[發明專利]一種基于機器視覺的低頻振動校準裝置

有效

• 申請號: 201610918006.6
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN106500832B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 蔡晨光;楊明;劉志華;王穎
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院;北京化工大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01H9/00
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種基于機器視覺的低頻振動校準裝置，屬于振動校準技術領域。振動臺，用于提供低頻振動校準的激勵信號；標定板，用于成像及圖像采集設備中視覺裝置的標定；照明設備，必要時用于提供成像及圖像采集設備的照明；成像及圖像采集設備，實時拍攝并采集振動臺工作臺面移動序列圖像，用于低頻振動校準；圖像傳輸設備，用于實時傳輸成像及圖像采集設備采集的低頻振動序列圖像；圖像處理及顯示設備，用于處理采集到的振動序列圖像，所測低頻振動的儲存數據及波形顯示，輸出校準結果。與傳統的低頻振動校準裝置相比，本裝置操作簡單、方便，只需調整視覺裝置中相機的安裝高度與鏡頭焦距，得到不同校準頻率下合適的校準視場，即可實現低頻振動校準。

技術領域

本發明屬于振動校準技術領域，尤其適用于低頻、大振幅的高精度振動傳感器及測量儀校準。

背景技術

低頻振動傳感器及測量儀被廣泛用于橋梁建筑、地震、精密儀器、航空航天等領域的實時監控與振動參數測量。振動傳感器及測量儀由于生產過程中的制造誤差等原因或投入使用一段時間后設備老化等原因使其性能指標可能發生變化，導致振動傳感器及測量儀所測得振動數據不準確，因此需要定期對振動傳感器及測量儀進行校準。振動傳感器及測量儀的校準是保證振動傳感器及測量儀所測數據準確、可靠的前提。低頻振動具有能量大、破壞性強的特點，低頻振動傳感器或測量儀用于低頻振動信號的測量，因此對于低頻振動傳感器及測量儀的校準具有重要意義。

典型的振動傳感器及測量儀校準方法有激光干涉絕對法校準、比較法校準等。該類校準裝置及方法對于中高頻振動傳感器及測量儀校準結果很好，但對于超低頻或低頻、大振幅的振動傳感器及測量儀校準，其無法在振動傳感器及測量儀的整個測量范圍內保證較好的校準結果。雖然目前校準技術人員對于低頻、大振幅的振動傳感器及測量儀的絕對法與比較法校準提出了許多改進與優化方案，但總體校準結果還是達不到振動傳感器及測量儀在整個測量范圍內高精度校準的需求。激光干涉絕對法在低頻、大振幅時會出現散斑噪聲，激光與振動臺面很難保證嚴格垂直，且易受到環境噪聲的影響，激光干涉儀成本較高，激光干涉絕對法只有在校準環境達到一定要求時才能保證低頻振動傳感器及測量儀的高精度校準；比較法在低頻、大振幅時標準傳感器的自身精度有限，使得整體校準結果精度不高。

因此，針對目前激光干涉絕對法與比較法對于低頻、大振幅振動傳感器及測量儀校準的不足，本發明提供一種操作簡單、校準系統價格低、校準環境要求低、在振動傳感器及測量儀的測量范圍內實現高精度校準的低頻振動校準裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作方便、校準系統成本低、校準環境要求低、整個測量范圍內高精度校準的低頻振動校準裝置。

本發明實施實例提供一種基于機器視覺的低頻振動校準裝置，包括：

振動臺，用于提供低頻振動校準的激勵信號；

標定板，用于成像及圖像采集設備中視覺裝置的標定；

照明設備，必要時用于提供成像及圖像采集設備的照明；

成像及圖像采集設備，實時拍攝并采集用于低頻振動校準的振動臺移動序列圖像；

圖像傳輸設備，用于實時傳輸成像及圖像采集設備采集的低頻振動序列圖像；

圖像處理及顯示設備，用于處理采集到的振動序列圖像，所測低頻振動的數據存儲及波形顯示，輸出校準結果。

所述振動臺為提供標準低頻振動激勵信號的低頻振動臺，其由基座與振動工作臺面組成。

所述照明設備為自然光源或白熾燈或日光燈。

所述成像及圖像采集設備包括視覺裝置與圖像采集卡及隔振臺等其他附屬設備，隔振臺用于固定視覺裝置并使其垂直于振動臺工作臺面。

所述標定板選用幾何尺寸已知的棋盤格方格板。