性，對軸系的橫振進行測試分析和監測是非常重要的。

目前主要有兩種方法測量軸系橫振：電渦流法和激光法，國內外都有這樣的產品，這種方法的空間測量范圍小，一組激光探頭一次只能測量軸上某一點的橫振。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種對橢圓度不敏感，對光源要求不高，在保證測量精度的同時還可提供軸線運動軌跡的基于高速面陣攝像機軸系橫振測量裝置的橫振測量方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的高速面陣攝像機軸系橫振測量裝置包括：在被測軸上兩高速面陣攝像機的公共視場內布設的一個初始標記，處于同一垂直面內、其主光軸互成一定角度的兩高速面陣攝像機，兩個高速面陣攝像機對準同一段被測軸且與被測軸大致平行，兩高速面陣攝像機連接數據處理及控制單元和人機交互界面。

本發明的高速面陣攝像機軸系橫振測量裝置還可以包括：

1、所述的兩高速面陣攝像機主光軸互成一定角度的角度范圍在45度至90度內。

2、所述的高速面陣攝像機是高速面陣CCD攝像機。

3、所述的高速面陣攝像機是高速面陣CMOS攝像機。

4、所述的被測軸上布設的初始標記為一與被測軸軸線基本正交的短弧線。

基于本發明的高速面陣攝像機軸系橫振測量裝置的軸系橫振測量方法：

在被測軸上兩高速面陣攝像機的公共視場內布設一初始標記，該標記為兩高速面陣攝像機提供水平方向上的共同位置基準，兩高速面陣攝像機處于同一垂直面內，其主光軸互成一定角度，所述的兩高速面陣攝像機包括高速面陣攝像機I和高速面陣攝像機II，調整兩高速面陣攝像機對準同一段被測軸，并與被測軸大致平行；當被測軸段出現橫振時，兩高速面陣攝像機分別攝取到一段上下交錯平移的兩條邊緣線圖像，圖像上這兩條邊緣線的中心線運動軌跡即為該軸段在與高速面陣攝像機主光軸正交面上的橫振分量，用X(z，t)表示高速面陣攝像機I攝取的橫振分量，利用高速面陣攝像機II測得的橫振分量以及兩高速面陣攝像機主光軸的夾角、高速面陣攝像機II與被測軸軸線的夾角得出與X(z，t)橫振分量正交的橫向振動分量Y(z，t)，由X(z，t)和Y(z，t)正交合成出被測軸段內的橫振方程或軸線運動軌跡。

本發明的方法還可以包括：

1、所述的兩高速面陣攝像機主光軸互成一定角度的角度范圍在45度至90度內。

2、所述的高速面陣攝像機選擇高速面陣CCD攝像機。

3、所述的高速面陣攝像機選擇高速面陣CMOS攝像機。

本發明采用兩部高速面陣攝像機、特別是高速面陣CCD攝像機從不同角度(攝像機主光軸夾角在45度至90度之間)分別對同一被測軸進行連續拍照，并通過對所得圖像中被測軸的上、下邊緣動態跟蹤的方法，實現對軸線運動狀態的測量。其有益效果在于：該測量方法能夠測量一軸段的橫向振動及軸線運動軌跡，并在測量過程中對軸系的橫振不敏感；圖像信號相對簡單，需要得到的是開關量，即只需判定軸像的上下邊緣位置即可，對光強不敏感，因而對光源的均勻性要求不高。

(四)附圖說明

圖1是本發明的原理示意圖；

圖2是高速面陣CCD攝像機1攝取的被測軸上、下邊緣圖像示意圖；

圖3是高速面陣CCD攝像機2攝取的被測軸上、下邊緣圖像示意圖。

(五)具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1，高速面陣攝像機軸系橫振測量裝置包括：在被測軸上兩高速面陣攝像機的公共視場內布設的一個初始標記5，處于同一垂直面內、其主光軸互成一定角度的兩高速面陣攝像機，即高速面陣CCD攝像機I?8和高速面陣CCD攝像機II?9，以及分別與兩個高速面陣CCD攝像機配套的光源I?7和光源II?6，兩個高速面陣攝像機對準同一段被測軸且與被測軸大致平行，兩高速面陣攝像機連接數據處理及控制單元10和人機交互界面11。所述的兩高速面陣攝像機主光軸互成一定角度的角度范圍在45度至90度內。高速面陣攝像機還可以選擇高速面陣CMOS攝像機。所述的被測軸上布設的初始標記為一與被測軸軸線基本正交的短弧線。