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X-Ray光缆智能测径机

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应用行业建议:检测 视觉 人工智能 图像识别

服务商:东莞中科蓝海智能视觉科技有限公司

方案简述:本设备的设计是围绕着光缆制造商对光缆成品的内层质量检测需求。光缆的受力结构一般由外护套、包带层和加强芯组成

    1 概述需求

    本设备的设计是围绕着光缆制造商对光缆成品的内层质量检测需求。光缆的受力结构一般由外护套、包带层和加强芯组成,如下图所示。

    1 光缆横截面构成图


    护层具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性,包带层由铝带/聚乙烯或者钢带(或钢丝)铠装和聚乙烯制成,加强芯用于增强光缆敷设时可承受的负荷,一般是金属丝或非金属纤维。如果外护套在某些部位不够厚,在质保期内破损的几率就增大,加强芯偏差中轴线过大就会对敷设时弯曲造成影响,包带层如果不够圆,可能会对光纤的性能造成影响。所以,外护套的壁厚、加强芯的偏心、包带层的圆度等几何指标是光缆质量的重要指标。

    因此,光缆厂商需要一种采用透视式非破坏性技术手段,来对光缆成品内部进行尺寸测量的全检。


    2      设计目标

    1)     可测量通讯光缆的三层结构;

    2)     测量功能:壁厚、偏心、外径以及椭圆度。

    3)     测量物体直径范围:3mm~30mm

    4)     测量物体节拍范围:方案一:≤30m/min;方案二: 80100m/min

    5)     测量精度:10μm

    6)     测量频率:10Hz

    7)     自带显示操作界面,可灵活设置阈值,可输出报错触发信号。

    8)     对不同型号光缆易于切换;

    9)     可用于有人场合。


    3      设备原理

    本设备采用X射线微焦点技术来实现内部几何尺寸的测量。

    1.1 X光投射原理

    被测物(光缆)

    2X光投影原理


    X线管灯丝加热,产生自由电子并云集在阴极附近。通过升压变压器向X线管两极提供高压电时,成束的自由电子,受强电场作用,以高速由阴极向阳极行进,通过磁约束透镜整型后撞击阳极钨靶原子结构,产生X线, 从X线管窗口发射,通过物体后在靶板上转换为可见光,然后采用半导体光电子成像(CCDCMOS)进行图像采集。

    2.1           微焦点技术

    X线管中阳极钨板被实际撞击的位置称为实际焦点,焦点越微细,图像就越清晰,其原理类似于孔距光阑。

    3——X光管实际焦点


    效果对比如下图所示。

    4 左为普通尺寸焦点、右为微焦点


    3.1           横截面XY方向交叉测量

    对光缆横截面互为垂直的方向进行成像,测出各自投影的尺寸,再还原到横截面XY坐标上,直接计算出壁厚、偏心、外径以及椭圆度。

    5 横截面XY垂直交叉测量


    6- 壁厚测量仿真


    4      可行性验证

    将一小段光缆放入一台中科蓝海的带微焦点功能的X-ray平台设备上,该平台原先是用于检测料盘的。

    7 ——中科蓝海X-Ray微焦点平台


    将光缆切成一小段,再用夹具固定放置于X光机的视场中央,进行图像采集。

    8——测量过程


    得到非常清晰的图像,对不同分层的成像灰度非常均匀,如图9、图10可见三个分层的区域区分非常明显。灰度

    9——图像效果(3层均能区分)


    10——图像效果(3层均能区分)


    对分层区域的边缘放大后可见,如图11,渐变区域在4个像素,小于5个像素,因此算法上很容易把边缘找出。

    11——图像效果(边缘渐变区域不超过4个像素)


    通过专业的图像测量算法,可以清晰找出边缘并计算出双边距,如图12

    通过软硬件平台的验证,光缆的X-Ray测量完全可行。

    12——测量算法模拟


    5      设备外观

    13——设备外观


    14——设备初略尺寸图

何女士

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