頻閃儀概念
頻閃儀是指控制光源發(fā)光，以特定頻率快速閃動(dòng)的光學(xué)測(cè)量?jī)x器。頻閃儀可以發(fā)出短暫又頻密的閃光，當(dāng)閃光頻率與被測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度接近或同步時(shí)，利用眼睛的視覺(jué)暫留或視頻同步，能輕易觀測(cè)到高速運(yùn)動(dòng)物體的表面質(zhì)量或運(yùn)行狀況。
頻閃儀工作原理
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ,采用 LED數(shù)碼管作為人機(jī)顯示界面。LED顯示具有高亮、長(zhǎng)壽命、 控制方便等特點(diǎn) ,只要保證驅(qū)動(dòng)電路的可靠性 ,就可以保證人機(jī)界面的長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。參數(shù)設(shè)定或功能選擇方面 ,采用高可靠性的歐姆龍輕觸按鍵和具有快速調(diào)節(jié)功能的旋轉(zhuǎn)編碼器作為數(shù)據(jù)輸入元件 ,配以合理的軟件來(lái)提高參數(shù)設(shè)定的速度和方便性。作為一個(gè)使用比較方便的產(chǎn)品 ,必須具有參數(shù)保存的功能 ,在這里采用了非易失性存儲(chǔ)器 ,存放頻率、 工作模式等參數(shù)。
為了達(dá)到使用方便、 性能穩(wěn)定、 控制等效果 ,整個(gè)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就顯得很重要。另外 ,在頻閃燈控制系統(tǒng)中還存在一個(gè)核心和難點(diǎn)的技術(shù) ,就是要保證閃光燈的供電電壓穩(wěn)定。只有保證電壓的穩(wěn)定性才能保證燈管閃爍的亮度一致 ,才能使閃光燈在高頻的情況下不會(huì)出現(xiàn)漏閃現(xiàn)象。因?yàn)闊艄茉诓煌l段閃爍的時(shí)候消耗的功率是不定的 ,所以難以控制。當(dāng)頻閃燈作為光源用于印刷質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí) ,對(duì)頻閃燈的性能又提出了一個(gè)更高的要求。頻閃燈在收到觸發(fā)信號(hào)后至燈管閃爍的時(shí)間必須一致 ,所以程序控制和電路設(shè)計(jì)就顯得更為重要。
使用方法
1.顯示當(dāng)前閃光頻率
2.LED指示燈亮起，表示以分鐘為時(shí)間單位
3.主菜單按鈕，LED指示燈亮起，可進(jìn)行功能選擇
4.智能調(diào)節(jié)器，可用于頻率和菜單選擇，按下時(shí)為頻閃儀開(kāi)關(guān)
5.按下即可對(duì)當(dāng)前頻率2倍
6.電源開(kāi)關(guān)
7.外接同步接口
8.按下即可當(dāng)前頻率1/2倍
9.按下表示外接同步控制
10.LED指示亮起，表示以秒為時(shí)間單位
具體操作步驟
1) 先估測(cè)圖案的運(yùn)動(dòng)頻率。[2] 頻閃儀在測(cè)量直線工作的物體，如印刷機(jī)及檢品機(jī)等的操作上，并非是用來(lái)測(cè)量“印刷滾筒或馬達(dá)”的轉(zhuǎn)速，而是希望獲得同步靜止畫(huà)面，以監(jiān)控其印刷品質(zhì).換言之,欲調(diào)整頻閃儀閃光速率時(shí),應(yīng)依據(jù)“每分鐘拉出多少?gòu)埉?huà)面”的頻率來(lái)調(diào)整,而非依據(jù)“每分鐘拉出多少米”調(diào)整。在實(shí)務(wù)上我們以印刷機(jī)為例：
假設(shè)印刷機(jī)每分鐘印出 100Meters,且印出之圖面長(zhǎng)度為10cm,則該等機(jī)械每分鐘應(yīng)是印出1000張圖面.其計(jì)算方法如下:
1 米 ÷ 10cm = 10 張……………表示每米包括 10 張圖面。
10 張 × 100 米(每分鐘)=1000 張……表示每分鐘印出 1000 張圖面。
此時(shí),如將頻閃儀的閃光速率調(diào)整到 1000FPM 后,即可輕易獲得清晰之同步靜止畫(huà)面。因此,如果尋找直線運(yùn)送中圖面的同步靜止畫(huà)面,應(yīng)預(yù)先以上列的計(jì)算法,算出每分鐘印出多少?gòu)垐D面后,再來(lái)調(diào)整頻閃儀的閃光速率,將可較輕易獲得其同步靜止畫(huà)面。同理,也可輕易地?fù)Q算出該設(shè)備的產(chǎn)量。
2) 將頻閃儀的閃光源照射向被測(cè)物體。
3) 由高頻往低頻方向調(diào)整到估算頻率,再微調(diào)直到被測(cè)物體顯現(xiàn)出*個(gè)清晰的同步靜止畫(huà)面為止。在確認(rèn)靜止畫(huà)面時(shí)可借由該被測(cè)物體的外、輪廓、標(biāo)記等等,來(lái)確認(rèn)是否與停止不動(dòng)時(shí)的畫(huà)面*相同,也可以調(diào)整其兩倍的頻率，來(lái)確認(rèn)是否存在兩個(gè)重疊影像,從而確定其一倍頻率時(shí)的影像,是真實(shí)同步靜止畫(huà)面,也是其真實(shí)的 RPM或 FPM。
4) 讀出數(shù)字幕上所顯示的數(shù)值,即是該被測(cè)物體之每分鐘的工作次數(shù)(或稱RPM;或稱 FPM)。
以上步驟適合于機(jī)器速度比較穩(wěn)定的場(chǎng)合，因?yàn)榇藭r(shí)被觀測(cè)對(duì)象也是以一個(gè)穩(wěn)定的頻率出現(xiàn)，從而可以實(shí)現(xiàn)比較好的觀測(cè)效果。此外，當(dāng)機(jī)器速度不斷變化時(shí)，被觀測(cè)對(duì)象的頻率也不斷變化，此時(shí)以固定頻率閃光的內(nèi)部控制模式不能適應(yīng)，此時(shí)應(yīng)當(dāng)采用外部控制模式。通過(guò)自動(dòng)同步頻閃儀外接傳感器獲取外部圖像的信號(hào)，來(lái)一個(gè)圖案，頻閃儀就閃光一次，從而實(shí)現(xiàn)圖案的自動(dòng)同步跟蹤。
功能簡(jiǎn)介
1. 頻閃儀(俗稱手提式或帶線頻閃儀)主要特點(diǎn)是便攜手提式，小巧輕便；使用時(shí)需要接入交流電源有AC220V和AC110V兩種電源類(lèi)型。該系列儀器采用高性能單片機(jī)作為核心處理單元，顯示芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。數(shù)碼管實(shí)時(shí)地顯示每分鐘的閃光次數(shù)及工作狀態(tài)。能夠很直觀、整幅地觀看被照射的高速運(yùn)動(dòng)物體表面圖案，不會(huì)造成任何色彩失真。
2. 本儀器主要適用于印刷行業(yè)：印刷機(jī)、檢品機(jī)、分切機(jī)、復(fù)卷機(jī)及需要測(cè)速計(jì)數(shù)、測(cè)頻率的場(chǎng)合，也可以利用它進(jìn)行各類(lèi)轉(zhuǎn)子、齒輪嚙合、機(jī)器振動(dòng)診斷、紡織制造等高速運(yùn)動(dòng)物體表面缺損及運(yùn)行軌跡的監(jiān)控。亦可以固定在機(jī)器上，采用外觸發(fā)自動(dòng)跟蹤方式，達(dá)到非常滿意的自動(dòng)閃光檢測(cè)效果。
應(yīng)用領(lǐng)域
頻閃儀已被廣泛應(yīng)用于軍工、航天、鋼鐵業(yè)、印刷包裝業(yè)、造紙業(yè)、船舶制造、汽車(chē)工業(yè)、輪胎檢測(cè)、電機(jī)測(cè)試、計(jì)量、產(chǎn)品研發(fā)等行業(yè)領(lǐng)域。具體應(yīng)用于：對(duì)飛機(jī)引擎的運(yùn)行、震動(dòng)進(jìn)行視覺(jué)監(jiān)測(cè)；鋼材冷軋車(chē)間以及薄板鍍層車(chē)間，視覺(jué)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品表面缺陷；螺旋槳，渦輪機(jī)及推進(jìn)系統(tǒng)中氣蝕現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)；紙制品表面質(zhì)量檢測(cè)和紙幅成形過(guò)程的檢測(cè)；印刷包裝生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量檢查：如奶包生產(chǎn)的質(zhì)量視覺(jué)檢查；葉輪機(jī)的可視檢測(cè)；發(fā)動(dòng)機(jī)研制過(guò)程中監(jiān)測(cè)噴油性能；尾氣處理裝置的震動(dòng)頻率分析；輪胎測(cè)試；攝像、高速成像以及視頻技術(shù)；監(jiān)控電纜的標(biāo)記和捻線機(jī)工作情況；非接觸性轉(zhuǎn)速測(cè)量；飲料加工行業(yè)在線產(chǎn)品檢查；帶光導(dǎo)體的頻閃檢測(cè)儀的顯微鏡和內(nèi)窺鏡應(yīng)用等。 印刷機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要包括:頻閃照明光源、CCD 照相機(jī)、圖像處理單元(或圖像捕獲卡) 、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通信/輸入輸出單元等。首先采用攝像機(jī)獲得被測(cè)目標(biāo)的圖像信號(hào),而采集信號(hào)必須由頻閃儀按CCD 采樣頻率頻閃照明、采樣(攝取高質(zhì)量圖像),然后通過(guò)A/ D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)傳送給的圖像處理系統(tǒng),根據(jù)像素分布、亮度和顏色等信息,進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征,然后再根據(jù)預(yù)設(shè)的判別準(zhǔn)則輸出判斷結(jié)果,去控制驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)處理。
該系統(tǒng)中,高質(zhì)量的光源與照明方案往往是整個(gè)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵,起著非常重要的作用,它并不是簡(jiǎn)單的照亮物體而已。光源與照明方案的配合應(yīng)盡可能地突出物體特征量;在物體需要檢測(cè)的部分與那些不重要部份之間應(yīng)盡可能地產(chǎn)生明顯的區(qū)別, 增加對(duì)比度;同時(shí)還應(yīng)保證足夠的整體亮度;物**置的變化不應(yīng)該影響成像的質(zhì)量。在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用系統(tǒng)中,一般使用透射光和反射光。對(duì)于反射光情況應(yīng)充分考慮光源和光學(xué)鏡頭的相對(duì)位置、物體表面的紋理;物體的幾何形狀、背景等要素。光源的選擇必須符合所需的幾何形狀、照明亮度、均勻度、發(fā)光的光譜特性等;同時(shí)還要考慮光源的發(fā)光效率和使用壽命。
該系統(tǒng)通過(guò)攝像機(jī)在頻閃儀的配合使用下高品質(zhì)攝取生產(chǎn)線上印刷品的圖像, 并把圖像顯示在顯示器上, 圖像刷新速度可調(diào), 以便于檢測(cè)人員對(duì)印刷產(chǎn)品進(jìn)行抽檢,通過(guò)對(duì)攝取的圖像的處理和分析, 可檢測(cè)縱向和橫向套色偏差并采用全數(shù)字化交變頻伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行位置校正, 同時(shí), 通過(guò)定量分析圖像的相關(guān)參數(shù)來(lái)檢測(cè)其他一些重要因素如各色油墨的質(zhì)量、墨屑等。
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