导读：本文主要介绍了基于远心平行光源和CCD的钢板测宽仪的研发，这种测宽仪可以应用于热轧、冷轧钢板的在线检测。
关键词：测径仪；远心平行光源；CCD；
CCD在机械自动化系统中的应用将越来越广泛，将更多用于在线测量方面，以减少测量误差、降低劳动强度和提高劳动效率 。CCD芯片可以应用于光电检测中，采用远心平行光源与CCD芯片相结合生产光电钢板测宽仪，实现高精度的宽度尺寸在线检测。
1、远心平行光源
远心平行光源专为背光照明设计，对环境光干扰小、保证图像稳定性；完整的光耦合器，平行光镜头所发出的光由一枚远心镜头收集，然后直接射向传感器，保证极高的信噪比；提高了检测系统中被检测物体边缘轮廓对比度；消除边界效应：背光漫射将光线反射在了物体的侧面，往往使得物体看起来比实物小，而平行光可大幅减少这种反射；更好的景深与远心度：增加了远心镜头的自然景深，提升了其原有的远心度；高平行度：平行半角小于0.1°；高均匀性：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；光源输入端口为标准点光源。
远心平行光源提供高度平行的光源，在检测过程中，可将被测物的尺寸同比例显示，通过光阑小孔放大或缩小的实像于CCD芯片接收处理。从而得到被测物的精准尺寸。
远心平行光源单色性好，其光源为固定波长为520nm的绿色光源，并安装有滤光镜片，因此，钢板测宽仪进接收该光源，从而避免了环境光、灯光、自发光的影响。
其光线为平行光线，CCD芯片接收到的影长与被测钢板在测量区域的位置无关，因此有效的消除测量结果中位置因素的影响，也就是说，被测物处于平行光视场中的任何位置均不会影响测量结果。
其光源采用LED灯作为点光源，亮度高，使用寿命长，使得钢板测宽仪的使用寿命也大大的增加。
远心平行光源非常适合应用于测量行业的检测，将其应用于钢板测宽仪中，提供高度平行的光源，提升测量精度，为钢板的测量带来便利。
长寿命高亮度是LED点光源经过透镜组使得光源变为远心平行光源，形成远心平行光视场，被测板材垂直通过远心平行光视场，带有被测板材阴影的平行光通过透镜组进行聚焦，通过小孔成像技术，在CCD上形成放大或缩小的实现，经过CCD的光电转换，信号处理计算系统从而实现宽度的检测。而钢板测宽仪为了适应大宽度的钢板检测，采用间距可调双镜筒的光电测头，从而保证了各种规格的钢板宽度检测。
2、CCD
ＣＣＤ具有非接触性测量、分辨率高等方面的特点，因此ＣＣＤ器件在物体外型测量、表面检测、图像传真、智能传感等方面得到了广泛的应用。另外，ＣＣＤ测量速度快，所以不仅可用于静态测量，还可用于动态在线检测或识别零件，随着零件加工精度及机床自动化程度的不断提高，高精度的在线检测系统在现代生产中应用将越来越广泛。
钢板测宽仪采用的是线阵CCD，图像从垂直于器件像元排列的方向扫描以记录在线阵的CCD上，读出时，每个成像的CCD像元，将电荷包转移到移位寄存器的一个单元（一个字，而不是一位），沿水平方式快速读出。
3、钢板测宽仪
钢板测宽仪即是基于远心平行光源及线阵CCD生产制造的，钢板测宽仪采用美国进口LED光源亮度高、寿命长、温度适应性强，亮度可达120～130lm（约合50000mcd）即使在视窗镜片有轻微灰尘污染的情况下，钢板测宽仪仍能正常测量，延长了测宽仪的维护周期，正常使用寿命在80000小时以上，环境温度-20℃～50℃均能正常使用。CCD为扫描频率为15MHz的高频线阵CCD芯片。
钢板测宽仪采用间距可筒双镜筒测头测量宽度尺寸，除了基本的宽度测量功能外，可以通过自动调节测头之间的距离实现不同规格的钢板宽度检测，使用方便，当需要调整镜筒的间距时，通过控制系统输入命令，驱动步进电机带动滚珠丝杠即可实现精确位置的调整。在调整间距后，采用标准量块进行精度校准，达到更高精度的检测。
钢板测宽仪可测量宽度尺寸，钢板宽度20~3000mm均可检测，并且对更大宽度范围的钢板检测也可定制，测量显示实时宽度值，宽度波动曲线等钢板所需的各项信息，可设置热膨胀系数，通过检测热轧钢板得到冷态钢板宽度值，具备数据超差报警功能，从而实时了解生产状态，具备数据输出接口，可连接钢板的控制装置，实现钢板宽度的自动控制。
结语
钢板测宽仪采用风冷水冷相结合的方式，可以实现高精度的热轧钢板的在线检测，实现测量、监测报警、数据存储、数据传输等多种功能，广泛的用于轧钢行业板材类的产品宽度检测。为生产企业带来巨大的便利。
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本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写
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