[實用新型]基于光切原理的非接觸式傷痕深度測量裝置

有效

• 申請號: 201320250461.5
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN203259129U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 劉芳芳;傅云霞;曾燕華;張云;祝逸慶
• 申請（專利權）人: 上海市計量測試技術研究院
• 主分類號: G01B11/22
• 分類號: G01B11/22
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 陳志良

技術領域

本實用新型涉及一種非接觸式無損檢測裝置，特別是公開一種基于光切原理的非接觸式傷痕深度測量裝置，應用于無損檢測行業中對其標準片進行量值溯源。

背景技術

無損檢測是工業發展必不可少的有效工具，其在石油化工、船舶、航空、核能等行業的重要性毋庸置疑。常用的無損檢測方法有很多種，但無論何種方法，都需要由標準傷痕試塊通過比對來實現傷痕尺寸和形狀的定量測量。而深窄槽形的標準傷痕試塊的量值溯源長期來尚未解決，急需一種非接觸的高精度測量裝置及方法。

光切法是近十多年發展起來的一種三維曲面非接觸測量法。它用光平面照射被測物體，在其表面產生一條明亮的光帶，通過CCD攝像機及數字信號處理器DSP可獲得光帶的數字圖像，經計算機處理即得該目標物體表面的全部三維輪廓信息。

上海海事大學公開的一種基于傳感器陣列的金屬表面傷痕探測裝置，用于探測待檢測金屬板的表面情況，該探測裝置包含：傳感器陣列，與所述傳感器陣列通過電路連接的數據采集儀和激勵電路，與所述數據采集儀通過電路連接的上位計算機；其中，所述傳感器陣列包含激勵線圈，以及若干個均勻分布在所述激勵線圈周圍的檢測線圈；所述待檢測金屬板放置在所述傳感器陣列下方，且每個檢測線圈與所述待檢測金屬板之間高度間距相同。本實用新型中，保證探測裝置和待測金屬板無接觸、無損壞，并且能方便、快速、準確地探測出金屬表面傷痕，成本低廉，適用范圍廣。

華中科技大學機械學院為測量不銹鋼管外表面窄淺刻槽的深度,提出了一種基于光切法采用攝像頭獲得不銹鋼管表面和刻槽底部的圖像，運用數字圖像處理技術對這些圖像進行處理的刻槽深度測量方法。應用表明,該方法有較高的測量準確度。

西安工業學院針對飛機座艙玻璃劃痕深度的測量，介紹了一種有效的信息提取方法——光切測量法。精度分析表明，合理地選擇物鏡的放大倍數和數值孔徑，可以獲得不同劃痕深度的高精度結果。

DISCO?ABRASIVE?SYSTEMS?公司申請的日本專利公開一種劃痕深度測量方法，該劃痕深度測量方法包括深度測量路徑設置步驟，用于設置一個槽深度測量路徑L。

KAWASAKI?HEAVY?IND公司申請的日本專利公開一種劃痕測量方法和儀器，為提高測量數據的可靠性，將基于設計材料計算的被測量劃痕形狀的預期值與測得的數據相比，判斷實測數據的有效性。

現有技術需解決的技術問題：

1、現有技術一般采用基于光切原理的激光三角法，應用線光源和CCD攝像機進行深度等輪廓尺寸的測量。這種方法需要對CCD的像素大小與對應的測量距離進行轉換，也即需要對CCD進行標定，其測量精度有限；

2、另一種方法基于光切顯微鏡，直接安裝CCD后測量深度等輪廓尺寸，該方法深度測量范圍非常有限且很難再提高。

發明內容

本實用新型的目的是解決現有技術的缺陷，本著經濟、便捷的原則，提出一種基于光切原理的非接觸式傷痕深度測量裝置。本實用新型利用光切顯微鏡部分成熟的機械部件和光學零部件，開展了大部分機械零部件的設計，通過裝校形成。

本實用新型是這樣實現的：一種基于光切原理的非接觸式傷痕深度測量裝置，其特征在于：所述的測量裝置包括顯微鏡導軌、9J型光切顯微鏡光路殼體、長度計、光源及調節組件、CCD及調節組件、三維調節工作臺、壓板固定用T型導軌條、底座及顯微鏡導軌立柱。同時，在CCD自帶的軟件開發包的基礎上，編輯了適合本實用新型測量裝置需求的顯示界面，并設計了有光帶骨架線提取功能的圖像處理程序，整合到顯示測量軟件中，可實現機器自動瞄準。

所述的三維調節工作臺和顯微鏡導軌立柱并列支座在底座上，旁側還設有T型導軌條，連接在顯微鏡導軌立柱上的9J型光切顯微鏡光路殼體位于三維調節工作臺上方，且與三維調節工作臺呈懸空非接觸式，9J型光切顯微鏡光路殼體上表面并列連接長度計接觸塊組件和光源調節組件，所述的長度計接觸塊組件上端連接長度計，長度計又通過長度計連接件與顯微鏡導軌立柱頂端相連，CCD及調節組件與9J型光切顯微鏡光路殼體上側面構成45°傾斜連接。

所述的三維調節工作臺購自上海聯誼光纖激光器械廠，用于實現小型被測件的定位和寬度尺寸的測量，T型導軌條用于固定壓口板，方便壓緊被測件。

所述的底座為花崗巖底座或便攜式底座。所述的便攜式底座的平板底面設有兩個燕尾槽，每個燕尾槽內鑲嵌三段圓柱支撐，便于在測量大型管狀工件或大型平面工件時平穩支撐測量裝置。本實用新型采用花崗巖底座時用于實驗室測量小型工件。