[发明专利]预拉伸监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器方法，尤其涉及一种张力监测系统，用基于视觉图像 的方法监测材料的机械预拉伸。

技术背景

在测量对材料施加的力所产生的应变所使用的传统技术中，例如测量扭矩或 线应变的应用，将传感器固定在需要测量的材料上，然后在传感器和调节及分析 电子器件之间建立电耦合。这种方法存在缺点，例如需要电耦合随着时间的推移 能够始终保持合适的性能，例如应用中存在的问题包括旋转部分形成了感兴趣的 对象，而调节和分析电子器件却静止不动。这种情况的一个典型例子是用应变仪 利用电阻技术测量旋转轴的扭矩，这里用滑环连接传感器和电子器件；由于接触 面会产生磨损，随着时间的推移，滑环的质量会逐渐下降。同时，应变仪也相当 昂贵，这就限制了其应用于某些测试测量中，特别不适合作为常规装备使用。应 变传感器可以用于检测由于机械力所施加在材料上的张力。

为了这个目的，已经研发出了很多不同的技术以提高仪器的质量和/或分辨 率。利用不用形式的磁耦合的传感器系统，利用电容耦合的传感器系统和基于视 觉图像的传感器系统已经被开发出来了。每种技术都有它自身的缺点，分别表现 为易受外源或错误的干扰，分辨率降低，成本增加以及可靠性降低。

例如，基于视觉图像的方法经常伴随有低分辨率和/或要求复杂昂贵的光学和 机械装置。然而，基于视觉图像方法的一个优点是在非固定性应用中使用更加容 易，例如图像采集设备不需要永久性地固定在与需要测量物体相关的位置上，而 是可以移走，随后(及时)放回再进行测量。

JP1131406提供了一种这样的方法，其中图像采集设备检测莫尔条纹图并从 条纹之间的距离来测定应变。然而，这一技术需要高质量的光学器件并且只能用 于测量某个时间点在一个方向上的应变。

WO9414029中提到了另一个例子，其中公开了一种对三维图案分量进行应 变分析的测量系统。该系统利用CMM用照像机对感兴趣的对象上形成的图案进 行测量。这是一种昂贵的并且是机械复杂的方法，需要对图案进行校准，并且分 辨率低。

另一种技术方案是FR2823849，利用基于视觉图像的方法测量物体的形变和 应变。

FR2835603公开了一种基于视觉图像的方法，用于测量物体的位移和/或形 变。然而，这篇文献没有提及应变的测量。

WO 2007/073272公开了一种用于确定物体位置的设备、方法和系统，尤其 公开了一种基于视觉图像的方法，其利用一种包含绝对位置数据的图案。

本发明的目标是解决这些问题中的至少一个。

发明内容

本发明有很多个方面，其中第一个方面涉及一种张力监测系统，包括：

-一个物体，是紧固装置的一部分，将第一个物体相对于第二个物体固定，在 所述物体的表面提供至少一种图案，该图案包括多个图案部分，各图案部分之间 互相间隔一定距离排列，距离范围以能在一预定的范围和分辨率内检测到张力为 宜，其中图案部分包括多个点，每个点在物体上固定排列；

-至少一个照像机(4，33，33’，701)，用于采集物体(2，22，31，707)上的至少一 种图案(3，23，32，32’，704)的至少一个图像；

-计算设备(500)，用于接收来自至少一个照像机的图像信息；

其中，计算设备用图像分析算法对采集的图像进行分析，图像分析算法用对 比检测方法确定点的几何中心，从而检测每个图案点的位置，测定至少两个图案 部分之间的距离，并用物体机械松弛时两个图案部分之间的距离作为参考值计算 物体内产生的张力。

图案可进一步包括信息点。

信息点可以包括物体上的相对位置、与至少一个相邻点的距离和校准信息中 至少一个的相关信息。

计算设备可以进一步设置为获取照相机和物体之间距离的相关信息。

计算设备可以设置为对距离对应变计算的影响进行校正。

本发明的另一个方面是一种应变检测设备，包括：

至少一个照相机，用于采集感兴趣物体上的至少一个图案的至少一个图像， 其中图案包括多个点，每个点以这样的方式排列在物体上，即随着物体的移动而 移动；

计算设备；