用于透明管的內徑測量方法技術

本發明專利技術公開了用于透明管的內徑測量方法。在從光發射器發射并到達光接收器的平行激光束中布置透明管，并從光接收器獲得指示與平行激光束的寬度方向位置對應的接收光量的檢測信號。檢測由被透明管的內周面反射并入射到光接收器的光束形成的檢測信號中的峰；檢測所述峰與預定門限值相交的兩個交點的寬度方向位置；根據兩個交點的平均值計算被透明管的內周面反射的光束的寬度方向位置；并根據寬度方向位置測得透明管的內徑。

Method for measuring internal diameter of transparent tubes

An interior diameter measuring method for a transparent tube is disclosed. A transparent tube is arranged in a parallel laser beam transmitting from the light emitter and reaching the optical receiver, and a detection signal indicating the received light quantity corresponding to the position of the width direction of the parallel laser beam is obtained from the optical receiver. The detection by the transparent tube and the inner peripheral surface of the reflection and incident detection signal beam optical receiver in the formation of the peak; the peak detection and the predetermined threshold width position two the intersection point of intersection; according to the width direction of the two intersections of the calculated average value is a transparent tube and the inner peripheral surface of the reflected light beam width direction; and according to the position of the measured diameter of the transparent tube.

【技術實現步驟摘要】
用于透明管的內徑測量方法相關申請引用本專利申請根據35U.S.C.§119的規定要求于2015年12月15日提交的日本專利申請2015-244245的優先權，該專利申請的公開內容通過完整引用結合在此。
本專利技術涉及一種用于透明管的內徑測量方法。
技術介紹
光學測量裝置用于對被測物體的外形尺寸(例如圓柱體的外徑)進行非接觸測量。例如，使用激光掃描測微計、圖像傳感器測微計、或光切型二維(2D)形狀測量傳感器。這些裝置使用布置為帶狀的多個平行激光束或以類似形狀掃描的激光束根據由被測物體遮擋的陰影部分的測量值檢測被測物體的外徑等(例如參見日本專利公告2001-108413)。使用這種平行激光束的測量裝置在測量被測物體的外徑等尺寸時檢測沿平行光束的寬度方向的光量變化。換言之，當在平行激光束的光路中間布置圓柱體(作為被測物體)時，光束的中間部分被圓柱體遮擋，只有通過圓柱體的兩個外側的光束到達光接收器。具體而言，由光接收器檢測的接收光量在圓柱體的兩個外側處較多，而在圓柱體的陰影部分處較少。因此，通過檢測圓柱體的寬度方向上的兩側的接收光量急劇減少的兩個位置，能夠根據這兩個位置之間的距離測量圓柱體的外徑。而且，在上述的測量裝置中，為了檢測接收光量急劇減少的位置，可將接收光量的檢測信號與預定門限值進行比較。具體而言，存在著從接收光量在圓柱體的外側較多的狀態到接收光量在圓柱體的陰影部分較少的狀態的過渡。因此，在光接收器中，能夠檢測圓柱體的光接收信號減少并且低于門限值的第一外側位置。另外，存在著從接收光量在圓柱體的陰影部分較少的狀態至接收光量在圓柱體的外側較多的狀態的過渡。相應地，在光接收器中，能夠檢測圓柱體的相對側上的光接收信號增大并超過門限值時的第二外側位置。上述的使用平行激光束的測量裝置不僅用于圓柱體的外徑測量，還可用于透明管的內徑測量(參見日本專利公告H03-162606)。在日本專利公告H03-162606中，在向透明管發射激光束時，在穿過透明管的平行激光束之中，要注意光軸的方向不發生改變的特定光束，并且透明管的內徑(內周面的最大外徑)是按幾何方式計算的。在圖4中，當透明管80被置于平行激光束90的光路中時，在光束91和92(是透明管80的外周面81的切線)外側的區域E1和E2中，平行激光束90按原態穿過。與此相反，在光束91和92內的區域E3中，平行激光束90被遮擋，并形成陰影。在現有的測量裝置中，通過檢測光束91和92的位置來測量透明管80的外徑Do(外周面81的最大外徑)。而且，平行激光束90的寬度方向是方向WD，平行激光束90的發射光軸方向是方向PD。朝透明管80發射的平行激光束90在進入透明管80內時被透明管80的外周面81折射，被內周面82反射，并從外周面81回射出來。發射光束93的一部分處于光軸平行于原平行激光束90的狀態。在圖5中，在區域E3的陰影部分中主要能看到三個光束94、95和96。光束94穿過透明管80的中心，并在原光軸上行進，不被折射，因為光束94垂直地穿過外周面81和內周面82。另一方面，光束95和96被上述的內周面82反射，從外周面81回射出來，并滿足發射光軸與原光軸一致的條件。通過檢測光束95和96的位置(在平行激光束90的寬度方向上的位置)，并基于這些位置進行幾何計算，可檢測內周面82的兩個終止位置，并可測量透明管80的內徑Di(內周面82的最大外徑)。在如圖4和圖5中所示例的透明管80的內徑/外徑的測量中，基于在透明管80外通過的平行激光束90和穿過透明管80的光束95和96的光量，檢測各個寬度方向位置(平行激光束90的寬度方向位置)。在圖6中，測量裝置的光接收器接收在透明管80外通過的平行激光束90和穿過透明管80的光束95和96，并輸出指示每個寬度方向位置P的光量L的檢測信號S。另外，在一種掃描方法中，可使用掃描時間標記，而不是寬度方向位置P。如上所述，在光束91和92(是透明管80的外周面81的切線)外側的區域E1和E2中，平行激光束90按原態傳送，并被光接收器接收。因此，在區域E1和E2中，檢測信號S分別指示高光量L1和L2。另一方面，在區域E3的陰影部分中，主要有三個光束94、95和96平行于原光軸(平行激光束90)傳送，并被光接收器接收。因此，在區域E3中，在檢測信號S中出現與光束94、95和96對應的峰S4、S5和S6。峰S4與穿過透明管80的中心并且不發生折射的光束94對應，并指示相對于光量L1和L2的高光量L4。峰S5和S6與被透明管80的內周面82反射的光束95和96對應，并指示比光量L1和L2低得多的光量L5和L6。上述的透明管80的內徑測量可通過檢測與光束95和96對應的峰S5和S6的寬度方向位置來實現。具體而言，定義處于與峰S5和S6相交的水平的門限值T。然后檢測寬度方向位置P5和P6(在這些位置，檢測信號S超過門限值T)，并可通過根據這些位置或這些位置之間的距離Dd進行幾何計算來測量內徑Di。但是，在上述的透明管80的內徑測量中，在內徑Di計算中使用的峰S5和S6都具有寬度，而不是單個點，并且在上升側都具有斜度。因此，在檢測超過門限值T的位置(P5和P6)時，誤差是不可避免的。例如，在外徑測量中，在光量L1向光量L3改變的區間內檢測到信號S與門限值的交點。該點(與光束91對應)確定為在透明管80之外。在采用相似的程序進行內徑測量時，在光量L3向光量L5改變的區間內，在峰S5處檢測到檢測信號S與門限值T的交點。該點被確定為在位置P5處(與光束95對應)。但是，如圖6中的圓形區的放大圖所示，實際位置P5在峰S5的中心。例如，當門限值T是門限值T1時，位置P5偏離檢測信號S與門限值T1的相交點P51，并產生誤差。另外，根據門限值T是門限值T1還是門限值T2，交點可能是P51或P52，并可能產生誤差。對于峰S6，這種誤差源是類似的。在此情況中，距離Dd1(根據門限值T是門限值T1的點P51和點P61計算的)與根據原位置P5和P6計算的正確距離Dd不相符。而且，在門限值T波動并且門限值T1變為門限值T2時，距離Dd1變為根據點P52和P62計算的距離Dd2。所以，由于位置P5和P6或距離Dd可能包含誤差，因而不能精確地計算透明管80的內徑Di。
技術實現思路
本專利技術提供一種用于透明管的內徑測量方法，該方法可使用平行激光束精確地測量透明管的內徑。本專利技術人基于以下知識得出了本專利技術：圓柱體的外徑測量值在兩側之中的每一側在門限值和光量檢測信號之間有一個交點，相比之下，透明管的內徑測量值在與內徑對應的檢測信號峰值和該峰值的兩側之中的每一側的門限值之間有兩個交點。在本專利技術中，通過檢測在每一側的兩個點處的與門限值相交的位置并獲得其中點的位置，可精確地測量與內周面對應的光束的位置，因而可精確地測量內徑。具體而言，本專利技術包括以下構造。本專利技術是一種使用平行激光束測量透明管的內徑的透明管內徑測量方法。在此方法中，設置有形成平行激光束的光發射器和接收來自于光發射器的平行激光束的光接收器，透明管布置在光發射器和光接收器之間；從光接收器獲得指示與平行激光束的寬度方向位置對應的接收光量的檢測信號，并檢測被透明管的內周面反射并入射到光接收器上的光束形成的檢測信號中的峰值；檢測峰值與預定本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使用平行激光束測量透明管的內徑的內徑測量方法，該方法包括：提供形成平行激光束的光發射器；提供接收來自于光發射器的平行激光束的光接收器；將透明管布置在光發射器和光接收器之間；從光接收器獲得指示與平行激光束的寬度方向位置對應的接收光量的檢測信號；檢測由被透明管的內周面反射的并入射到光接收器的光束形成的檢測信號中的峰，檢測所述峰與預定門限值相交的兩個交點的寬度方向位置；根據兩個交點的平均值計算被透明管的內周面反射的光束的寬度方向位置；和根據光束的寬度方向位置進行幾何計算，從而測得透明管的內徑。

【技術特征摘要】
2015.12.15 JP 2015-2442451.一種使用平行激光束測量透明管的內徑的內徑測量方法，該方法包括：提供形成平行激光束的光發射器；提供接收來自于光發射器的平行激光束的光接收器；將透明管布置在光發射器和光接收器之間；從光接收器獲得指示與平行激光束的寬度方向位置對應的接收光量的檢測信號；檢測由被透明管...

【專利技術屬性】
技術研發人員：今泉良一，
申請(專利權)人：株式會社三豐，
類型：發明
國別省市：日本,JP