频闪仪的详细介绍
时间:2018-04-12 阅读:2924
频闪仪是指控制光源发光,以特定频率快速闪动的光学测量仪器。频闪仪可以发出短暂又频密的闪光,当闪光频率与被测物体的转动或运动速度接近或同步时,利用眼睛的视觉暂留或视频同步,能轻易观测到高速运动物体的表面质量或运行状况。
简单地讲,频闪光源是指一种可以快速闪动的光源。而频闪仪则是指可以用来产生这种光源的仪器,通常用来观察快速移动或者震动物体,使高速运动物体看上去像静止的一样
频闪仪可以产生非常短的光脉冲,其持续时间只有1/100000秒。这些高亮度的短暂闪光把高速运动物体的图象“静止”在人的视网膜上,使人的大脑得到一个非常清晰,静止的图象。当物体继续移动时,你就可以看到一幅幅静止的图象。
大多数的人都能把频闪光源与那些用来检测马达运转的光源起来。在这些应用当中,频闪的频率都比较低,人们可以很轻易地感觉到频闪,因为每次闪动中间间隔的时间都比较长。在这些应用当中,频闪光源的频闪频率一般都在10-30次/秒左右。所以看上去会有一种明显抖动的感觉,这就是所谓的闪动效应。
当一个物体在你面前经过的时候,你的肉眼根本没时间进行聚焦。所以呈现在你眼前的将是一片模糊的景象,模糊的程度取决于运动物体的运动速度和运动物体距离你眼睛的距离。一个比较容易解释的例子就是:高速运动的风扇的叶片,在叶片转动时,人的肉眼只能看到一片模糊,俗称运动模糊现象
当一个物体以100米/分钟的速度运行时,人的肉眼就*无法看清运动物体了,而当运动物体的移动速度在50-100米/分钟时, 人的肉眼勉强可以看见运动物体,但将非常吃力。在高速运动物体面前,人眼的局限性开始暴露出来,无法对高速运动物体进行有效的聚焦。
人眼的视觉形成过程类似于照相机的成像过程。当胶片上的化学物质被暴光后,形成影象留在底片上。当你要拍摄的物体在运动时,所拍摄的图象是模糊的。为了使所拍摄的图象更清晰,xx师就需要增加照相机的快门速度,更快的快门速度可以减少光线透过镜头作用到胶片上。快门打开的时间越短,运动物体在拍摄期间的运动位移也就越小,因而图象越清晰。但显而易见的是,我们无法去改变人眼的“快门”,因此,我们必须找到另外一种形式的可以“增加”人眼快门的方法。频闪光源的短暂脉冲光使运动物体在脉冲光的持续时间内静止下来的效果类似于照相机的快门功能。Unilux频闪仪脉冲光源的持续时间只有10-20微妙,激发人的视网膜,产生一种运动物体静止的效果。一个运动速度高达600米/分钟的物体在这个瞬间也就移动了0.1毫米,这个几乎可以忽略不记的位移在人眼看来就像静止的一样,模糊消失了,取而代之的是非常清晰的图象。当增加频闪仪的频闪频率的时候,在你的眼前将形成一系列的清晰图象。
基本类型
工业生产环境的复杂多样造成了对频闪检测仪的不同需求,按照应用环境和使用方式的不同,将频闪仪分为便携式、在线式、灯头分离式,型和通用型等。特殊应用的频闪仪还有带有静像视频检查功能的静止画面系统、防爆、防水、UV等种类。
手持便携式频闪仪特点是便于随身携带,小巧轻便,这种频闪仪多使用大容量的镍氢充电电池供电,这样便于频闪仪在生产线的不同位置更灵活的使用。在工业生产的质检过程中这种频闪仪多被用在故障源的寻找上。
灯头分离式频闪仪,在使用时需要接入220V的交流电源该系列仪器都带有单独的电气控制箱,灯头体积较大,一般采用固定式安装,其特点是:亮度高、照射面积大、灯管寿命长、可连续作业。
基本构成
频闪灯的工作原理是根据设定的频率或根据外触发频率来控制闪光灯的闪烁频率,作为一个完整的系统包括人机显示界面、 调节和功能选择按键、 闪光控制模块、 闪光灯供电模块和外触发自动跟踪模块等。
工作原理
在系统设计中 ,采用 LED数码管作为人机显示界面。LED显示具有高亮、长寿命、 控制方便等特点 ,只要保证驱动电路的可靠性 ,就可以保证人机界面的长期工作的稳定性。参数设定或功能选择方面采用高可靠性的欧姆龙轻触按键和具有快速调节功能的旋转编码器作为数据输入元件 ,配以合理的软件来提高参数设定的速度和方便性。作为一个使用比较方便的产品 ,必须具有参数保存的功能 ,在这里采用了非易失性存储器 ,存放频率、 工作模式等参数。
为了达到使用方便、 性能稳定、 控制等效果 ,整个软件系统的设计就显得很重要。另外 ,在频闪灯控制系统中还存在一个核心和难点的技术 ,就是要保证闪光灯的供电电压稳定。只有保证电压的稳定性才能保证灯管闪烁的亮度一致 ,才能使闪光灯在高频的情况下不会出现漏闪现象。因为灯管在不同频段闪烁的时候消耗的功率是不定的 ,所以难以控制。当频闪灯作为光源用于印刷质量检验时 ,对频闪灯的性能又提出了一个更高的要求。频闪灯在收到触发信号后至灯管闪烁的时间必须一致 ,所以程序控制和电路设计就显得更为重要。
具体操作步骤
1) 先估测图案的运动频率。频闪仪在测量直线工作的物体,如印刷机及检品机等的操作上,并非是用来测量“印刷滚筒或马达”的转速,而是希望获得同步静止画面,以监控其印刷品质.换言之,欲调整频闪仪闪光速率时,应依据“每分钟拉出多少张画面”的频率来调整,而非依据“每分钟拉出多少米”调整。在实务上我们以印刷机为例:
假设印刷机每分钟印出 100Meters,且印出之图面长度为10cm,则该等机械每分钟应是印出1000张图面.其计算方法如下:
1 米 ÷ 10cm = 10 张……………表示每米包括 10 张图面。
10 张 × 100 米(每分钟)=1000 张……表示每分钟印出 1000 张图面。
此时,如将频闪仪的闪光速率调整到 1000FPM 后,即可轻易获得清晰之同步静止画面。因此,如果寻找直线运送中图面的同步静止画面,应预先以上列的计算法,算出每分钟印出多少张图面后,再来调整频闪仪的闪光速率,将可较轻易获得其同步静止画面。同理,也可轻易地换算出该设备的产量。
2) 将频闪仪的闪光源照射向被测物体。
3) 由高频往低频方向调整到估算频率,再微调直到被测物体显现出*个清晰的同步静止画面为止。在确认静止画面时可借由该被测物体的外、轮廓、标记等等,来确认是否与停止不动时的画面*相同,也可以调整其两倍的频率,来确认是否存在两个重叠影像,从而确定其一倍频率时的影像,是真实同步静止画面,也是其真实的 RPM或 FPM。
4) 读出数字幕上所显示的数值,即是该被测物体之每分钟的工作次数(或称RPM;或称 FPM)。
以上步骤适合于机器速度比较稳定的场合,因为此时被观测对象也是以一个稳定的频率出现,从而可以实现比较好的观测效果。此外,当机器速度不断变化时,被观测对象的频率也不断变化,此时以固定频率闪光的内部控制模式不能适应,此时应当采用外部控制模式。通过自动同步频闪仪外接传感器获取外部图像的信号,来一个图案,频闪仪就闪光一次,从而实现图案的自动同步跟踪。
技术指标
经过特别设计 ,系列化的频闪仪外观如下图所示 ,主要技术指标如下:
(1)电 源:交流 220 ± 10%V, 2A, 50Hz。
(2)功 率:zui大功率低于 200W。
(3)内触发频率范围: 1~500Hz。
(4)外触发频率范围: 1~500Hz。
(5)单次工作时间:由功能键任意设定 (单位:30 s)。
(6)环境光照度:低于 10 000 lx。
(7)外部触发信号范围: 5~12V脉冲信号。
(8)照射zui大宽度:视频闪仪长度而定。
(9)尺寸 (长 × 宽 × 高 ) :800mm × 115mm × 180mm (三联 ) ,1250mm × 115mm × 180mm (四联)。
频闪仪
功能简介
应用领域
检验问题
在现代工业自动化生产中 ,涉及到各种各样的检查、 测量和零件识别工作 ,其共同特点是连续大批量生产、 对外观质量的要求非常高 ,通常这种高度重复性的工作只能靠人工检测来完成。生产线上的微小尺寸快速测量、 形状匹配、 颜色辨识等 ,由于被观测物体高速运动 ,人眼无法连续稳定地进行观察和检验 ,易出差错。频闪仪观测技术能较好地解决此难题。
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