[发明专利]一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置

说明书

本发明提供了一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，包括静像仪外壳、LED灯组件、自设计电路板、国产STC32G128K型单片机、锂电池电源模块、控制组件、驱动电路组件。本发明属于光学测量和机械电子领域，具体是指一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，有效的解决了印刷包装质量检测、纸制品表面检测、涡轮机推进系统气蚀现象的监测等问题，突破了目前市场上频闪静像仪成本高、灯光暗、无法在光亮强度大的环境下使用的局限，且本发明使用的所有材料均为国产。本发明的创新与核心是单片机对LED灯频闪频率的控制，做到了5微秒级的频闪间隔时间，进一步提高了整个装置的精度，是一款非常实用的频闪静像仪装置。

技术领域

本发明涉及光学测量和机械电子领域，具体是指一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置。

背景技术

为保证生活生产的产品外观质量合格，在生产过程中操作员必须频繁从产品中取出样品查看质量，由于国内使用的生产设备运行速度都很高，很难在线观察到产品的缺陷。此时可以通过一种在线检测外观印刷质量的仪器——频闪仪，也叫频闪静像仪或转速仪，实现作震动、高速旋转或周期运动构建变成“静止不动”构件的一种光学测量装置。将静像仪应用在高速生产的设备中，控制静像仪的工作频率与设备运行速度同步，可以使人直接看清楚高速运转的产品的外观状况。频闪静像仪本身可以发出短暂又频密的闪光。当调节频闪静像仪的闪动频率,使其与被测物的转动或运动速度接近或同步时,被测物虽然高速运动着,但看上去却是缓慢运动或相对静止,这种视觉暂留现象使人目测就能轻易观测到高速运动物体的表面质量与运行状况,而频闪静像仪的闪光速度即为被检测物体转速和运动频率,亦可以利用频闪静像仪分析物体振动情况进行质量检测、高速移动物体的动作以及高速摄影等。在现代化的工业应用环境中存在着许多不小的瞬变脉冲,这些瞬变脉冲会影响到传输,甚至伤害互连的设备,必须要对这些干扰进行处理。如,目前频闪静像仪大都未能实现高压部分的闪光灯管与低压部分的控制触发电路的电路隔离,这样就会影响频闪静像仪稳定性、安全性。再如,一些频闪静像仪的灯管在高速闪烁时易发生漏闪现象。

发明内容

本发明的目的是在于提高国内频闪静像仪的实际使用效果，提出了一种新的控制模式，使用单片机内的时钟计时，对LED灯频闪频率进行控制。应用于军工、印刷包装业、轮胎检测、电机测试、计量、产品研发等行业领域，提高了对飞机引擎的运行、震动进行视觉监测、纸制品表面质量检测和纸幅成形过程的检测、印刷包装生产过程质量检查等的效率。

针对国内的频闪仪造价昂贵，效果一般，且在正常白天中无法使用，需要到阴暗的环境中才能使用的情况，研究发明一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，对比目前，2023年2月，国内市场同类型产品，具有更好的光照频闪效果，更低的制造成本。

一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，包括静像仪外壳、LED灯组件、自设计电路板、国产STC32G128K型单片机、锂电池电源模块、控制组件、驱动电路组件。

本发明采取的技术方案如下：

由两个一组的36V-LED灯并联四个LED灯，LED灯由两组电路进行控制，分别控制检测LED灯的电压和频率，当频率增加时降低电压，频率降低时增大电压，以保证稳定可视的频闪光束。

单片机电路的核心为国产STC32G128K型单片机，大小为24M，内含6个计时器计时，静像仪的所有控制信号由单片机发出，其内含键盘启动程序、LED显示器执行程序、LED频闪频率计算电路、数据输入输出程序。

静像仪由控制组件进行调控，由显示器显示频率，由控制器对单片机CPU发出指令增加或减少LED频闪频率，由单片机CPU提前设置好的程序对频闪频率和发光强度即电路电压进行倍率转换控制，以实现发出稳定的频闪光束与转动物体实现同频，将2.4万转每分钟高速转动的物体视觉静态化。