激光檢測技術論文

　　采用激光檢測技術，不僅解決了人工測量的誤差，消除了現場、設置環境的影響，而且具有檢測距離遠、調試方便、精準度高、靠性高等特點。 下面是學習啦小編整理了激光檢測技術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　激光檢測技術論文篇一

　　激光檢測技術在膠輥檢測中的應用

　　【摘要】膠輥的加工與金屬不同，在加工中和加工后的測量往往會有差別。如磨削中的溫度變化、檢測用力大小等諸多因素都將影響到膠輥幾何尺寸的準確性。以印刷膠輥為例，印刷膠輥是印刷機械中的關鍵部件，要想提高其使用壽命，最重要的一點就是提高其幾何尺寸的精度 ，比如圓度、錐度等。而膠輥產品質量的控制除了依靠先進的設備、先進的工藝、操作者的技術水平等，利用檢測手段控制產品的質量也是必不可少的重要方法。采用激光檢測技術檢測膠輥，不僅解決了人工測量的誤差，消除了現場、設置環境的影響，而且具有檢測距離遠、調試方便、精準度高、靠性高等特點。

　　【關鍵詞】膠輥;激光;檢測;接觸式測量

　　一、什么是膠輥

　　膠輥是以外層橡膠包覆圓柱金屬(或其他材料)芯組成的輥狀制品。膠輥一般由外層膠、硬質膠層、金屬芯、輥頸和通氣孔組成，其加工包括輥芯噴砂、黏合處理、貼膠成型、包布、鐵絲纏繞、硫化罐硫化及表面加工等工序。膠輥主要應用于造紙、印染、印刷、糧食加工、冶金、塑料加工等方面。

　　由于膠輥直接與金屬接觸，并且金屬芯承受了較大的張緊力，因此使得膠輥與金屬芯之間產生摩擦，導致膠輥發生磨損。因此，利用檢測手段控制膠輥的質量是必不可少的重要方法。

　　二、膠輥的檢測方法

　　目前國內外采用的膠輥測量方法主要有接觸式測量和非接觸式測量。

　　1.接觸式測量方法

　　(1)人工測量

　　人工測量一般采用游標卡尺、千分尺和千分表進行測量，測量結果誤差大，效率低，耗費人力。

　　以印刷膠輥為例，由于印刷膠輥表面質地較軟， 采用千分尺以及千分表進行測量時，對儀器的精度要求很高，在測量時產生的測量壓力容易損傷膠輥面，造成較大誤差，直接影響到印刷品的質量， ，會導致印刷品色彩不穩定、顏色不均勻或出現色斑。

　　(2)接觸式觸針測量

　　接觸式測量一般是采用機械式觸針與被測物體表面接觸，對膠輥進行逐點掃描后獲得相關數據。這種測量方法測量范圍大，測量精度高，測量穩定可靠、重復性較好，對應的測量工具有三坐標測量機、輪廓儀、圓度儀和形狀測量儀等。但這些儀器的價格比較昂貴，測量項目比較單一，而且對環境要求較高，對產品質量的提高造成了很大的影響。

　　圖1 接觸式輪廓儀

　　2.非接觸式測量

　　非接觸測量是采用光學測量技術，利用聚焦探測法，將光束匯聚成光學探針，利用光電探測器接收返回的光線，并將其轉化為電信號輸出，反映被測膠輥的相對于物鏡焦點的位移量。此方法對應的產品有非接觸式輪廓儀、3D共聚焦顯微鏡、白光干涉儀，激光檢測儀等。

　　目前，國內比較常用的兩種非接觸測量方法，一種是基于CCD器件接收光信號的測量方法，另一種是激光掃描測量方法。

　　(1)CCD尺寸測量

　　CCD尺寸測量系統由CCD圖像傳感器、光學系統、微機數據采集和處理系統組成，其基本原理為：

　　將線陣CCD置于平行光路，被測膠輥放于CCD前方的光路中，射向CCD的光就會被物體擋住一部分，利用CCD攝像頭拾取膠輥圖像，經圖像采集卡送入計算機進行圖像處理;再經過數據采集軟件(如LabVIEW7.1虛擬儀器軟件等)和圖像處理軟件(如IMAQ Vision等)實現圖像平滑、圖像增強、邊緣檢測等預處理;通過形位誤差檢測算法，得出膠輥的直徑、圓柱度誤差和跳動誤差;最后經系統標定，將測量所得的像元數轉化為實際值，從而計算出被測物體的尺寸。這種測量方法要求CCD光敏區的長度大于被測物體的尺寸，而大尺寸的CCD特別昂貴，所以必須通過其他方法來實現光的接收。

　　(2)激光掃描測量

　　圖2 激光掃描測徑原理

　　激光掃描測量是將激光器發出的光束通過掃描轉鏡多面體和掃描光學系統處理后變成平行光，對被置于測量區域的工件進行高速掃描，被測膠輥只要擋住光束，就會在接收器上產生信號，所以通過分析光電接收器輸出的信號，獲得與膠輥直徑有關系的數據。為保證測量的高精度以及可靠性，光掃描計量系統必須滿足以下三點基本要求：

　　(1)激光束應垂直照射被測物體表面;

　　(2)光束對物體表面的掃描必須是直線掃描;

　　(3)保證掃描時間的準確性。

　　而在現實情況下，掃描速度并不是常數，而是隨掃描轉鏡的角位移的變化而變化，這樣就會產生原理誤差。

　　三、膠輥的檢測方法比較

　　1.接觸式測量

　　使用游標卡尺、千分尺測量進行測量，雖然成本比較低，但是誤差大，測量精度達不到要求。三坐標測量機、圓度儀和形狀測量儀等測量儀器價格比較昂貴，測量成本高，測量效率低，對膠輥表面容易造成損傷。

　　2.CCD尺寸測量法

　　CCD尺寸測量法它具有一些獨特的優點，是一般機械式、光學式、電磁式測量儀器無法比擬的，這與CCD本身的自掃描高分辨率高靈敏度結構緊湊位置準確的特性密切相關，其中關鍵的技術就是光學系統的設計和CCD輸出視頻信號的采集與處理，但是也存在著很多常見的問題，

　　(1)測量的精度受限于CCD像元的大小，由于CCD像元的任何部位接收到光以后都會將接收到的光信號轉化成電信號，從而制約了CCD測量方法的測量精度。采用盡量小的CCD像元，可以使它的測量誤差盡量減小。但是CCD的像元越小，CCD的成本就越高。

　　(2)CCD光敏區一般為28mm，這直接限制了被測物體的大小，是的采用CCD尺寸測量法生產的設備的型號受限。

　　(3)還有一個就是衍射，CCD像元不是連續的，是一個一個像元互相緊密排列組成的，而由于衍射造成的光的傳播不是直線的，結果就很容易出現很大的誤差。

　　綜上所述， CCD尺寸測量法具有它的優點，但同時也有諸如結構復雜、成本高等它自己無法克服的缺點。

　　3.激光掃描測量法

　　激光掃描檢測具有檢測距離遠、調試方便、精準度高等特點，而且不受現場、設置環境的影響，可靠性高。利用激光掃描測量直徑的方法，雖然會出現如掃描速度達不到均勻而產生的原理誤差，但是我們可以利用算法的不同降低這部分誤差。

　　所以，現在的膠輥檢測多用激光檢測法。

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　　作者簡介：張榮榮(1982―)，中國海洋大學在讀碩士研究生，山東省輕工工程學校講師，長期從事機電、電工電子課程的教學、輔導與研究工作，主要研究方向：現代檢測與控制技術。

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