[发明专利]用于透明管的内径测量方法

说明书

本发明公开了用于透明管的内径测量方法。在从光发射器发射并到达光接收器的平行激光束中布置透明管，并从光接收器获得指示与平行激光束的宽度方向位置对应的接收光量的检测信号。检测由被透明管的内周面反射并入射到光接收器的光束形成的检测信号中的峰；检测所述峰与预定门限值相交的两个交点的宽度方向位置；根据两个交点的平均值计算被透明管的内周面反射的光束的宽度方向位置；并根据宽度方向位置测得透明管的内径。

相关申请引用

本专利申请根据35U.S.C.§119的规定要求于2015年12月15日提交的日本专利申请2015-244245的优先权，该专利申请的公开内容通过完整引用结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于透明管的内径测量方法。

背景技术

光学测量装置用于对被测物体的外形尺寸(例如圆柱体的外径)进行非接触测量。例如，使用激光扫描测微计、图像传感器测微计、或光切型二维(2D)形状测量传感器。这些装置使用布置为带状的多个平行激光束或以类似形状扫描的激光束根据由被测物体遮挡的阴影部分的测量值检测被测物体的外径等(例如参见日本专利公告2001-108413)。

使用这种平行激光束的测量装置在测量被测物体的外径等尺寸时检测沿平行光束的宽度方向的光量变化。换言之，当在平行激光束的光路中间布置圆柱体(作为被测物体)时，光束的中间部分被圆柱体遮挡，只有通过圆柱体的两个外侧的光束到达光接收器。具体而言，由光接收器检测的接收光量在圆柱体的两个外侧处较多，而在圆柱体的阴影部分处较少。因此，通过检测圆柱体的宽度方向上的两侧的接收光量急剧减少的两个位置，能够根据这两个位置之间的距离测量圆柱体的外径。

而且，在上述的测量装置中，为了检测接收光量急剧减少的位置，可将接收光量的检测信号与预定门限值进行比较。具体而言，存在着从接收光量在圆柱体的外侧较多的状态到接收光量在圆柱体的阴影部分较少的状态的过渡。因此，在光接收器中，能够检测圆柱体的光接收信号减少并且低于门限值的第一外侧位置。另外，存在着从接收光量在圆柱体的阴影部分较少的状态至接收光量在圆柱体的外侧较多的状态的过渡。相应地，在光接收器中，能够检测圆柱体的相对侧上的光接收信号增大并超过门限值时的第二外侧位置。

上述的使用平行激光束的测量装置不仅用于圆柱体的外径测量，还可用于透明管的内径测量(参见日本专利公告H03-162606)。在日本专利公告H03-162606中，在向透明管发射激光束时，在穿过透明管的平行激光束之中，要注意光轴的方向不发生改变的特定光束，并且透明管的内径(内周面的最大外径)是按几何方式计算的。

在图4中，当透明管80被置于平行激光束90的光路中时，在光束91和92(是透明管80的外周面81的切线)外侧的区域E1和E2中，平行激光束90按原态穿过。与此相反，在光束91和92内的区域E3中，平行激光束90被遮挡，并形成阴影。在现有的测量装置中，通过检测光束91和92的位置来测量透明管80的外径Do(外周面81的最大外径)。而且，平行激光束90的宽度方向是方向WD，平行激光束90的发射光轴方向是方向PD。

朝透明管80发射的平行激光束90在进入透明管80内时被透明管80的外周面81折射，被内周面82反射，并从外周面81回射出来。发射光束93的一部分处于光轴平行于原平行激光束90的状态。在图5中，在区域E3的阴影部分中主要能看到三个光束94、95和96。光束94穿过透明管80的中心，并在原光轴上行进，不被折射，因为光束94垂直地穿过外周面81和内周面82。

另一方面，光束95和96被上述的内周面82反射，从外周面81回射出来，并满足发射光轴与原光轴一致的条件。通过检测光束95和96的位置(在平行激光束90的宽度方向上的位置)，并基于这些位置进行几何计算，可检测内周面82的两个终止位置，并可测量透明管80的内径Di(内周面82的最大外径)。