物方远心光路应用于光电测径仪系统中
发布日期:2018-07-06        



引言

 

光电测径仪是非接触的在线测量设备,用于外径尺寸的测量,光电测径仪是利用光学投影法进行测量的设备,光学系统的好坏关系着测量精度是否合格,光电测径仪采用物方远心平行光路进行测量。

 

1、测量原理

 

光电测量产品采用物方远心光路和成像法进行在线尺寸检测。检测的核心部件为光电测头,每组测头由发射镜头和接收镜头组成。发射镜头内点光源发出的光通过发射透镜形成平行光视场射向接收镜头。平行光再由接收透镜聚焦,通过位于焦点位置的光阑小孔后在接收单元上成像。当视场中通过被测物时,被测物遮挡的部位将在接收单元的芯片上呈现出边界清晰的阴影。通过光电转换和数字化处理,即可通过阴影的宽度计算出被测物的直径。

 

2、远心镜头技术优势

 

优势一:高分辨率

 

图像分辨率一般以量化图像传感器既有空间频率对比度的?CTF?(对比传递函数)衡量,单位为?lp/mm(每毫米线耦数)。大部分机器视觉集成器往往只是集合了大量廉价的低像素、低分辨率镜头,最后只能生成模糊的影像。而采用远心镜头,即使是配合小像素图像传感器(如5.5百万像素,?2/3"),也能生成高分辨率图像。

 

优势二:真正的远心设计,超宽景深与低畸变

 

曾经有一种观点认为远心镜头主要解决畸变问题,其实,远心镜头解决的不单单是畸变问题,低畸变只是远心镜头的附加属性。远心镜头的独特光学特性:物体在视场内移动时,其在不同位置的放大率不会发生改变,决定了其在某些场和是无法采用普通工业镜头予以替代的,例如其更大的景深范围可以很好地适应现场的工作环境,这不是只通过算法就能解决的问题。

 

优势三:独特的平行光路设计

 

设计平行光成像的远心镜头理论上并不复杂,但若想达到一定解析能力和成像质量就是另外一回事了。远心镜头的设计和制造难度确实要大于一般意义上的镜头,究其原因是由于远心镜头光学镜片的尺寸都比较大,使得边缘光线的各类相差的校正难度增大,要想获得良好的边缘视场的成像质量,需要更高的产品设计和制造精度。

 

3、光电测径仪

 

光电测径仪的远心平行光路系统,是由长寿命LED灯作为点光源使用,经发射透镜组形成平行光视场,其平行半角小于0.1°,在有效面积内光的均匀性大于90%,远心平行光源作为背光源使用,特别合适圆形物体使用,使圆形物体的边缘更加锐利和清晰。光电测径仪的应用该种光路系统保证了高精度的在线测量。

 

结语

 

光电测径仪是高精度的测量设备,其物方远心光路的设计,为高精度测量带来便利。光电测径仪目前的测量精度普遍在0.02mm,也可达到0.003mm,是高精度非接触的在线外径测量设备。

 

本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写


来源:OFweek仪器仪表网
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