8—6玻管外径、壁厚CCD在线检测系统2.docVIP

§8－6 玻管外径、壁厚CCD在线检测系统 一、仪器的技术要求 测量范围：， 测量精度：外径 ，。 壁厚 ， 显示内容：实测玻管直径、壁厚、上下偏差及超差报警。 过程控制：玻管控制速度，吹气量及合格品筛选控制信号的输出。 二、仪器的工作原理 1. 系统的结构框图（图8－21） 玻管 控制 信号 图8－21 2. CCD视频信号 U 脉冲数 a C o a b t b 上壁厚 下壁厚 外径C 上壁厚： 下壁厚： 外径： －－放大率 光强分布：管壁为暗带，中间部分为亮带。 三、光学系统设计 本系统采用物光远心光路，配以柯拉照明方式。 L1 柯拉 P3 照明 P1 L2 A B L 物方 远心 P2 光路 视场光阑：P3：调节物镜L的物方视场大小（P3成像在AB处） P1：调节该视场的明暗（限制了灯丝的大小） ㈠ 成像系统 孔径光阑P2位于成像物镜L的焦平面上，形成物方远心光路。 结论： 采用物方远心光路，则物体每点发出的主光线不随物体轴向位移改变方向。主光线在像面上（CCD上）的投影不变，只是弥散斑的大小变化。 ㈡ 照明系统 柯拉照明：灯丝成像在L2焦面上，灯丝上各点通过L2的出射光从各方向分别平行均匀照射L的物方视场。被光源均匀照明的聚光镜前组L2经后组L2成像在L的物方视场，故物镜L的视场得以均匀照明。 ㈢ 瞳窗（视场）关系 AB处：灯丝的象方视场（处）对物镜L的入瞳（）即窗对瞳。P3（或L1）经L2成像得照明系统的出瞳，此出瞳对L的物方视场，即瞳对窗。 P1处；灯丝的象方视场对L2的入瞳，即窗对瞳。 P2处：照明系统（灯丝）的象方视场充满L的出瞳，即窗对瞳。 ㈣ 物镜参数和系统外形尺寸（自学） 设物方视场2y，线阵CCD单元宽度为，单元数为N，物象之间共轭距为L，则: 1．系统放大率 2．物镜的相对孔径（或数值孔径NA） 物镜分辨率 并由和分别求出和 3．确定物镜焦距 解方程组 可求得 4．视场角 5．P2的直径 6．通光口径 根据以上计算，得 ㈤ 照明尺寸计算 设集光镜的物象共轭距为。 聚光镜的口径 ＝2（+） 的口径 拉兹不变量＝