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頻閃儀主要技術(shù) 頻閃儀技術(shù)指標(biāo)

時間：2020-08-13    來源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
摘　要:介紹了頻閃儀的構(gòu)成和工作原理 ,分析了頻閃儀軟件系統(tǒng)的完整流程圖,給出了 PS系列頻閃儀的主要技術(shù)指標(biāo);最后結(jié)合印刷檢測機器視覺系統(tǒng)討論了頻閃儀的應(yīng)用。
 　　關(guān) 鍵 詞:頻閃儀;視覺暫留;印刷檢測系統(tǒng);機器視覺系統(tǒng)
  　　前 言
 　　在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中 ,涉及到各種各樣的檢查、 測量和零件識別工作 ,其共同特點是連續(xù)大批量生產(chǎn)、 對外觀質(zhì)量的要求非常高 ,通常這種高度重復(fù)性的工作只能靠人工檢測來完成。生產(chǎn)線上的微小尺寸精確快速測量、 形狀匹配、 顏色辨識等 ,由于被觀測物體高速運動 ,人眼無法連續(xù)穩(wěn)定地進行觀察和檢驗 ,易出差錯。頻閃儀觀測技術(shù)能較好地解決此難題。
  　　頻閃儀也叫頻閃靜像儀或轉(zhuǎn)速計 ,是能夠使作振動、 高速旋轉(zhuǎn)或周期運動構(gòu)件變成“ 靜止不動 ” 構(gòu)件的一種光學(xué)測量裝置。PS系列頻閃儀外觀如圖 1所示。
  　　頻閃儀本身可以發(fā)出短暫又頻密的閃光,當(dāng)調(diào)節(jié)頻閃燈的閃動頻率,使其與被測物的轉(zhuǎn)動或運動速度接近或同步時,被測物雖然高速運動著,但看上去卻是緩慢運動或相對靜止,這種視覺暫留現(xiàn)象使人目測就能輕易觀測到高速運動物體的表面質(zhì)量與運行狀況 ,而頻閃儀的閃光速度即為被檢測物體(例如:馬達 )轉(zhuǎn)速和運動頻率 (印刷袋 ) ,亦可以利用頻閃儀分析物體振動情況、 高速移動物體的動作以及高速攝影等。利用頻閃儀觀測檢驗技術(shù)在歐美已廣泛使用 ,隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,越來越多的行業(yè)開始使用頻閃儀來幫助解決產(chǎn)品質(zhì)量檢驗問題。
  　　頻閃儀構(gòu)成和工作原理
  　　頻閃燈的工作原理是根據(jù)設(shè)定的頻率或根據(jù)外觸發(fā)頻率來控制閃光燈的閃爍頻率 ,作為一個完整的系統(tǒng)包括人機顯示界面、 調(diào)節(jié)和功能選擇按鍵、 閃光控制模塊、 閃光燈供電模塊和外觸發(fā)自動跟蹤模塊等。頻閃儀的工作原理框圖 ,如圖 2所示
  　　在系統(tǒng)設(shè)計中 ,采用 LED數(shù)碼管作為人機顯示界面。LED顯示具有高亮、 長壽命、 控制方便等特點 ,只要保證驅(qū)動電路的可靠性 ,就可以保證人機界面的長期工作的穩(wěn)定性。參數(shù)設(shè)定或功能選擇方面 ,采用高可靠性的歐姆龍輕觸按鍵和具有快速調(diào)節(jié)功能的旋轉(zhuǎn)編碼器作為數(shù)據(jù)輸入元件 ,配以合理的軟件來提高參數(shù)設(shè)定的速度和方便性。作為一個使用比較方便的產(chǎn)品 ,必須具有參數(shù)保存的功能 ,在這里采用了非易失性存儲器 ,存放頻率、 工作模式等參數(shù)。
  　　為了達到使用方便、 性能穩(wěn)定、 控制精確等效果 ,整個軟件系統(tǒng)的設(shè)計就顯得很重要。另外 ,在頻閃燈控制系統(tǒng)中還存在一個核心和難點的技術(shù) ,就是要保證閃光燈的供電電壓穩(wěn)定。只有保證電壓的穩(wěn)定性才能保證燈管閃爍的亮度一致 ,才能使閃光燈在高頻的情況下不會出現(xiàn)漏閃現(xiàn)象。因為燈管在不同頻段閃爍的時候消耗的功率是不定的 ,所以難以控制。當(dāng)頻閃燈作為光源用于印刷質(zhì)量檢驗時 ,對頻閃燈的性能又提出了一個更高的要求。頻閃燈在收到觸發(fā)信號后至燈管閃爍的時間必須一致 ,所以程序控制和電路設(shè)計就顯得更為重要。圖 3是軟件系統(tǒng)主程序流程圖 ,圖 4是按鍵處理模塊流程圖,圖 5是外觸發(fā)處理模塊流程圖。3個流程圖說明了整個軟件系統(tǒng)的工作模式 ,實現(xiàn)頻閃儀的頻閃及自動頻率跟蹤功能。
  　　頻閃儀主要技術(shù)指標(biāo)
  　　經(jīng)過特別設(shè)計 ,系列化的頻閃儀外觀如圖 1所示 ,主要技術(shù)指標(biāo)如下:
  　　(1)電 源:交流 220 ± 10%V, 2A, 50Hz。
  　　(2)功 率:最大功率低于 200W。
  　　(3)內(nèi)觸發(fā)頻率范圍: 1～500Hz。
  　　(4)外觸發(fā)頻率范圍: 1～500Hz。
  　　(5)單次工作時間:由功能鍵任意設(shè)定 (單位:30 s)。
  　　(6)環(huán)境光照度:低于 10 000 lx。
  　　(7)外部觸發(fā)信號范圍: 5～12V脈沖信號。
  　　(8)照射最大寬度:視頻閃儀長度而定。
  　　(9)尺寸 (長 × 寬 × 高 ) :800mm × 115mm × 180mm (三聯(lián) ) ,1250mm × 115mm × 180mm (四聯(lián))。
  　　PDF文檔下載:頻閃儀的工作原理及其在印刷檢驗系統(tǒng)中的應(yīng)用
  　　實驗室和教師介紹
  　　實驗室可提供的主要器材
  　　頻閃儀1臺，其功能為頻率可調(diào)，頻率數(shù)值以數(shù)字顯示。
 　　臺式小電風(fēng)扇1只，三片葉片上分別寫上A 、B、C，風(fēng)扇具有快慢檔。
 　　微型電扇1只，其三片葉片上分別涂上三原色。
 　　鋸條實驗架1臺，所夾鋸條的長度可調(diào)。
 　　滴水管系統(tǒng)1套。
 　　一維駐波實驗儀1臺。
 　　實驗?zāi)康?、意義和要求
  　　人眼是有“視覺暫留”的，利用這一特性，可用一定的頻率將拍攝的靜止畫面以連貫的動作展現(xiàn)在屏幕上。將人類帶入現(xiàn)代社會的電影、電視就是利用這一原理。在科研生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)，要知道某一物體運動的速度、運動的軌跡和變化的方向，利用頻閃法來測量是一種很好的方法。 頻閃法與照相用的閃光燈原理基本相同，不過閃光燈是每按一次閃光一次，而頻閃儀是每隔一定時間發(fā)出一次閃光。用這種頻閃儀可測量電扇的轉(zhuǎn)速、水滴的流速、弦的振動頻率和觀測一維駐波的特性等，從中可揭示一些運動物體的形成，規(guī)律、特點和內(nèi)在的物理含義。
 　　實驗前應(yīng)回答的問題
  　　什么是人眼的“視覺暫留”？如果連續(xù)移動的畫面的頻率與人眼“視覺暫留”特點的頻率不符時，連續(xù)移動的畫面將會發(fā)生什么現(xiàn)象？
 　　什么是頻率？什么是周期？什么是駐波？駐波有哪些主要參數(shù)？
  　　什么是光的三原色？
  　　實驗內(nèi)容
  　　打開小風(fēng)扇，開關(guān)置于滿檔位置，用頻閃燈照射其葉片(如圖1)，調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率，直至目視風(fēng)扇三葉片不動，同時葉片上的字母也不動時，方可記下它的頻率。另外將開關(guān)置于“快檔”按上述做法記下相應(yīng)的頻率。
  　　實驗1有時會看到6片葉片“靜止不動”，分析此現(xiàn)象。并說明為什么必須滿足3片葉片和葉片上面的字母A，B，C都“不動”的情況下方可記錄頻率。
  　　如果葉片上不寫字母，如何測定電扇旋轉(zhuǎn)的頻率(實際上3個葉片“靜止不動”的頻率將不止一個)，從中探索測量電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的一般規(guī)律。
  　　開啟微型電扇，在接近微型電扇的轉(zhuǎn)動頻率時，三原色葉片的邊緣部分將出現(xiàn)什么色彩？請仔細(xì)觀察。
 　　將頻閃儀對準(zhǔn)夾有鋸條片的鐵架臺，用手按動鋸條片使其上下作受迫振動記下其振幅最高時的頻率(因鋸條片所作阻尼振動，容易衰減，所以記錄時要快)。
  　　改變被振鋸條的長度分別并記錄各自的振動頻率，作出振動頻率隨被振鋸條長度變化的規(guī)律圖。
  　　將頻閃儀對準(zhǔn)滴水管系統(tǒng),開啟滴水管的控制裝置，讓水滴自由下滴并調(diào)至合適的下滴速度，記錄水滴下滴的中間段的頻率。
 　　以實驗7記錄的頻率為基準(zhǔn)再將頻閃儀對準(zhǔn)水滴流的上部和下部，將會看到什么現(xiàn)象？
 　　將頻閃儀對準(zhǔn)一維駐波實驗儀開啟實驗儀，任意給出一個駐波，調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率，直到整個波形穩(wěn)定不動時，記錄此時的頻率。
頻閃燈的應(yīng)用及性能特點
頻閃燈的主體是氙氣放電管。這種暴閃燈通常采用一體化主機，電源需要單獨接在電瓶上，有獨立的開關(guān)和頻閃控制器，一般環(huán)境下是兩個燈來回頻閃。一體化主機的暴閃燈可安裝在車子的中網(wǎng)內(nèi)，位置比較隱蔽而且不易被發(fā)現(xiàn)。還有一些亮度和頻閃比較弱的LED暴閃燈。
頻閃燈的工作原理是根據(jù)設(shè)定的頻率或根據(jù)外觸發(fā)頻率來控制閃光燈的閃爍頻率， 作為一個完整的系統(tǒng)包括人機顯示界面、 調(diào)節(jié)和功能選擇按鍵、 閃光控制模塊、 閃光燈供電模塊和外觸發(fā)自動跟蹤模塊等。
在系統(tǒng)設(shè)計中 ,采用 LED數(shù)碼管作為人機顯示界面。LED顯示具有高亮、長壽命、 控制方便等特點 ,只要保證驅(qū)動電路的可靠性 ,就可以保證人機界面的長期工作的穩(wěn)定性。參數(shù)設(shè)定或功能選擇方采用高可靠性的歐姆龍輕觸按鍵和具有快速調(diào)節(jié)功能的旋轉(zhuǎn)編碼器作為數(shù)據(jù)輸入元件 ,配以合理的軟件來提高參數(shù)設(shè)定的速度和方便性。作為一個使用比較方便的產(chǎn)品 ,必須具有參數(shù)保存的功能 ,在這里采用了非易失性存儲器 ,存放頻率、 工作模式等參數(shù)。
為了達到使用方便、 性能穩(wěn)定、 控制精確等效果 ,整個軟件系統(tǒng)的設(shè)計就顯得很重要。另外 ,在頻閃燈控制系統(tǒng)中還存在一個核心和難點的技術(shù) ,就是要保證閃光燈的供電電壓穩(wěn)定。只有保證電壓的穩(wěn)定性才能保證燈管閃爍的亮度一致 ,才能使閃光燈在高頻的情況下不會出現(xiàn)漏閃現(xiàn)象。因為燈管在不同頻段閃爍的時候消耗的功率是不定的 ,所以難以控制。當(dāng)頻閃燈作為光源用于印刷質(zhì)量檢驗時 ,對頻閃燈的性能又提出了一個更高的要求。頻閃燈在收到觸發(fā)信號后至燈管閃爍的時間必須一致 ,所以程序控制和電路設(shè)計就顯得更為重要。

  頻閃儀是每隔一定時間發(fā)出一次閃光。利用人眼睛的視覺暫留，使動態(tài)的物體靜止化 。用頻閃儀可測量電扇的轉(zhuǎn)速、水滴的流速、弦的振動頻率和觀測一維駐波的特性等，從中可揭示一些運動物體的形成，規(guī)律、特點和內(nèi)在的物理含義。 

    在頻閃儀的日常使用過程中，應(yīng)注意以下幾點：  

    一、用戶在頻閃儀選型之前必須根據(jù)實際使用情況選定是手提便攜式還是多聯(lián)寬幅固定式。手提便攜式頻閃儀適合于需要經(jīng)常變換觀測地點的工作情況。而固定式則適合于寬幅檢測；如用于檢品機、印刷機在線檢測。   

    二、使用頻閃儀之前，建議用戶先根據(jù)當(dāng)前的機械速度和被測圖案的大小，估算山當(dāng)前圖案的 工：作頻率，然后將儀器的閃光頻率調(diào)到這一估算值后再做精確的調(diào)整。這樣對初次使用頻閃儀的用戶來說，能快速達到靜止觀測的效果。   

    三、由于塑料薄膜在印刷時會產(chǎn)生很強的靜電，在使用頻閃儀的過程中，用戶務(wù)必要注意儀器的接地措施，否則很容易使儀器的控制線路部分受到強大的靜電干擾，直至將內(nèi)部芯片損壞，導(dǎo)致儀器不能正常工作.



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