[发明专利]一种椭球形玻壳表面质量检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电倍增管的玻璃壳的表面质量检测技术。

背景技术

光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件，光电倍增管用在光学测量仪器和光谱分析仪器中。光电倍增管能在低能级光度学和光谱学方面测量波长200～1200纳米的极微弱辐射功率。闪烁计数器的出现，扩大了光电倍增管的应用范围；激光检测仪器的发展与采用光电倍增管作为有效接收器密切有关；电视电影的发射和图象传送也离不开光电倍增管；光电倍增管广泛地应用在冶金、电子、机械、化工、地质、医疗、核工业、天文和宇宙空间研究等领域。

光电倍增管根据应用的不同其尺寸也存在差异，目前世界上最大的光电倍增管是20英寸，由日本滨松光子学株式会社(hamamatsu)研制生产，最初用于小柴昌俊的超级神冈探测器中，装入了11200个，并最终探测到了宇宙中微子，小柴昌俊因此获得了2002年诺贝尔物理学奖，而20寸光电倍增管也因此在2014年获得“IEEE里程碑”。2016年11月25日，由中国科学院高能物理研究所简称高能所牵头成立的微通道板型大面积光电倍增管研制合作组以下简称合作组宣布，国内首条年产7500支的20英寸微通道板型光电倍增管的生产线建成运行。未来2年内，中国兵器工业集团北方夜视技术股份有限公司将为中科院战略性先导科技专项——江门中微子实验提供15000支该产品。该生产线的建成及运行，标志着20英寸新型光电倍增管正式进入批量生产阶段，其不仅是产学研有机结合的范例，也将为我国在中微子实验的研究领域再登高峰夯实基础。

20英寸新型光电倍增管已投入生产当中，其玻璃外壳的表面质量严重影响光电倍增管对微光信号的接收，表面疵病如气泡、划痕、异物的大小和数量都需要严格把控。由于光电倍增管的玻璃外壳为椭球形，玻璃厚度约为3mm～5mm左右，玻壳整体尺寸大、形状新异，目前的检测只能停留在人工检测，难以达到自动化检测以及对疵病的量化检测。

发明内容

本发明的目的是为了解决20英寸光电倍增管的椭球形玻璃壳的表面质量无法实现自动化检测问题，提出了一种椭球形玻壳表面质量检测装置及检测方法。

本发明所述的一种椭球形玻壳表面质量检测装置，包括工业相机、远心镜头、光源、支撑架、导轨、转台、一号步进电机控制器和二号步进电机控制器；

支撑架的底端固定在转台的旋转中心处，光源固定在支撑架的顶端，被测椭球形玻壳扣在转台上，并且保证光源位于被测椭球形玻壳的中心处；

导轨围成下端开口的椭圆形，工业相机沿着导轨的内壁滑动；

远心镜头设置在工业相机的镜头安放处；

所述光源发出的光依次经过被测椭球形玻壳和远心镜头后，被工业相机接收；

转台的旋转角度通过一号步进电机控制器进行控制，工业相机在导轨上的位置通过二号步进电机控制器进行控制；

所述一号步进电机控制器的控制信号输入端与PC机的控制信号输出端相连；

所述二号步进电机控制器的控制信号输入端与PC机的控制信号输出端相连；

所述工业相机的图像信号输出端与PC机的图像信号输入端相连。

一种椭球形玻壳表面质量检测方法，该方法基于一种椭球形玻壳表面质量检测装置实现的，该方法包括以下步骤：

步骤一、调试转台，保证转台与光源同轴；

步骤二、将被测椭球形玻壳放置到转台上，保证光源位于被测椭球形玻壳的中心处；

步骤三、移入导轨，保证导轨的中心与被测椭球形玻壳的中心重合；

步骤四、定位工业相机第一次拍照的位置，开始对被测椭球形玻壳进行检测；

步骤五、通过PC机控制二号步进电机控制器，保证工业相机沿着导轨A向移动，工业相机沿着导轨A向移动固定步长后，工业相机开始连续拍照，同时通过PC机控制一号步进电机控制器，保证转台沿着B向匀速转动；当转台旋转一周后工业相机停止拍照；然后工业相机第二次沿着导轨A向移动固定步长，工业相机第二次开始连续拍照，同时通过PC机控制一号步进电机控制器，保证转台第二次沿着B向匀速转动；当转台旋转一周后工业相机停止拍照，直至获取全部被测椭球形玻壳的表面图像的分图像，转至步骤六；

步骤六、将步骤五获取整个被测椭球形玻壳的表面图像的分图像进行拼接，经过图像处理后，获取疵病信息。