[发明专利]大型高温锻件近红外视觉传感检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式大型锻件视觉检测装置，特别是一种大型高温锻件近红外传感检测装置。

背景技术

对现有的高温锻件一般采用目视方法估测工件尺寸和变形量的大小，但该方法的误判率很大。采用红外测温仪检测工件温度研究应用较为广泛，但红外测温仪器的成本很高，不能测量加热工件尺寸，使其推广受限。近年来利用低成本的CCD传感器检测锻件外形尺寸等已有研究，郑路遥等在《中国测试》杂志2009年1月第35卷第1期中，发表了“基于非接触测量的大型锻件测控一体化方案”一文，该方案称采用可见光测量锻件外形尺寸可取得较好的效果，但因可见光不能反映大型锻件的温度信息，所以它无法测量高温锻件的温度。目前为止，如何利用高温锻件自身热辐射，传感检测工件外形尺寸，检测工件温度，检测自由锻造过程工件尺寸和温度变化过程等问题没有得到解决；而且现有检测装置无论是对锻件外形尺寸还是对锻件温度的传感检测都只能单独工作，包括对锻件整体质量的控制方法均没有得到解决。如何克服现有技术存在的不足，已成为当今非接触式大型锻件视觉检测技术领域中亟待解决的重大难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足而提供一种大型高温锻件近红外传感检测装置，它能够实时对轴类和齿轮类的外形尺寸、尺寸变化、工件温度以及温度变化的视觉信息进行一体化检测。

根据本发明提出的一种大型高温锻件近红外传感检测装置，它包括百万像素摄像头、摄像机支架、USB数据线，其特征在于由高通滤光片、光学玻璃片、固定筒和镜筒组成近红外滤光系统，高通滤光片和光学玻璃片稳定的固定在镜筒中，固定筒旋入镜筒中；百万像素摄像头设置在近红外数字CMOS摄像机上，近红外滤光系统同轴设置在百万像素摄像头的前端，均封闭于屏蔽盒内，近红外滤光系统外部设置挡光结构件，近红外滤光系统与数字COMS摄像机相连接，摄像机支架与数字COMS摄像机相连接，数字COMS摄像机通过USB数据线与视觉信息处理控制器连接。本发明的测量原理是：近红外数字CMOS摄像机与被测量的大型高温锻件操纵平台的相互位置相对固定，其工作区域由挡光结构件遮光，减少外界干扰光进入近红外数字CMOS摄像机，高温锻件发射的可见光、近红外和红外等波段的光谱线，透过光学玻璃片保留了80％以上的光谱线，经高通滤光片滤除紫外线、可见光等干扰光谱线，被保留的光谱线经百万像素摄像头传给近红外数字CMOS摄像机，直接转换成数字信号后经USB数据线传给视觉信息处理控制器，由视觉信息处理控制器对采集到的大型锻件图像数据进行处理，在现场硬件环境下，本发明获得大型锻件视觉图像信息灰度值与相应温度的对照数据表和边界轮廓标定曲线，实现大型锻件温度和外形尺寸的同步传感。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：第一，近红外数字CMOS摄像机对于高速获取图像、抗散焦均比CCD有明显优势，且设备简单，价格低廉；第二，近红外滤光系统滤除紫外线、可见光等干扰光谱线的效率很高，有利于准确提取大型高温锻件的尺寸和温度值；第三，光学玻璃片具有高透率，使被采集的光谱线的损耗降低到了最小程度；第四，镁制屏蔽盒和挡光结构件均具有高抗电磁性，使电磁波对光谱线的干扰降低到了最小程度；第五，镜筒可保持高通滤光片和光学玻璃片的平行度，使鬼像的干扰降低到了最小程度。本发明广泛适用于对大直径轴类、齿轮类工件锻造加热过程外形尺寸和温度的断续和连续传感测量，能够准确给出高温锻件尺寸和温度值。

附图说明

图1是本发明提出的大型高温锻件近红外视觉传感检测装置结构示意图。

图2是本发明是提出的近红外滤光系统结构示意图。

图3是本发明提出的大型高温锻件近红外视觉传感检测装置的测试系统配置示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。