激光掃描尺寸檢測(cè)的研究

潘流平

【摘?要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家越來越重視激光掃描光纖尺寸在線檢測(cè)系統(tǒng)分析。為了進(jìn)一步提升在線檢測(cè)效率，需要根據(jù)實(shí)際情況了解該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，明確系統(tǒng)的測(cè)試速度快、精度高等特征，確保所采購的在線檢測(cè)系統(tǒng)完全適用于光纖尺寸的檢驗(yàn)以及控制。因此本文主要針對(duì)激光掃描尺寸檢測(cè)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并提出合理化建議。

【關(guān)鍵詞】激光掃描;尺寸檢測(cè);綜合研究

1、前言

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，光纖能信息傳輸以及圖像傳輸已經(jīng)成為了國家比較重視的內(nèi)容。由于光纖能具備數(shù)值孔徑大、可彎曲以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特征，其實(shí)際的應(yīng)用范圍愈加廣泛。而纖維光學(xué)的改進(jìn)，使得光纖制造以及綜合應(yīng)用的研究快速進(jìn)步，在制造工藝以及機(jī)械性能等各個(gè)方面都有了一定的成績(jī)。目前處理基礎(chǔ)材料之外，高標(biāo)準(zhǔn)的光纖制造工藝需要做好預(yù)制和拉絲等工序，故其傳輸?shù)膿p耗原、直徑的均勻性以及強(qiáng)度則上大部分依賴于拉絲工藝，本文所論述的內(nèi)容需要完全適用于光纖尺寸的在線監(jiān)測(cè)以及綜合控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖生產(chǎn)質(zhì)量的綜合管理和控制。

2、控制系統(tǒng)工作原理

2.1光纖尺寸的在線監(jiān)測(cè)

對(duì)于光纖控制系統(tǒng)和裝置而言，需要首先將預(yù)制棒輸送到對(duì)應(yīng)的爐內(nèi)，從電爐內(nèi)拉出對(duì)應(yīng)的光纖以及絞盤絲，將其放置在對(duì)應(yīng)的位置上。為進(jìn)一步的保證所拉制的光纖尺寸均勻性，減小光纖直徑，將熱源控制在特定的溫度范圍內(nèi)，保證電爐溫度和拉絲的運(yùn)行速度匹配化。為提高光纖的抗拉強(qiáng)度，保證光纖表面不受其他機(jī)械磨損的影響，需要對(duì)光纖表面涂上薄塑料，提高光纖生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)光纖生產(chǎn)中的尺寸變化的在線檢測(cè)。

2.2激光掃描光纖尺寸測(cè)量

激光掃描主要是將激光光束通過高性能光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行高速檢查和掃描，對(duì)當(dāng)前的掃描光學(xué)區(qū)域做出有效的掃描處理，其中被檢測(cè)的光纖對(duì)掃描光速具有一定的光線調(diào)節(jié)效果，故在對(duì)其進(jìn)行高速掃描時(shí)，要將接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，明確其所攜帶的信息檢測(cè)量被準(zhǔn)確得知。當(dāng)接收器接收到信號(hào)時(shí)，光電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換之后會(huì)將其變?yōu)殡娦盘?hào)，通過微機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理之后利用數(shù)字顯示或者打印機(jī)打印輸出即可，了解對(duì)應(yīng)光纖尺寸測(cè)量結(jié)果。

3、系統(tǒng)操作的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1高性能掃描系統(tǒng)

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定過程中，掃描的速度并不是可自行確定的，但是需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整。由于采用多面體轉(zhuǎn)鏡進(jìn)行光束的掃描，其反射點(diǎn)、回轉(zhuǎn)中心和光學(xué)系統(tǒng)三者之間的焦點(diǎn)不能夠重合，否則會(huì)產(chǎn)生離焦現(xiàn)象，在光軸方向等方面，這直接意味著掃描光束并不是掃描透鏡的焦點(diǎn)射出，以焦點(diǎn)作為中心轉(zhuǎn)動(dòng)情況，確保其掃描透鏡出現(xiàn)掃描光束和光軸光束，確保其存在垂直型誤差。本次所研究的系統(tǒng)屬于動(dòng)態(tài)光學(xué)性管控系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)性主要取決于運(yùn)行的最終速度以及垂直性速度，確保高精度的測(cè)量。

3.2光電變化電子學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理

該類別的系統(tǒng)主要是將攜帶有被測(cè)信息的光強(qiáng)信息直接轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，直接輸送到主控制器中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，給予對(duì)應(yīng)的測(cè)量結(jié)果即可。

4、系統(tǒng)的圖像預(yù)處理工作

（1）圖像分割

使用閾值將圖像的數(shù)據(jù)分割成兩部分，從多值的數(shù)字圖像中取出對(duì)應(yīng)的對(duì)象物，其對(duì)圖像的分割有著決定性作用。

（2）噪聲消除工作

所采集的圖像經(jīng)過二值化處理，圖像中的低灰度部分需要被去除，該類別的圖像信息與背景上的灰度息息相關(guān)。若是采用p-tile參數(shù)做好數(shù)據(jù)圖像的分割，使得大多數(shù)的光帶邊緣都存在毛刺，將散亂的亮點(diǎn)去除即可。與此同時(shí)，還需要采用灰度重心法提取對(duì)應(yīng)的光帶輪廓，只需要將相關(guān)的麻點(diǎn)噪聲直接去除即可，避免其對(duì)圖像的運(yùn)算產(chǎn)生影響。

（3）光條細(xì)化

目前國內(nèi)主要是采用灰度質(zhì)心法提取對(duì)應(yīng)的中心點(diǎn)，獲取對(duì)應(yīng)的光條像素坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫，依據(jù)運(yùn)算的基本特征確保質(zhì)心所提取的光條中心橫向像素坐標(biāo)精度無法達(dá)到需求，盡可能的滿足實(shí)際的系統(tǒng)測(cè)量需求。為保證掃描測(cè)量點(diǎn)的平行，需要確保機(jī)械裝置設(shè)備操作位置的有效調(diào)整，對(duì)現(xiàn)有的裝置進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)的精確度，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的精度分析以及分辨度分析。

5、最終的研究結(jié)果

通過最終的分析和比較可知，國內(nèi)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)以及所測(cè)量的實(shí)物內(nèi)容要使用CCD攝像機(jī)鏡頭做好基礎(chǔ)性的測(cè)量范圍處理，確保該種類別的系統(tǒng)測(cè)量精度達(dá)到0.1毫米即可，以此實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的滿足工程施工應(yīng)用的精準(zhǔn)度，從而增強(qiáng)工作的實(shí)用性。對(duì)于大型機(jī)械設(shè)備的幾何尺寸或是其他類別的形體誤差值測(cè)量，需要確保整個(gè)設(shè)施設(shè)備中的測(cè)量問題被解決，減少測(cè)量環(huán)境以及測(cè)量效率等隊(duì)大尺寸測(cè)量的影響，了解精密測(cè)量原理以及技術(shù)。

6、結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段國家越來越重視激光掃描技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用成效。對(duì)此，需要根據(jù)實(shí)際情況做好單線激光對(duì)界面的掃描效果，增強(qiáng)界面輪廓信息，利用管控的計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行綜合處理，使其最終結(jié)果能達(dá)到預(yù)期需求。與此同時(shí)，還可以在具體測(cè)量中嘗試采用多臺(tái)激光測(cè)距儀做好測(cè)量范圍擴(kuò)大，發(fā)揮不同測(cè)量?jī)x器的優(yōu)勢(shì)，最終提高測(cè)量精度與準(zhǔn)確度，促進(jìn)激光掃描尺寸檢測(cè)的進(jìn)步與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張從周. 激光掃描尺寸檢測(cè)的研究[J]. 長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)，1997.

（作者單位：貴陽市裝備制造智能技術(shù)研究院有限公司）