工業(yè)測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡的雙物鏡、雙目、單物鏡是什么意思?
本文介紹的測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡是指搭載測(cè)量技術(shù)的工業(yè)內(nèi)窺鏡,這種工具不僅能夠快速觀察被檢測(cè)物體內(nèi)部的缺陷,還可以利用測(cè)量技術(shù)對(duì)缺陷進(jìn)行分析。現(xiàn)在市面上不少品牌都推出了工業(yè)測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡,但是搭載的測(cè)量技術(shù)并不相同,名稱(chēng)也是五花八門(mén),經(jīng)常帶有雙物鏡、雙目、單物鏡、以及三維測(cè)量等字樣,那么這些名稱(chēng)是什么含義?對(duì)應(yīng)的測(cè)量技術(shù)又是怎樣的原理呢?
一、 雙物鏡和雙目測(cè)量
帶有上述字眼的內(nèi)窺測(cè)量技術(shù),其基本原理是一致的:需使用雙物鏡測(cè)量鏡頭,即測(cè)量鏡頭上有兩個(gè)物鏡(模擬人類(lèi)雙目成像),根據(jù)兩物鏡之間的已知距離、以及與測(cè)量點(diǎn)所形成的頂角大小的變化,基于三角幾何原理確定測(cè)量點(diǎn)與鏡頭的距離,并進(jìn)行兩物鏡圖像測(cè)量點(diǎn)的匹配,進(jìn)而計(jì)算獲得測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo),以便進(jìn)行各種模式下的尺寸測(cè)量。雖然模擬雙目成像,但其成像及測(cè)量原理反饋到屏幕上的仍然是二維平面信息。
根據(jù)雙物鏡的設(shè)計(jì)原理,為保證測(cè)量精度就要有較大的放大倍數(shù),為此測(cè)量鏡頭的視野和焦距范圍都偏小,其鏡頭的視野相對(duì)單物鏡減半,顯示在手持機(jī)屏幕上的圖像也被一分為二,如下圖(左)可以看出屏幕圖像分為左右兩部分。由于采用了基于兩個(gè)物鏡的成像原理,這種測(cè)量技術(shù)存在一定局限性:
1. 觀察和測(cè)量需更換鏡頭。由于雙物鏡測(cè)量鏡頭視野減半,不便于觀察尋找及定位缺陷,往往先用觀察鏡頭找到缺陷再換用測(cè)量鏡頭,過(guò)程繁瑣,而且增加探頭磨損消耗和發(fā)生卡阻的幾率。
2. 測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性難以得到保障。雙物鏡測(cè)量技術(shù)需人為選擇測(cè)量點(diǎn)再進(jìn)行該點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算,而測(cè)量點(diǎn)的位置及其匹配值(用來(lái)衡量選取的測(cè)量點(diǎn)識(shí)別合格與否的標(biāo)準(zhǔn))正確與否,存在人為及系統(tǒng)誤差的可能性。
3. 可測(cè)量缺陷的大小比較受限。基于雙物鏡鏡頭視野的局限性,對(duì)超過(guò)測(cè)量范圍的較大缺陷,只能采用“化整為零”逐段測(cè)量再相加的權(quán)宜之法,測(cè)量效率和精度差強(qiáng)人意。
二、單物鏡測(cè)量
實(shí)施測(cè)量?jī)H使用單一物鏡,其中先進(jìn)代表技術(shù)是美國(guó)韋林3D測(cè)量工業(yè)內(nèi)窺鏡的“單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)”。工作原理是這樣的:使用視頻探頭前端的三維相位掃描測(cè)量鏡頭上的兩個(gè)LED光柵掃描被測(cè)物體表面,由視頻內(nèi)窺探頭前端的 CCD 攝像頭攝取由畸變條紋攜帶物體表面三維信息的反射光,進(jìn)一步得到三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上執(zhí)行各種測(cè)量操作。
由于基于相位掃描的三維立體測(cè)量技術(shù)不再是根據(jù)二維畫(huà)面進(jìn)行測(cè)量,而是采用攝取和掃描物體表面三維信息的辦法,所以不再限制測(cè)量鏡頭的視野和焦距,可以采用視野范圍更廣、焦距范圍更大的“單物鏡”設(shè)計(jì),其優(yōu)勢(shì)也是顯著的:
1. 單一測(cè)量鏡頭滿(mǎn)足全部檢測(cè)需求。采用視野范圍更廣、焦距范圍更大的測(cè)量鏡頭,以及全屏圖像,實(shí)現(xiàn)即觀察即測(cè)量,發(fā)現(xiàn)缺陷后無(wú)需更換鏡頭即可直接測(cè)量。
2. 測(cè)量結(jié)果更精準(zhǔn)。先獲取三維坐標(biāo)信息、再進(jìn)行選點(diǎn)測(cè)量,無(wú)需測(cè)量點(diǎn)匹配等步驟,而且可以在全屏圖像上完成測(cè)量后,輔以3D點(diǎn)云圖進(jìn)行檢查,大幅減少人為操作誤差的可能性。
3. 可一次性獲得大尺寸損傷的測(cè)量結(jié)果。由于測(cè)量鏡頭采用單視窗、廣角設(shè)計(jì),一次性有效測(cè)量區(qū)域是其他測(cè)量技術(shù)的兩倍甚至更大,對(duì)于其他測(cè)量技術(shù)難以準(zhǔn)確測(cè)量的長(zhǎng)裂紋、長(zhǎng)劃傷以及大面積涂層脫落,采用相位掃描三維立體測(cè)量法則僅通過(guò)一次性操作即可獲得精確的測(cè)量結(jié)果。
通過(guò)上述關(guān)于雙物鏡測(cè)量技術(shù)以及單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)的介紹,希望能幫助您更好地了解工業(yè)測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡中的雙物鏡、雙目、單物鏡等相關(guān)名詞的含義。更多疑問(wèn),歡迎咨詢(xún)美國(guó)韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡專(zhuān)門(mén)經(jīng)銷(xiāo)商——北京韋林意威特工業(yè)內(nèi)窺鏡有限公司。
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