[发明专利]用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种零件或物体的微小位移或形变量的测量领域，特别是用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置。

背景技术

在航空航天、生物医药、材料特性研究、可靠性分析等领域，经常要观察零件、材料或物体在高低温循环和真空循环条件下的状态变化，比如膨胀量或缩小量、位移尺寸、固定方向的变形量等重要参数，通过对这些参数的准确测量来研究零件或物体的一些关键特性，以掌握更多的特征属性参数。目前已有的高低温真空环境中位移或形变量的检测方法主要是机械式接触法，而接触法效率比较低，自动化程度不高，且容易受到高低温和真空环境的影响，准确性难以得到保证，尤其是在较高温度时可能无法实现测量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，直接计算出被测物体的位移量或形变量，具有非接触、高效、高精度和自动化测量等优点。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，包括激光器、光纤衰减器、光纤准直器、菲涅尔透镜、第一柱形安装座、第一立式平移架、第二柱形安装座、远心镜头、滤光片、图像传感器、第二立式平移架、计算机、高温真空玻璃罩和被测物体；其中，高温真空玻璃罩为中空圆柱形结构，高温真空玻璃罩轴向竖直放置；被测物体固定安装在高温真空玻璃罩内部的中心位置；第一立式平移架和第二立式平移架对称放置在高温真空玻璃罩的两侧；第一柱形安装座和第二柱形安装座均为中空圆柱形结构；第一柱形安装座轴向水平固定安装在第一立式平移架的顶部；第二柱形安装座水平固定安装在第二立式平移架的顶部；激光器、光纤衰减器、光纤准直器和菲涅尔透镜沿轴向依次固定安装在第一柱形安装座的内部，且激光器、光纤衰减器、光纤准直器和菲涅尔透镜依次靠近高温真空玻璃罩；远心镜头、滤光片和图像传感器沿轴向依次固定安装在第二柱形安装座的内部，且远心镜头、滤光片和图像传感器依次远离高温真空玻璃罩；激光器和图像传感器分别与计算机连通。

在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，通过调整第一立式平移架，实现对第一柱形安装座沿竖直方向移动和俯仰旋转、沿水平方向移动和摆动旋转的调节；通过调整第二立式平移架，实现对第二柱形安装座沿竖直方向移动和俯仰旋转、沿水平方向移动和摆动旋转的调节；实现第一柱形安装座和第二柱形安装座同心放置。

在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述激光器采用半导体激光器、固体激光器、光纤激光器或发光二极管LED灯中的一种；激光器的输出激光大于1mA；输出激光波长为可见光波段。

在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述光纤衰减器的衰减率范围为0-1。

在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述菲涅尔透镜垂直于输出激光光轴方向放置，且菲涅尔透镜位于输出激光的焦点位置。

在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述图像传感器采用面阵CCD或CMOS；图像传感器的像素数大于200万。

在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述计算机实现对图像传感器的图像处理；图像处理包括预处理、亚像素处理和特征信息计算；其中，预处理包括滤波、图像增强、二值化和粗提取；亚像素处理为对预处理后的图像进行亚像素计算；特征信息计算为对亚像素处理后的图像进行位移或形变量的参数计算。

在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，所述高低温真空玻璃罩的温度范围为-60℃-350℃；高低温真空玻璃罩的真空度大于10^-5Pa；实现激光器发出的激光穿透过高低温真空玻璃罩。

在上述的用于高低温真空玻璃罩中零件位移或形变量的测量装置，通过调节第二立式平移架与高低温真空玻璃罩之间的距离，实现被测物体的边缘部位在图像传感器上清晰成像。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明采用了本发明采用远心镜头进行成像，减小了光学成像畸变，提高了图像传感器的成像质量，可实现被测对象边缘的清晰成像；

(2)本发明采用了机器视觉的方法，实现了对被测对象的非接触、长距离的精密测量；

(3)本发明采用了模块化设计方法，提高了测量装置的集成度，装置的维护性强，便于系统升级。

附图说明

图1为本发明测量装置结构示意图。

具体实施方式