漫談工業(yè)內(nèi)窺鏡各種測(cè)量技術(shù)的原理
很多品牌的工業(yè)內(nèi)窺鏡都具有測(cè)量功能，但是所采用的測(cè)量技術(shù)卻不一定相同。工業(yè)內(nèi)窺鏡的測(cè)量技術(shù)經(jīng)歷了光學(xué)硬桿測(cè)量法、比較測(cè)量法、單物鏡陰影測(cè)量法、傳統(tǒng)雙物鏡立體測(cè)量法、單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)、以及雙物鏡三維立體測(cè)量技術(shù)。本文依次為您介紹各種測(cè)量技術(shù)的原理。
光學(xué)硬桿測(cè)量法又稱接觸法測(cè)量技術(shù)，是一種非精確測(cè)量模式，屬于比較原始的測(cè)量方法。這種方法是通過(guò)在直桿鏡前端伸出一個(gè)井字形量規(guī)，小格的間距為1mm,（也可以將保險(xiǎn)絲折成一定尺寸的彎鉤）通過(guò)它與被測(cè)物的直接接觸來(lái)估算缺陷的尺寸大小。
比較測(cè)量法的原理是基于上述原始的測(cè)量方法，使用已知尺寸的物體作為參照物，通過(guò)相對(duì)量的比較從而得到對(duì)比檢測(cè)數(shù)據(jù)。需要注意的是，比較法測(cè)量要求鏡頭必須與被測(cè)物相對(duì)垂直方能保證一定的精度，對(duì)于相對(duì)狹小空間中的測(cè)量來(lái)說(shuō)，無(wú)疑給操作平添了不小的難度。
單物鏡陰影測(cè)量法是最早的非接觸式精確測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)在鏡頭的前部有一條黑色刻線，當(dāng)光源照射到物體上時(shí)，黑線就會(huì)在被測(cè)對(duì)象上投影出陰影，探頭距離被測(cè)對(duì)象的遠(yuǎn)近變化使陰影寬度和在屏幕上的位置也隨之變化。內(nèi)窺鏡主機(jī)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)唯一的幾何運(yùn)算原理做出定量的評(píng)定測(cè)量。這種測(cè)量技術(shù)同樣需要鏡頭與物體垂直，雖然是單物鏡視圖觀察及重新定位缺陷方便，但測(cè)量時(shí)還是需要更換專門的測(cè)量鏡頭，同時(shí)對(duì)操作者經(jīng)驗(yàn)等要求較高，應(yīng)用有一定的局限性。
傳統(tǒng)雙物鏡立體測(cè)量技術(shù)是內(nèi)窺檢測(cè)中比較常用的測(cè)量方式，它利用仿生學(xué)原理根據(jù)兩個(gè)鏡頭之間的距離和其與被測(cè)點(diǎn)的夾角來(lái)確定觀測(cè)點(diǎn)距探頭的位置，也就建立了準(zhǔn)確的幾何關(guān)系，從而完成測(cè)量的目的。因此再也不需要鏡頭垂直被測(cè)物體，一定程度上降低了孔探測(cè)量難度和強(qiáng)度。但是由于視野的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)缺陷和測(cè)量缺陷需要使用不同的鏡頭，因此操作效率相對(duì)低一些，而且重復(fù)穿繞本身也會(huì)增大探頭受傷的幾率。另外，因?yàn)殡p物鏡原理，屏幕圖像被一分為二不便于觀察和定位，鏡頭的視野也對(duì)應(yīng)減半，所能測(cè)量的區(qū)域受限明顯。尤其當(dāng)面對(duì)一些超過(guò)雙物鏡測(cè)量范圍的較大缺陷時(shí)，為了得到相對(duì)精確的數(shù)據(jù)，就無(wú)奈必須分段測(cè)量將結(jié)果累加，影響孔探測(cè)量效率和精度。這就亟待工業(yè)內(nèi)窺鏡具備缺陷的即發(fā)現(xiàn)即測(cè)量功能，同時(shí)盡量增大一次測(cè)量的范圍。
單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)較好的解決了上述問(wèn)題，該技術(shù)是通過(guò)視頻探頭前端將頻閃發(fā)射的矩形光柵（多條平行的陰影線）投影于被測(cè)物體表面上，由于物體外形并不平整因而產(chǎn)生畸變條紋，由視頻內(nèi)窺探頭前端的CCD 攝像頭攝取這些畸變條紋的圖像信息（含有相位信息），然后再根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換模型和專業(yè)算法對(duì)物體的輪廓進(jìn)行重構(gòu)，就可以得到被測(cè)物體表面的三維輪廓數(shù)據(jù)信息以及3D點(diǎn)云圖。根據(jù)這些信息進(jìn)行測(cè)量，可以大幅提升檢測(cè)的準(zhǔn)確度；而且由于采用大視野鏡頭，觀察和測(cè)量不用更換鏡頭，也使得大尺寸缺陷的測(cè)量成為可能。
雙物鏡三維立體測(cè)量是在傳統(tǒng)雙物鏡立體測(cè)量的基礎(chǔ)上，使用傳統(tǒng)的普通雙物鏡測(cè)量鏡頭，通過(guò)搭配最新算法及校準(zhǔn)處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)與相位掃描三維立體測(cè)量類似的3D點(diǎn)云成像技術(shù)，提升測(cè)量精準(zhǔn)度。
以上為您介紹了工業(yè)內(nèi)窺鏡各種測(cè)量技術(shù)的原理。不難看出，雖然傳統(tǒng)雙物鏡立體測(cè)量曾經(jīng)有過(guò)比較多的應(yīng)用，但是現(xiàn)階段，單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量法、和雙物鏡三維立體測(cè)量法，是更為先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)。北京韋林意威特工業(yè)內(nèi)窺鏡有限公司供應(yīng)的MViQ工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡，支持全新版本的單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)和雙物鏡三維立體測(cè)量技術(shù)這兩種3D測(cè)量方法（其中3D測(cè)量方法為全能版標(biāo)配，檢視版和觸屏版則可以選裝這兩種3D測(cè)量方法），從而使缺陷的輪廓和特征更加清晰、提高測(cè)量精度、降低維修檢測(cè)成本、提高運(yùn)行安全性。
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