激光检测技术论文

　　采用激光检测技术，不仅解决了人工测量的误差，消除了现场、设置环境的影响，而且具有检测距离远、调试方便、精准度高、靠性高等特点。 下面是学习啦小编整理了激光检测技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!

　　激光检测技术论文篇一

　　激光检测技术在胶辊检测中的应用

　　【摘要】胶辊的加工与金属不同，在加工中和加工后的测量往往会有差别。如磨削中的温度变化、检测用力大小等诸多因素都将影响到胶辊几何尺寸的准确性。以印刷胶辊为例，印刷胶辊是印刷机械中的关键部件，要想提高其使用寿命，最重要的一点就是提高其几何尺寸的精度 ，比如圆度、锥度等。而胶辊产品质量的控制除了依靠先进的设备、先进的工艺、操作者的技术水平等，利用检测手段控制产品的质量也是必不可少的重要方法。采用激光检测技术检测胶辊，不仅解决了人工测量的误差，消除了现场、设置环境的影响，而且具有检测距离远、调试方便、精准度高、靠性高等特点。

　　【关键词】胶辊;激光;检测;接触式测量

　　一、什么是胶辊

　　胶辊是以外层橡胶包覆圆柱金属(或其他材料)芯组成的辊状制品。胶辊一般由外层胶、硬质胶层、金属芯、辊颈和通气孔组成，其加工包括辊芯喷砂、黏合处理、贴胶成型、包布、铁丝缠绕、硫化罐硫化及表面加工等工序。胶辊主要应用于造纸、印染、印刷、粮食加工、冶金、塑料加工等方面。

　　由于胶辊直接与金属接触，并且金属芯承受了较大的张紧力，因此使得胶辊与金属芯之间产生摩擦，导致胶辊发生磨损。因此，利用检测手段控制胶辊的质量是必不可少的重要方法。

　　二、胶辊的检测方法

　　目前国内外采用的胶辊测量方法主要有接触式测量和非接触式测量。

　　1.接触式测量方法

　　(1)人工测量

　　人工测量一般采用游标卡尺、千分尺和千分表进行测量，测量结果误差大，效率低，耗费人力。

　　以印刷胶辊为例，由于印刷胶辊表面质地较软， 采用千分尺以及千分表进行测量时，对仪器的精度要求很高，在测量时产生的测量压力容易损伤胶辊面，造成较大误差，直接影响到印刷品的质量， ，会导致印刷品色彩不稳定、颜色不均匀或出现色斑。

　　(2)接触式触针测量

　　接触式测量一般是采用机械式触针与被测物体表面接触，对胶辊进行逐点扫描后获得相关数据。这种测量方法测量范围大，测量精度高，测量稳定可靠、重复性较好，对应的测量工具有三坐标测量机、轮廓仪、圆度仪和形状测量仪等。但这些仪器的价格比较昂贵，测量项目比较单一，而且对环境要求较高，对产品质量的提高造成了很大的影响。

　　图1 接触式轮廓仪

　　2.非接触式测量

　　非接触测量是采用光学测量技术，利用聚焦探测法，将光束汇聚成光学探针，利用光电探测器接收返回的光线，并将其转化为电信号输出，反映被测胶辊的相对于物镜焦点的位移量。此方法对应的产品有非接触式轮廓仪、3D共聚焦显微镜、白光干涉仪，激光检测仪等。

　　目前，国内比较常用的两种非接触测量方法，一种是基于CCD器件接收光信号的测量方法，另一种是激光扫描测量方法。

　　(1)CCD尺寸测量

　　CCD尺寸测量系统由CCD图像传感器、光学系统、微机数据采集和处理系统组成，其基本原理为：

　　将线阵CCD置于平行光路，被测胶辊放于CCD前方的光路中，射向CCD的光就会被物体挡住一部分，利用CCD摄像头拾取胶辊图像，经图像采集卡送入计算机进行图像处理;再经过数据采集软件(如LabVIEW7.1虚拟仪器软件等)和图像处理软件(如IMAQ Vision等)实现图像平滑、图像增强、边缘检测等预处理;通过形位误差检测算法，得出胶辊的直径、圆柱度误差和跳动误差;最后经系统标定，将测量所得的像元数转化为实际值，从而计算出被测物体的尺寸。这种测量方法要求CCD光敏区的长度大于被测物体的尺寸，而大尺寸的CCD特别昂贵，所以必须通过其他方法来实现光的接收。

　　(2)激光扫描测量

　　图2 激光扫描测径原理

　　激光扫描测量是将激光器发出的光束通过扫描转镜多面体和扫描光学系统处理后变成平行光，对被置于测量区域的工件进行高速扫描，被测胶辊只要挡住光束，就会在接收器上产生信号，所以通过分析光电接收器输出的信号，获得与胶辊直径有关系的数据。为保证测量的高精度以及可靠性，光扫描计量系统必须满足以下三点基本要求：

　　(1)激光束应垂直照射被测物体表面;

　　(2)光束对物体表面的扫描必须是直线扫描;

　　(3)保证扫描时间的准确性。

　　而在现实情况下，扫描速度并不是常数，而是随扫描转镜的角位移的变化而变化，这样就会产生原理误差。

　　三、胶辊的检测方法比较

　　1.接触式测量

　　使用游标卡尺、千分尺测量进行测量，虽然成本比较低，但是误差大，测量精度达不到要求。三坐标测量机、圆度仪和形状测量仪等测量仪器价格比较昂贵，测量成本高，测量效率低，对胶辊表面容易造成损伤。

　　2.CCD尺寸测量法

　　CCD尺寸测量法它具有一些独特的优点，是一般机械式、光学式、电磁式测量仪器无法比拟的，这与CCD本身的自扫描高分辨率高灵敏度结构紧凑位置准确的特性密切相关，其中关键的技术就是光学系统的设计和CCD输出视频信号的采集与处理，但是也存在着很多常见的问题，

　　(1)测量的精度受限于CCD像元的大小，由于CCD像元的任何部位接收到光以后都会将接收到的光信号转化成电信号，从而制约了CCD测量方法的测量精度。采用尽量小的CCD像元，可以使它的测量误差尽量减小。但是CCD的像元越小，CCD的成本就越高。

　　(2)CCD光敏区一般为28mm，这直接限制了被测物体的大小，是的采用CCD尺寸测量法生产的设备的型号受限。

　　(3)还有一个就是衍射，CCD像元不是连续的，是一个一个像元互相紧密排列组成的，而由于衍射造成的光的传播不是直线的，结果就很容易出现很大的误差。

　　综上所述， CCD尺寸测量法具有它的优点，但同时也有诸如结构复杂、成本高等它自己无法克服的缺点。

　　3.激光扫描测量法

　　激光扫描检测具有检测距离远、调试方便、精准度高等特点，而且不受现场、设置环境的影响，可靠性高。利用激光扫描测量直径的方法，虽然会出现如扫描速度达不到均匀而产生的原理误差，但是我们可以利用算法的不同降低这部分误差。

　　所以，现在的胶辊检测多用激光检测法。

　　参考文献

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　　作者简介：张荣荣(1982―)，中国海洋大学在读硕士研究生，山东省轻工工程学校讲师，长期从事机电、电工电子课程的教学、辅导与研究工作，主要研究方向：现代检测与控制技术。

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