CN107957243A - 用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置 - Google Patents

用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107957243A
CN107957243A CN201711162925.6A CN201711162925A CN107957243A CN 107957243 A CN107957243 A CN 107957243A CN 201711162925 A CN201711162925 A CN 201711162925A CN 107957243 A CN107957243 A CN 107957243A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature vacuum
laser
mounting base
glass cover
low temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711162925.6A
Other languages
English (en)
Inventor
惠宏超
梁涛
胡权威
王静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Aerospace Times Electronics Corp
Beijing Aerospace Control Instrument Institute
Original Assignee
China Aerospace Times Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Aerospace Times Electronics Corp filed Critical China Aerospace Times Electronics Corp
Priority to CN201711162925.6A priority Critical patent/CN107957243A/zh
Publication of CN107957243A publication Critical patent/CN107957243A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，涉及零件或物体的微小位移或形变量的测量领域；包括激光器、第一柱形安装座、第一立式平移架、第二柱形安装座、图像传感器、第二立式平移架、计算机、高温真空玻璃罩和被测物体；高温真空玻璃罩轴向竖直放置；被测物体固定安装在高温真空玻璃罩内部；第一立式平移架和第二立式平移架分别放置在高温真空玻璃罩的两侧；第一柱形安装座固定安装在第一立式平移架的顶部；第二柱形安装座固定安装在第二立式平移架的顶部；激光器固定安装在第一柱形安装座的内部；激光器和图像传感器分别与计算机连通；本发明直接计算出被测物体的位移量或形变量，具有非接触、高效、高精度和自动化测量等优点。

Description

用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置
技术领域
本发明涉及一种零件或物体的微小位移或形变量的测量领域，特别是用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置。
背景技术
在航空航天、生物医药、材料特性研究、可靠性分析等领域，经常要观察零件、材料或物体在高低温循环和真空循环条件下的状态变化，比如膨胀量或缩小量、位移尺寸、固定方向的变形量等重要参数，通过对这些参数的准确测量来研究零件或物体的一些关键特性，以掌握更多的特征属性参数。目前已有的高低温真空环境中位移或形变量的检测方法主要是机械式接触法，而接触法效率比较低，自动化程度不高，且容易受到高低温和真空环境的影响，准确性难以得到保证，尤其是在较高温度时可能无法实现测量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，直接计算出被测物体的位移量或形变量，具有非接触、高效、高精度和自动化测量等优点。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，包括激光器、光纤衰减器、光纤准直器、菲涅尔透镜、第一柱形安装座、第一立式平移架、第二柱形安装座、远心镜头、滤光片、图像传感器、第二立式平移架、计算机、高温真空玻璃罩和被测物体；其中，高温真空玻璃罩为中空圆柱形结构，高温真空玻璃罩轴向竖直放置；被测物体固定安装在高温真空玻璃罩内部的中心位置；第一立式平移架和第二立式平移架对称放置在高温真空玻璃罩的两侧；第一柱形安装座和第二柱形安装座均为中空圆柱形结构；第一柱形安装座轴向水平固定安装在第一立式平移架的顶部；第二柱形安装座水平固定安装在第二立式平移架的顶部；激光器、光纤衰减器、光纤准直器和菲涅尔透镜沿轴向依次固定安装在第一柱形安装座的内部，且激光器、光纤衰减器、光纤准直器和菲涅尔透镜依次靠近高温真空玻璃罩；远心镜头、滤光片和图像传感器沿轴向依次固定安装在第二柱形安装座的内部，且远心镜头、滤光片和图像传感器依次远离高温真空玻璃罩；激光器和图像传感器分别与计算机连通。
在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，通过调整第一立式平移架，实现对第一柱形安装座沿竖直方向移动和俯仰旋转、沿水平方向移动和摆动旋转的调节；通过调整第二立式平移架，实现对第二柱形安装座沿竖直方向移动和俯仰旋转、沿水平方向移动和摆动旋转的调节；实现第一柱形安装座和第二柱形安装座同心放置。
在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述激光器采用半导体激光器、固体激光器、光纤激光器或发光二极管LED灯中的一种；激光器的输出激光大于1mA；输出激光波长为可见光波段。
在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述光纤衰减器的衰减率范围为0-1。
在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述菲涅尔透镜垂直于输出激光光轴方向放置，且菲涅尔透镜位于输出激光的焦点位置。
在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述图像传感器采用面阵CCD或CMOS；图像传感器的像素数大于200万。
在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述计算机实现对图像传感器的图像处理；图像处理包括预处理、亚像素处理和特征信息计算；其中，预处理包括滤波、图像增强、二值化和粗提取；亚像素处理为对预处理后的图像进行亚像素计算；特征信息计算为对亚像素处理后的图像进行位移或形变量的参数计算。
在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述高低温真空玻璃罩的温度范围为-60℃-350℃；高低温真空玻璃罩的真空度大于10-5Pa；实现激光器发出的激光穿透过高低温真空玻璃罩。
在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，通过调节第二立式平移架与高低温真空玻璃罩之间的距离，实现被测物体的边缘部位在图像传感器上清晰成像。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明采用了本发明采用远心镜头进行成像，减小了光学成像畸变，提高了图像传感器的成像质量，可实现被测对象边缘的清晰成像；
(2)本发明采用了机器视觉的方法，实现了对被测对象的非接触、长距离的精密测量；
(3)本发明采用了模块化设计方法，提高了测量装置的集成度，装置的维护性强，便于***升级。
附图说明
图1为本发明测量装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示为测量装置结构示意图，由图可知，用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，包括激光器1、光纤衰减器2、光纤准直器3、菲涅尔透镜4、第一柱形安装座5、第一立式平移架6、第二柱形安装座7、远心镜头8、滤光片9、图像传感器10、第二立式平移架11、计算机12、高温真空玻璃罩13和被测物体14；其中，高温真空玻璃罩13为中空圆柱形结构，高温真空玻璃罩13轴向竖直放置；被测物体14固定安装在高温真空玻璃罩13内部的中心位置；第一立式平移架6和第二立式平移架11分别放置在高温真空玻璃罩13的两侧；第一柱形安装座5和第二柱形安装座7均为中空圆柱形结构；第一柱形安装座5轴向水平固定安装在第一立式平移架6的顶部；第二柱形安装座7水平固定安装在第二立式平移架11的顶部；激光器1、光纤衰减器2、光纤准直器3和菲涅尔透镜4沿轴向依次固定安装在第一柱形安装座5的内部，且激光器1、光纤衰减器2、光纤准直器3和菲涅尔透镜4依次靠近高温真空玻璃罩13；远心镜头8、滤光片9和图像传感器10沿轴向依次固定安装在第二柱形安装座7的内部，所述远心镜头8和滤光片9同轴连接，滤光片9和图像传感器10同轴连接；所述远心镜头8、滤光片9和图像传感器10同轴连接好之后，依次固定在第二柱形安装座7上，保证轴线和第二柱形安装座7的轴线平行；且远心镜头8、滤光片9和图像传感器10依次远离高温真空玻璃罩13；激光器1和图像传感器10分别与计算机12连通。
通过调整第一立式平移架6，实现对第一柱形安装座5沿竖直方向移动和俯仰旋转、沿水平方向移动和摆动旋转的调节；通过调整第二立式平移架11，实现对第二柱形安装座7沿竖直方向移动和俯仰旋转、沿水平方向移动和摆动旋转的调节；实现第一柱形安装座5和第二柱形安装座7同心放置。调节第二立式平移架11与高低温真空玻璃罩13之间的距离，实现被测物体14的边缘部位在图像传感器10上清晰成像。
其中，激光器1采用半导体激光器、固体激光器、光纤激光器或发光二极管LED灯中的一种；激光器1的输出激光大于1mA；输出激光波长为可见光波段。光纤衰减器2的衰减率范围为0-1。菲涅尔透镜4垂直于输出激光光轴方向放置，且菲涅尔透镜4位于输出激光的焦点位置。图像传感器10采用面阵CCD或CMOS；图像传感器10的像素数大于200万。
计算机12实现对图像传感器10的图像处理；图像处理包括预处理、亚像素处理和特征信息计算；其中，预处理包括滤波、图像增强、二值化和粗提取；亚像素处理为对预处理后的图像进行亚像素计算；特征信息计算为对亚像素处理后的图像进行位移或形变量的参数计算。
高低温真空玻璃罩13的温度范围为-60℃-350℃；高低温真空玻璃罩13的真空度大于10-5Pa；实现激光器1发出的激光穿透过高低温真空玻璃罩13。
工作过程：
测量前，所述第一立式平移架6放置在高低温真空玻璃罩13的一侧，所述第一立式平移架6和高低温真空玻璃罩13的距离根据实际情况而定，不做具体要求，打开激光器1，调节第一立式平移架6上第一柱形安装座5的高度，保证输出的平行光照射在被测物体14的边缘部位。所述第二立式平移架11放置在高低温真空玻璃罩13的另外一侧，调节第二立式平移架11上第二柱形安装座7的高度，保证第一柱形安装座5的输出光平行照射进第二柱形安装座7。
测量时，在所述计算机12中启动测量程序软件，程序软件对图像传感器10进行初始化直到能够正常采集图像，调节第二立式平移架11与高低温真空玻璃罩13的距离，保证被测物体14的边缘部位在图像传感器10上清晰成像，调节完成之后进行被测物体14的图像采集、图像处理和参数计算。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：包括激光器(1)、光纤衰减器(2)、光纤准直器(3)、菲涅尔透镜(4)、第一柱形安装座(5)、第一立式平移架(6)、第二柱形安装座(7)、远心镜头(8)、滤光片(9)、图像传感器(10)、第二立式平移架(11)、计算机(12)、高温真空玻璃罩(13)和被测物体(14)；其中，高温真空玻璃罩(13)为中空圆柱形结构，高温真空玻璃罩(13)轴向竖直放置；被测物体(14)固定安装在高温真空玻璃罩(13)内部的中心位置；第一立式平移架(6)和第二立式平移架(11)分别放置在高温真空玻璃罩(13)的两侧；第一柱形安装座(5)和第二柱形安装座(7)均为中空圆柱形结构；第一柱形安装座(5)轴向水平固定安装在第一立式平移架(6)的顶部；第二柱形安装座(7)水平固定安装在第二立式平移架(11)的顶部；激光器(1)、光纤衰减器(2)、光纤准直器(3)和菲涅尔透镜(4)沿轴向依次固定安装在第一柱形安装座(5)的内部，且激光器(1)、光纤衰减器(2)、光纤准直器(3)和菲涅尔透镜(4)依次靠近高温真空玻璃罩(13)；远心镜头(8)、滤光片(9)和图像传感器(10)沿轴向依次固定安装在第二柱形安装座(7)的内部，且远心镜头(8)、滤光片(9)和图像传感器(10)依次远离高温真空玻璃罩(13)；激光器(1)和图像传感器(10)分别与计算机(12)连通。
2.根据权利要求1所述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：通过调整第一立式平移架(6)，实现对第一柱形安装座(5)沿竖直方向移动和俯仰旋转、沿水平方向移动和摆动旋转的调节；通过调整第二立式平移架(11)，实现对第二柱形安装座(7)沿竖直方向移动和俯仰旋转、沿水平方向移动和摆动旋转的调节；实现第一柱形安装座(5)和第二柱形安装座(7)同心放置。
3.根据权利要求2所述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：所述激光器(1)采用半导体激光器、固体激光器、光纤激光器或发光二极管LED灯中的一种；激光器(1)的输出激光大于1mA；输出激光波长为可见光波段。
4.根据权利要求3所述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：所述光纤衰减器(2)的衰减率范围为0-1。
5.根据权利要求4所述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：所述菲涅尔透镜(4)垂直于输出激光光轴方向放置，且菲涅尔透镜(4)位于输出激光的焦点位置。
6.根据权利要求5所述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：所述图像传感器(10)采用面阵CCD或CMOS；图像传感器(10)的像素数大于200万。
7.根据权利要求6所述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：所述计算机(12)实现对图像传感器(10)的图像处理；图像处理包括预处理、亚像素处理和特征信息计算；其中，预处理包括滤波、图像增强、二值化和粗提取；亚像素处理为对预处理后的图像进行亚像素计算；特征信息计算为对亚像素处理后的图像进行位移或形变量的参数计算。
8.根据权利要求7所述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：所述高低温真空玻璃罩(13)的温度范围为-60℃-350℃；高低温真空玻璃罩(13)的真空度大于10-5Pa；实现激光器(1)发出的激光穿透过高低温真空玻璃罩(13)。
9.根据权利要求8所述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，其特征在于：通过调节第二立式平移架(11)与高低温真空玻璃罩(13)之间的距离，实现被测物体(14)的边缘部位在图像传感器(10)上清晰成像。
CN201711162925.6A 2017-11-21 2017-11-21 用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置 Pending CN107957243A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711162925.6A CN107957243A (zh) 2017-11-21 2017-11-21 用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711162925.6A CN107957243A (zh) 2017-11-21 2017-11-21 用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107957243A true CN107957243A (zh) 2018-04-24

Family

ID=61965158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711162925.6A Pending CN107957243A (zh) 2017-11-21 2017-11-21 用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107957243A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108759703A (zh) * 2018-06-12 2018-11-06 合肥工业大学 一种检测热场内隔热结构形变的装置
CN109506571A (zh) * 2018-10-26 2019-03-22 北京航天控制仪器研究所 一种零件在位尺寸测量方法及装置
CN110132156A (zh) * 2019-05-16 2019-08-16 大连理工大学 一种海缆径向变形非接触式测量设备
CN110411345A (zh) * 2019-08-09 2019-11-05 武汉西尔塔信息技术有限公司 一种高温物体高精度定位方法
CN111829446A (zh) * 2020-07-09 2020-10-27 河海大学 一种利用多个斜方棱镜的高精度双轴光学引伸计
CN111829445A (zh) * 2020-07-09 2020-10-27 河海大学 一种基于双棱镜的高精度光学引伸计
CN112683192A (zh) * 2019-10-18 2021-04-20 三赢科技（深圳）有限公司 非接触式的待测件外形尺寸测量装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5793468A (en) * 1991-10-11 1998-08-11 Metaphase Corporation Automated hand-held keratometer
CN101021490A (zh) * 2007-03-12 2007-08-22 3i***公司 平面基板自动检测***及方法
US20100231925A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Omron Corporation Displacement sensor
CN206311075U (zh) * 2016-12-29 2017-07-07 海伯森技术（深圳）有限公司 一种大口径精密轮廓测量***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5793468A (en) * 1991-10-11 1998-08-11 Metaphase Corporation Automated hand-held keratometer
CN101021490A (zh) * 2007-03-12 2007-08-22 3i***公司 平面基板自动检测***及方法
US20100231925A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Omron Corporation Displacement sensor
CN206311075U (zh) * 2016-12-29 2017-07-07 海伯森技术（深圳）有限公司 一种大口径精密轮廓测量***

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108759703A (zh) * 2018-06-12 2018-11-06 合肥工业大学 一种检测热场内隔热结构形变的装置
CN108759703B (zh) * 2018-06-12 2020-05-05 合肥工业大学 一种检测热场内隔热结构形变的装置
CN109506571A (zh) * 2018-10-26 2019-03-22 北京航天控制仪器研究所 一种零件在位尺寸测量方法及装置
CN110132156A (zh) * 2019-05-16 2019-08-16 大连理工大学 一种海缆径向变形非接触式测量设备
CN110132156B (zh) * 2019-05-16 2021-02-19 大连理工大学 一种海缆径向变形非接触式测量设备
CN110411345A (zh) * 2019-08-09 2019-11-05 武汉西尔塔信息技术有限公司 一种高温物体高精度定位方法
CN112683192A (zh) * 2019-10-18 2021-04-20 三赢科技（深圳）有限公司 非接触式的待测件外形尺寸测量装置
CN111829446A (zh) * 2020-07-09 2020-10-27 河海大学 一种利用多个斜方棱镜的高精度双轴光学引伸计
CN111829445A (zh) * 2020-07-09 2020-10-27 河海大学 一种基于双棱镜的高精度光学引伸计

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107957243A (zh) 用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置
CN109632103B (zh) 高空建筑物温度分布与表面裂缝远程监测***及监测方法
CN107121093B (zh) 一种基于主动视觉的齿轮测量装置及测量方法
CN105571983B (zh) 一种核燃料芯块几何密度测量方法及其***
CN102360079B (zh) 一种激光测距仪及工作方法
CN110411346B (zh) 一种非球面熔石英元件表面微缺陷快速定位方法
CN104296694B (zh) 一种激光跟踪仪光轴与机械转轴夹角的检测装置和方法
CN104537656B (zh) 光纤扩束准直镜筒出射偏心高斯光束的检测方法
CN109870828A (zh) 一种实现星敏感器像面高精度正交性调整***及调整方法
CN106338524A (zh) 竖直光学元件表面损伤的显微扫描成像采集装置及方法
CN106679595B (zh) 楔角球面透镜的中心偏差和楔角的测量方法
CN110030923B (zh) 连接器Pin针检测***及其检测方法
CN109557694A (zh) 一种液晶屏的台阶电极区域的自动光学检测装置和图像采集方法
CN101504280B (zh) 一种部件轴向对心检测装置的成像***
CN201007646Y (zh) 一种液体辅助断层扫描三维形状测量装置
CN107014838B (zh) 基于x射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器
CN105699704B (zh) 一种白光干涉原子力探针***的成像自动调整装置及其控制方法
CN106131436B (zh) 一种航空相机的检焦装置以及检焦方法
CN110160460B (zh) 一种基于数字摄影的金属结构变形测量装置及方法
CN113513997B (zh) 光源、光路***、单目采集***、传感器及应变检测***
CN109540084A (zh) 一种浮液中零件三维姿态的测量方法及装置
CN207886197U (zh) 一种实现多种扫描成像设备扫描位置的校正装置
CN105866589B (zh) 一种透射式单元探测器成像及电性参数测试***
CN210625840U (zh) 一种新型振动测量装置
CN210441831U (zh) 一种新型光学比较测角仪装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180424