一种管道弯曲度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种管道弯曲度测量装置及方法，该装置包括设置有反射镜的第一凹形夹持件和设置有自准直仪的第二凹形夹持件，自准直仪包括光学组件和CCD传感器，CCD传感器的信号输出端依次通过图像处理模块、DSP微处理器与计算机连接；该方法包括步骤：一、初始化CCD传感器并获取背景灰度图像；二、光点成像；三、光点图像的获取；四、光点图像滤波；五、光点像元的获取；六、十字丝光点图像中心光点像元的定位；七、测量管道弯曲度。本发明专利技术采用夹持件将反射镜和自准直仪固定在管道的两端获取管道弯曲度，获取数据不易受环境影响，通过计算机获取CCD传感器上光点像元，并通过转动惯量最小对中心光点像元定位，实现了对管状物体微小偏角的高精度测量。

A measuring device and method for pipe bending degree

The invention discloses a camber measurement device and a method thereof, the device comprises a first concave mirror holder and is provided with second concave self collimator holder autocollimator includes optical modules and CCD sensor, CCD sensor signal output end are connected through a microprocessor and computer image DSP processing module; the method comprises the following steps: first, initialization of the CCD sensor and obtain the background image; two, get three spot, spot imaging; image; four, spot image filtering; five, spot pixel; position six, cross the center of the image spot pixel point mercerizing; seven, measurement of camber. The invention adopts the clamping piece mirror autocollimator and ends fixed in the pipeline for pipeline bending, access to data is not easily affected by environment, obtain the CCD sensor pixel spot by computer, and the moment of inertia of the minimum spot pixel location, realized the high precision measurement of small angle tubular object.

【技术实现步骤摘要】
一种管道弯曲度测量装置及方法
本专利技术属于弯曲度测量
，具体涉及一种管道弯曲度测量装置及方法。
技术介绍
一些特殊管道在精密仪器制造、航空航天、船舶、武器、测试等行业有着较为广泛的应用，如反射管、发动机气道、枪管、火炮身管、平行光管等。这些管道往往用于输送高压高速流体、交换热能、制造精密机械零件，还可制造支柱和机械支架等，那么在加工或使用过程中管道难免会出现弯曲，影响其正常使用甚至造成较大偏差，目前我国使用的特殊管道检测设备是人工推动测量本体，并且自带标尺，在管道口用望远镜系统人工观察测量，测得的数据还需要手工处理，测量精度低，自动化程度低，难以满足现代高精度和自动化的要求。常用的光学像限仪法和激光准直位置传感器法中光学像限仪的适应性差，容易受管内条件的干扰，并且工作量大；激光准直位置传感器法要测得光斑的几何中心，当激光强度不均匀时能量中心并不是几何中心，会引起较大的误差；另外，从事管道弯曲度测量研究设计还采用基于Zernike矩的管道弯曲度测量方法，虽然能得到较高的精度，但需要通过LoG算子和Zernike矩算子进行激光光斑边缘定位，计算过程复杂。专利技术内容本专利技术所要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道弯曲度测量装置，其特征在于：包括与管道(1)一端同轴过渡配合的第一凹形夹持件(2)和与管道(1)另一端同轴过渡配合的第二凹形夹持件(3)，第一夹持件(2)的凹形口和第二夹持件(3)的凹形口相对设置，第二夹持件(3)的凹形槽内设置有与管道(1)另一端同轴布设的反射镜(4)，自准直仪(5)伸入至第一夹持件(2)的凹形槽内，所述自准直仪(5)包括用于接收汇聚反射镜(4)的反射光的光学组件(6)和用于对所述对光学组件(6)汇聚的光点进行成像的CCD传感器(7)，CCD传感器(7)的成像镜面与第一夹持件(2)的中心轴位于同一直线上，CCD传感器(7)的信号输出端依次通过图像处理模块(8)、DSP...

【技术特征摘要】
1.一种管道弯曲度测量装置，其特征在于：包括与管道(1)一端同轴过渡配合的第一凹形夹持件(2)和与管道(1)另一端同轴过渡配合的第二凹形夹持件(3)，第一夹持件(2)的凹形口和第二夹持件(3)的凹形口相对设置，第二夹持件(3)的凹形槽内设置有与管道(1)另一端同轴布设的反射镜(4)，自准直仪(5)伸入至第一夹持件(2)的凹形槽内，所述自准直仪(5)包括用于接收汇聚反射镜(4)的反射光的光学组件(6)和用于对所述对光学组件(6)汇聚的光点进行成像的CCD传感器(7)，CCD传感器(7)的成像镜面与第一夹持件(2)的中心轴位于同一直线上，CCD传感器(7)的信号输出端依次通过图像处理模块(8)、DSP微处理器(9)、通信模块(10)与计算机(11)连接，DSP微处理器(9)上连接有存储器(12)。2.按照权利要求1所述的一种管道弯曲度测量装置，其特征在于：所述光学组件(6)包括用于接收汇聚反射镜(4)的反射光的物镜(6-3)、对物镜(6-3)透射的光路进行半透半反的棱镜(6-4)和为所述反射光提供光线的光源(6-1)，光源(6-1)设置在棱镜(6-4)的反射光路上，CCD传感器(7)设置在棱镜(6-4)的透射光路上，光源(6-1)与棱镜(6-4)之间设置有分划板(6-2)，物镜(6-3)、棱镜(6-4)和CCD传感器(7)的成像镜面同轴布设。3.按照权利要求2所述的一种管道弯曲度测量装置，其特征在于：所述CCD传感器(7)设置在物镜(6-3)的焦平面上。4.按照权利要求1所述的一种管道弯曲度测量装置，其特征在于：所述图像处理模块(8)为FPGA数据处理模块。5.按照权利要求1所述的一种管道弯曲度测量装置，其特征在于：所述通信模块(10)为串口通信模块或USB通信模块。6.按照权利要求1所述的一种管道弯曲度测量装置，其特征在于：所述光点为十字丝光点。7.一种利用如权利要求1所述装置进行管道弯曲度测量的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、初始化CCD传感器并获取背景灰度图像：在光学组件(6)未开始工作之前启动CCD传感器(7)，CCD传感器(7)将未有光点的图像经DSP微处理器(9)传输至计算机(11)，计算机(11)对未有光点的图像Q(x,y)中每个像元进行灰度均值处理，得到背景灰度均值图像同时计算机(11)对未有光点的图像Q(x,y)中每个像元进行灰度均方差处理，得到背景灰度均方差图像根据公式得到背景灰度图像q(x,y)；步骤二、光点成像：启动光学组件(6)，利用光学组件(6)发出光线射向反射镜(4)，光学组件(6)中发出的光线被反射镜(4)反射经光学组件(6)聚焦成一个光点射向CCD传感器(7)的成像镜面；其中，光学组件(6)包括物镜(6-3)、半透半反的棱镜(6-4)和光源(6-1)，光源(6-1)设置在棱镜(6-4)的反射光路上，CCD传感器(7)设置在棱镜(6-4)的透射光路上，物镜(6-3)、棱镜(6-4)和CCD传感器(7)的成像镜面同轴布设，光源(6-1)发出的光线经棱镜(6-4)和物镜(6-3)射向反射镜(4)，反射镜(4)反射光源(6-1)发出的光线经物镜(6-3)聚焦成一个光点射向CCD传感器(7)的成像镜面，所述光点为十字丝光点；步骤三、光点图像的获取：CCD传感器(7)的成像镜面将获取的光点信息经图像处理模块(8)的预处理传输至DSP微处理器(9)，DSP微处理器(9)再通过通信模块(10)将图像处理模块(8)的预处理后的图像数据传输至计算机(11)，获取光点图像F(x,y)；步骤四、光点图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩峰，陶禹，吴玲玲，陈靖，聂亮，路绍军，刘宝元，尚小燕，贾颖娟，陶芷柔，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61