用于透明管的内径测量方法技术

本发明专利技术公开了用于透明管的内径测量方法。在从光发射器发射并到达光接收器的平行激光束中布置透明管，并从光接收器获得指示与平行激光束的宽度方向位置对应的接收光量的检测信号。检测由被透明管的内周面反射并入射到光接收器的光束形成的检测信号中的峰；检测所述峰与预定门限值相交的两个交点的宽度方向位置；根据两个交点的平均值计算被透明管的内周面反射的光束的宽度方向位置；并根据宽度方向位置测得透明管的内径。

Method for measuring internal diameter of transparent tubes

An interior diameter measuring method for a transparent tube is disclosed. A transparent tube is arranged in a parallel laser beam transmitting from the light emitter and reaching the optical receiver, and a detection signal indicating the received light quantity corresponding to the position of the width direction of the parallel laser beam is obtained from the optical receiver. The detection by the transparent tube and the inner peripheral surface of the reflection and incident detection signal beam optical receiver in the formation of the peak; the peak detection and the predetermined threshold width position two the intersection point of intersection; according to the width direction of the two intersections of the calculated average value is a transparent tube and the inner peripheral surface of the reflected light beam width direction; and according to the position of the measured diameter of the transparent tube.

【技术实现步骤摘要】
用于透明管的内径测量方法相关申请引用本专利申请根据35U.S.C.§119的规定要求于2015年12月15日提交的日本专利申请2015-244245的优先权，该专利申请的公开内容通过完整引用结合在此。
本专利技术涉及一种用于透明管的内径测量方法。
技术介绍
光学测量装置用于对被测物体的外形尺寸(例如圆柱体的外径)进行非接触测量。例如，使用激光扫描测微计、图像传感器测微计、或光切型二维(2D)形状测量传感器。这些装置使用布置为带状的多个平行激光束或以类似形状扫描的激光束根据由被测物体遮挡的阴影部分的测量值检测被测物体的外径等(例如参见日本专利公告2001-108413)。使用这种平行激光束的测量装置在测量被测物体的外径等尺寸时检测沿平行光束的宽度方向的光量变化。换言之，当在平行激光束的光路中间布置圆柱体(作为被测物体)时，光束的中间部分被圆柱体遮挡，只有通过圆柱体的两个外侧的光束到达光接收器。具体而言，由光接收器检测的接收光量在圆柱体的两个外侧处较多，而在圆柱体的阴影部分处较少。因此，通过检测圆柱体的宽度方向上的两侧的接收光量急剧减少的两个位置，能够根据这两个位置之间的距离测量圆柱体的外径。而且，在上述的测量装置中，为了检测接收光量急剧减少的位置，可将接收光量的检测信号与预定门限值进行比较。具体而言，存在着从接收光量在圆柱体的外侧较多的状态到接收光量在圆柱体的阴影部分较少的状态的过渡。因此，在光接收器中，能够检测圆柱体的光接收信号减少并且低于门限值的第一外侧位置。另外，存在着从接收光量在圆柱体的阴影部分较少的状态至接收光量在圆柱体的外侧较多的状态的过渡。相应地，在光接收器中，能够检测圆柱体的相对侧上的光接收信号增大并超过门限值时的第二外侧位置。上述的使用平行激光束的测量装置不仅用于圆柱体的外径测量，还可用于透明管的内径测量(参见日本专利公告H03-162606)。在日本专利公告H03-162606中，在向透明管发射激光束时，在穿过透明管的平行激光束之中，要注意光轴的方向不发生改变的特定光束，并且透明管的内径(内周面的最大外径)是按几何方式计算的。在图4中，当透明管80被置于平行激光束90的光路中时，在光束91和92(是透明管80的外周面81的切线)外侧的区域E1和E2中，平行激光束90按原态穿过。与此相反，在光束91和92内的区域E3中，平行激光束90被遮挡，并形成阴影。在现有的测量装置中，通过检测光束91和92的位置来测量透明管80的外径Do(外周面81的最大外径)。而且，平行激光束90的宽度方向是方向WD，平行激光束90的发射光轴方向是方向PD。朝透明管80发射的平行激光束90在进入透明管80内时被透明管80的外周面81折射，被内周面82反射，并从外周面81回射出来。发射光束93的一部分处于光轴平行于原平行激光束90的状态。在图5中，在区域E3的阴影部分中主要能看到三个光束94、95和96。光束94穿过透明管80的中心，并在原光轴上行进，不被折射，因为光束94垂直地穿过外周面81和内周面82。另一方面，光束95和96被上述的内周面82反射，从外周面81回射出来，并满足发射光轴与原光轴一致的条件。通过检测光束95和96的位置(在平行激光束90的宽度方向上的位置)，并基于这些位置进行几何计算，可检测内周面82的两个终止位置，并可测量透明管80的内径Di(内周面82的最大外径)。在如图4和图5中所示例的透明管80的内径/外径的测量中，基于在透明管80外通过的平行激光束90和穿过透明管80的光束95和96的光量，检测各个宽度方向位置(平行激光束90的宽度方向位置)。在图6中，测量装置的光接收器接收在透明管80外通过的平行激光束90和穿过透明管80的光束95和96，并输出指示每个宽度方向位置P的光量L的检测信号S。另外，在一种扫描方法中，可使用扫描时间标记，而不是宽度方向位置P。如上所述，在光束91和92(是透明管80的外周面81的切线)外侧的区域E1和E2中，平行激光束90按原态传送，并被光接收器接收。因此，在区域E1和E2中，检测信号S分别指示高光量L1和L2。另一方面，在区域E3的阴影部分中，主要有三个光束94、95和96平行于原光轴(平行激光束90)传送，并被光接收器接收。因此，在区域E3中，在检测信号S中出现与光束94、95和96对应的峰S4、S5和S6。峰S4与穿过透明管80的中心并且不发生折射的光束94对应，并指示相对于光量L1和L2的高光量L4。峰S5和S6与被透明管80的内周面82反射的光束95和96对应，并指示比光量L1和L2低得多的光量L5和L6。上述的透明管80的内径测量可通过检测与光束95和96对应的峰S5和S6的宽度方向位置来实现。具体而言，定义处于与峰S5和S6相交的水平的门限值T。然后检测宽度方向位置P5和P6(在这些位置，检测信号S超过门限值T)，并可通过根据这些位置或这些位置之间的距离Dd进行几何计算来测量内径Di。但是，在上述的透明管80的内径测量中，在内径Di计算中使用的峰S5和S6都具有宽度，而不是单个点，并且在上升侧都具有斜度。因此，在检测超过门限值T的位置(P5和P6)时，误差是不可避免的。例如，在外径测量中，在光量L1向光量L3改变的区间内检测到信号S与门限值的交点。该点(与光束91对应)确定为在透明管80之外。在采用相似的程序进行内径测量时，在光量L3向光量L5改变的区间内，在峰S5处检测到检测信号S与门限值T的交点。该点被确定为在位置P5处(与光束95对应)。但是，如图6中的圆形区的放大图所示，实际位置P5在峰S5的中心。例如，当门限值T是门限值T1时，位置P5偏离检测信号S与门限值T1的相交点P51，并产生误差。另外，根据门限值T是门限值T1还是门限值T2，交点可能是P51或P52，并可能产生误差。对于峰S6，这种误差源是类似的。在此情况中，距离Dd1(根据门限值T是门限值T1的点P51和点P61计算的)与根据原位置P5和P6计算的正确距离Dd不相符。而且，在门限值T波动并且门限值T1变为门限值T2时，距离Dd1变为根据点P52和P62计算的距离Dd2。所以，由于位置P5和P6或距离Dd可能包含误差，因而不能精确地计算透明管80的内径Di。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于透明管的内径测量方法，该方法可使用平行激光束精确地测量透明管的内径。本专利技术人基于以下知识得出了本专利技术：圆柱体的外径测量值在两侧之中的每一侧在门限值和光量检测信号之间有一个交点，相比之下，透明管的内径测量值在与内径对应的检测信号峰值和该峰值的两侧之中的每一侧的门限值之间有两个交点。在本专利技术中，通过检测在每一侧的两个点处的与门限值相交的位置并获得其中点的位置，可精确地测量与内周面对应的光束的位置，因而可精确地测量内径。具体而言，本专利技术包括以下构造。本专利技术是一种使用平行激光束测量透明管的内径的透明管内径测量方法。在此方法中，设置有形成平行激光束的光发射器和接收来自于光发射器的平行激光束的光接收器，透明管布置在光发射器和光接收器之间；从光接收器获得指示与平行激光束的宽度方向位置对应的接收光量的检测信号，并检测被透明管的内周面反射并入射到光接收器上的光束形成的检测信号中的峰值；检测峰值与预定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用平行激光束测量透明管的内径的内径测量方法，该方法包括：提供形成平行激光束的光发射器；提供接收来自于光发射器的平行激光束的光接收器；将透明管布置在光发射器和光接收器之间；从光接收器获得指示与平行激光束的宽度方向位置对应的接收光量的检测信号；检测由被透明管的内周面反射的并入射到光接收器的光束形成的检测信号中的峰，检测所述峰与预定门限值相交的两个交点的宽度方向位置；根据两个交点的平均值计算被透明管的内周面反射的光束的宽度方向位置；和根据光束的宽度方向位置进行几何计算，从而测得透明管的内径。

【技术特征摘要】
2015.12.15 JP 2015-2442451.一种使用平行激光束测量透明管的内径的内径测量方法，该方法包括：提供形成平行激光束的光发射器；提供接收来自于光发射器的平行激光束的光接收器；将透明管布置在光发射器和光接收器之间；从光接收器获得指示与平行激光束的宽度方向位置对应的接收光量的检测信号；检测由被透明管...

【专利技术属性】
技术研发人员：今泉良一，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP