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www.read-wca.comWire & Cable ASIA – September/October 2015
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图
4
:
形状改变效果。模拟图像
❍
图
2
:
照明
光学系统传感器
线材，半径
7
r
8
光源线，入射能量
7
ie
8
在电线的剖面图上，入射光线几乎都是平行的。与电线中心
轴垂直的光源集中在狭窄的路径上。
2*
α
来源于光学系统的孔径张角。它决定了电线周长上的光点
尺寸：
r*
α
。
2*
β
来源于光源的入射角。
假设“
A
”代表电线表面吸收或漫射因数，则传感器接受到的
光源能量“
E
”为：
E = A*ie* r*
α
*cos
β
设计
为了能使光源作围绕式旋转，我们围绕电线中心轴设置了一
个光源环，每次仅适用一个光源。在光源间不停切换即可围
绕电线产生环绕光点。
120
度角上的三台传感器可同时检测电
线表面的光源能量。
光源系统将光束聚集在垂直于电线中心轴上的狭窄路径内。
其他项目内的光束几乎是平行的。路径的宽度决定了电线中
心轴上的分辨率。则光源尺寸必须较小且该光学系统已充分
适用于该项目。
以上因数间的关系结果为：
•
光点尺寸(
r*
α
)与电线的直径以及光学系统的孔径张角成
正比(符合要求)。
•
传感器接收到的光源能量受到光源的入射角角度(
cos
β
)
影响而波动。三台传感器记录的数据显示，每台传感器
的“
β
”的波动范围在“正负
60
度”以内，由此产生
50%
的信号调幅。这会有一个因数进行补充修正以呈现平坦
响应。通过五台传感器协同工作，不可避免的波动被降至
20%
。
•
传感器接受到的光源能量与电线直径直接成正比。这意味
着入射光源能量“
ei
”也可相应调整，同时需要对不同直
径适用的传感器技术进行检测。最小可检测到的直径尺寸
来自于
10
微米的钨丝电线(黑色涂层)。
• A
因数对于漫射光源能量(粗糙程度)或吸收
850
毫微米的
光线都具有非常大的影响。
抛光
漫射
❍
图
3
:
粗糙程度效果
另一个重要的影响因素是电线中心线上的形状改变(鼓起物、
粗细不均、裂缝)，这些改变会使投射向传感器的反射光束发
生偏离，偏离出传感器的孔径张角。
❍
图
6
:
❍
图
5
:
系统的前部视图
图像传感器
A
基本光源圈
测量区域
图像传感器
C
图像传感器
B
区域
1
区域
2
区域
3
光源/图像传感器位置
区域
1/
传感器
A+C
区域
2/
传感器
B+A
区域
3/
传感器
C+B