一种清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置

本发明涉及螺纹缺陷检测，特别是涉及一种清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置。

背景技术：

1、现有的深孔大牙高螺栓孔缺陷检查主要依靠人工进行，部分采用单面阵相机视频检测，由于螺纹孔大曲率的工况，这种方法受到景深影响较大，在拍摄中心和拍摄边缘处的景深不一，边角会有模糊和较严重的畸变效应，并且其拍摄范围小，无法快速地观察整段螺纹的缺陷情况。部分采用线性阵列面阵相机进行拍摄，最后将图片进行裁剪、拼接合成完整图像，这种方法在图片接缝处难以拼接到位，图像的可靠性不高，容易出现图像缺失、遗漏等情况。

2、因此亟需提供一种新型的清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，能够针对于图像清晰化处理、大范围、环形扫描、高精度、无畸变采集来进行光学采集，满足了狭小空间内的高精度缺陷扫查要求。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，包括暗盒、安装在暗盒外部的平行光源系统、直角反射三棱镜、安装在暗盒内部的若干级反射镜、凸透镜、线阵ccd感光元件；

3、位于暗盒所述直角反射三棱镜的直角边中点处开有光线入射口，通过暗盒在螺纹深孔中绕轴心旋转，使在螺纹内壁上发生漫反射的光线通过直角反射三棱镜的斜边90°发射至光线入射口，入射光线经过若干级反射镜的连续发射后射入焦距一定的凸透镜中，最后汇聚至线阵ccd感光元件上成像。

4、在本发明一个较佳实施例中，所述若干级反射镜组成内反射系统，每级反射镜在暗盒空间内互成角度分布，利用交错反射形式将光路进行折叠延长，直到满足检测窗口的长度要求。

5、进一步的，所述每级反射镜的设计高度随着反射级数的增大而减小，在凸透镜张角一定的情况下与反射镜距离凸透镜的理论距离呈正比关系，反映每一级反射镜扫描窗口的长度。

6、在本发明一个较佳实施例中，所述凸透镜采用手动可变焦镜头。

7、在本发明一个较佳实施例中，所述凸透镜采用小光圈。

8、在本发明一个较佳实施例中，所述平行光源系统采用线阵光源进行偏置打光，将线阵光源置于暗盒外部最接近深孔螺纹处，将光线发射方向偏置，使其斜向正对螺纹条形检测窗口区域。

9、在本发明一个较佳实施例中，所述直角反射三棱镜为实心玻璃体。

10、本发明的有益效果是：本发明采用直角反射三棱镜引光、多级狭长反射镜增加物距、变焦镜头折光，并采用线阵ccd作为感光元件成像，可以根据实际安装情况调整变焦镜头，实现可适应的图像采集工作，完整解决了深孔大牙高螺栓孔螺纹缺陷检测的清晰化、大范围、无畸变的要求，满足了狭小空间内的高精度缺陷扫查要求。

技术特征：

1.一种清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，其特征在于，包括暗盒、安装在暗盒外部的平行光源系统、直角反射三棱镜、安装在暗盒内部的若干级反射镜、凸透镜、线阵ccd感光元件；

2.根据权利要求1所述的清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，其特征在于，所述若干级反射镜组成内反射系统，每级反射镜在暗盒空间内互成角度分布，利用交错反射形式将光路进行折叠延长，直到满足检测窗口的长度要求。

3.根据权利要求1或2所述的清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，其特征在于，所述每级反射镜的设计高度随着反射级数的增大而减小，在凸透镜张角一定的情况下与反射镜距离凸透镜的理论距离呈正比关系，反映每一级反射镜扫描窗口的长度。

4.根据权利要求1所述的清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，其特征在于，所述凸透镜采用手动可变焦镜头。

5.根据权利要求1所述的清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，其特征在于，所述凸透镜采用小光圈。

6.根据权利要求1所述的清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，其特征在于，所述平行光源系统采用线阵光源进行偏置打光，将线阵光源置于暗盒外部最接近深孔螺纹处，将光线发射方向偏置，使其斜向正对螺纹条形检测窗口区域。

7.根据权利要求1所述的清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，其特征在于，所述直角反射三棱镜为实心玻璃体。

技术总结
本发明公开了一种清晰化防畸变的深孔螺纹扫查光路装置，包括暗盒、安装在暗盒外部的平行光源系统、直角反射三棱镜、安装在暗盒内部的若干级反射镜、凸透镜、线阵CCD感光元件；位于暗盒所述直角反射三棱镜的直角边中点处开有光线入射口，通过暗盒在螺纹深孔中绕轴心旋转，使在螺纹内壁上发生漫反射的光线通过直角反射三棱镜的斜边90°发射至光线入射口，入射光线经过若干级反射镜的连续发射后射入焦距一定的凸透镜中，最后汇聚至线阵CCD感光元件上成像。本发明能够针对于图像清晰化处理、大范围、环形扫描、高精度、无畸变采集来进行光学采集，满足了狭小空间内的高精度缺陷扫查要求。

技术研发人员：何高清,荣骏一,苏思文,胡于航,蔡哲豪,梁亦帆,彭志青,曹斌
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24