[發明專利]一種影像式試驗篩自動校準儀

有效

• 申請號: 201010158350.2
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101839691A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 徐一華;楊聰
• 申請（專利權）人: 蘇州天準精密技術有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種使用光學影像方式進行試驗篩校準的全自動儀器，能高效地對試驗篩進行校準。對于每個試驗篩，除了可以按照現行校準規范進行抽樣式校準外，還可采用全檢的方式對所有篩孔進行校準。

背景技術

目前的試驗篩校準通常采用萬能工具顯微鏡等設備，以手工操作方式完成。一個試驗篩有大量的篩孔需要校準，依賴手工操作的方式，工作量繁重、效率低下、校準數據客觀性差，給各地計量部門帶來了很大困難。

由于現有測量手段的限制，《JJF1175-2007試驗篩校準規范》只能規定對部分篩孔進行抽樣式校準，得到的校準數據只能有定的代表性，不能全面反映被檢試驗篩的真實情況。

在進年來的文獻中，陸續出現過有關試驗篩自動校準的報道，基本只對圖像處理技術、篩孔和絲徑測量、光電系統進行了研究，對于整體系統沒有介紹。到目前為止還沒有過真正實用的試驗篩自動校準儀器出現。

發明內容

本發明介紹了一種影像式試驗篩自動校準儀，它以三軸CNC自動移動工作臺[1]為主體，配備顯微鏡[2]、CCD、照明系統[3]、電氣控制卡[4]和個人計算機[5]。

三軸CNC自動移動工作臺[1]分為XY移動平臺和Z軸，XY移動平臺用于承載被校準試驗篩[6]，顯微鏡固定于Z軸上，Z軸的運動可以控制顯微鏡的聚焦清晰度。XYZ三個軸均由直線導軌、絲杠和直流伺服控制系統組成，可以獲得非常高的定位精度。三軸工作臺可在計算機的控制下，由電氣控制卡[4]的驅動，實現程序控制，滿足自動校準的需要。

個人計算機[5]配備圖像采集卡，接收由顯微鏡[2]和CCD所構成光學成像系統捕獲的試驗篩圖像數據；個人計算機[5]包括試驗篩校準模塊，試驗篩校準模塊又分為篩孔提取模塊和篩孔搜索模塊。

篩孔提取模塊利用圖像處理技術，對獲取的試驗篩圖像數據進行處理，提取出篩孔四邊形，并由此分析計算出試驗篩的篩孔尺寸和絲徑。

篩孔搜索模塊以篩孔提取模塊已經得到的所有篩孔四邊形數據為依據，控制三軸移動工作臺[1]移動到下一個篩孔位置，為篩孔提取模塊提供初始提取位置；兩個模塊交替工作，直到完成指定數量篩孔的校準。

根據校準需要，個人計算機[5]通過向電氣控制卡發送命令來移動XYZ三軸移動工作臺[1]，使得試驗篩上待測區域移動到顯微鏡的可視區域內；照明系統[3]保證光學成像系統獲取到高質量的試驗篩圖像數據。

本發明具有如下優點：

(1)自動化程度高，校準數據客觀；

(2)完全符合現有的校準規范，并可做擴展校準；

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖。

圖2是本發明的試驗篩校準模塊的經向校準流程示意圖。

具體實施方式

篩孔提取模塊采用數字圖像處理技術，對個人計算機中圖像采集卡獲取的篩孔圖像進行處理，包括濾波、邊緣檢測等，然后對檢測出的邊緣進行擬合，得到篩孔四邊形，由此計算出篩孔的經向或緯向尺寸：

①首先使用高斯濾波器對采集的圖像數據進行濾波；

②采用Sobel算子進行邊緣檢測；

③使用最小二乘法擬合四邊形，提取出篩孔四邊形；

④以篩孔四邊形的上下兩邊中點間距離作為篩孔的緯向尺寸；

⑤以篩孔四邊形的左右兩邊中點間距離作為篩孔的經向尺寸；

在得到一個篩孔四邊形后，篩孔搜索模塊以已經得到的篩孔數據為依據，搜索下一個篩孔，如有必要會控制三軸移動工作臺運動，以獲取一個完整的篩孔。如此持續進行，直到得到了所需個數的篩孔數據。

在緯向校準篩孔時：

①篩孔搜索模塊對已經計算得到的所有篩孔四邊形上邊緣和下邊緣的方向進行統計，以平均方向作為搜索方向；

②篩孔搜索模塊對已經計算得到的所有篩孔四邊形上邊緣和下邊緣的長度進行統計，以平均值作為平均篩孔緯向尺寸；

③篩孔搜索模塊控制三軸移動工作臺朝搜索方向移動平均篩孔緯向尺寸的距離，以此位置作為篩孔提取模塊的初始提取位置；

在經向校準篩孔時：

①篩孔搜索模塊對已經計算得到的所有篩孔四邊形左邊緣和右邊緣的方向進行統計，以平均方向作為搜索方向；

②篩孔搜索模塊對已經計算得到的所有篩孔四邊形左邊緣和右邊緣的長度進行統計，以平均值作為平均篩孔經向尺寸；

③篩孔搜索模塊控制三軸移動工作臺朝搜索方向移動平均篩孔經向尺寸的距離，以此位置作為篩孔提取模塊的初始提取位置；