光電技術(shù)在自動化測量檢測中的應(yīng)用分析

　　摘要：隨著我國在機械動能產(chǎn)業(yè)方面投入的加大，我國的自動化檢測技術(shù)得到了長足的發(fā)展，特別是在自動化測量技術(shù)與儀器研發(fā)方面取得了巨大的進展。而以光電技術(shù)為主要核心的自動化測量工作更是實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。大力擴展光電技術(shù)在自動化測量中的應(yīng)用程度，能夠有效提高質(zhì)量，提升工作效率，確保了企業(yè)在低成本下實現(xiàn)了較高的經(jīng)濟效益。文章從光電技術(shù)的應(yīng)用原理出發(fā)，通過對光電技術(shù)的自動化測量檢測的實際應(yīng)用狀況進行分析，以探討其對于自動化檢測的價值所在。

　　關(guān)鍵詞：光電技術(shù),自動化測量,測量檢測

　　引言

　　經(jīng)濟全球化的巨大趨勢下，我國工業(yè)若要實現(xiàn)生產(chǎn)力的提升，僅僅依靠人工勞動遠遠不夠。因而要大力推廣自動化技術(shù)，不斷提升自動化的生產(chǎn)水平，在不斷的研發(fā)與應(yīng)用中為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造更多有利的條件，促進企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟效益。實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，首要工作是要完成自動化的測量以及檢測工作。減短測量所需時間，實現(xiàn)現(xiàn)代自動化技術(shù)的全面發(fā)展。

　　1光電技術(shù)在自動化測量中的應(yīng)用原理

　　自動化檢測過程中，為了對于生產(chǎn)產(chǎn)品進行測量與檢測，需要結(jié)合光電技術(shù)。由于工件之間的生產(chǎn)存在差異性，因此自動化檢測的工作原理與檢測機制不同。通過對于其組成結(jié)構(gòu)進行分類，可將自動化檢測的過程分為三個環(huán)節(jié)，分別為檢測、傳送以及顯示。下面對于上述的三個環(huán)節(jié)進行一一描述，檢測環(huán)節(jié)即通過自動化測量儀器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集以及整理，進一步將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確化，使得檢測結(jié)果更加精確。傳送環(huán)節(jié)即將收集處理后的檢測數(shù)據(jù)放大處理，進一步發(fā)現(xiàn)一些需要放大觀察才能發(fā)現(xiàn)的細節(jié)問題。

　　顯示環(huán)節(jié)即自動化測量儀器的數(shù)據(jù)記錄。無論是怎樣的自動化測量過程，基本都需要經(jīng)過這三個環(huán)節(jié)[1]。因而可以說這是自動化測量的共同點，這個共同點表現(xiàn)為顯示環(huán)節(jié)的刻度、位移等數(shù)據(jù)通過信號的多次轉(zhuǎn)換與運算，最終以一種理想方式展現(xiàn)在需求者面前，需求者最終能夠得到預(yù)期的數(shù)據(jù)，用于其他計算以及處理工作。

　　整個過程中，需要用到的工具包括了各種類型的測量儀器。具體過程為光信號與電信號的轉(zhuǎn)換，其中需要借助信號調(diào)節(jié)器以及光電傳輸系統(tǒng)。依照我國目前的自動化檢測技術(shù)，雖然進步巨大，但與發(fā)達國家相比，還有很長的路要走。

　　2光電技術(shù)在自動化測量檢測中的應(yīng)用

　　自動化檢測中，需要研制能夠代替人工測量的自動化儀器，其對于制造工藝與精度有著很高的要求。通過現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)，實現(xiàn)自動化的測量相對容易，若能夠?qū)�CCD器件當(dāng)作人眼仿真技術(shù)，就能夠在一定程度上促進電測量自動化的發(fā)展。

　　2.1系統(tǒng)軟件控制系統(tǒng)

　　一般情況下，可將系統(tǒng)軟件控制分為兩個獨立的部分進行分析。一部分為將VC語言作為軟件的平臺。通過與數(shù)據(jù)庫進行連接，可以構(gòu)成完整的計算機控制系統(tǒng)，其控制方式也較為特殊，需要設(shè)置數(shù)個測試點應(yīng)對自動化測量儀器的指針指示的周期位置，方便對不同的測量參數(shù)作出反應(yīng)。將測試點設(shè)置完成后，計算機發(fā)送信號到測試點，準(zhǔn)備階段結(jié)束。當(dāng)自動化測量儀器指針經(jīng)過對應(yīng)的測試點時，計算機受到刺激重新發(fā)送信號，然后數(shù)值讀取。

　　同時對于測量所得的數(shù)據(jù)進行結(jié)果存儲，按照對應(yīng)的方式對測試點進行測量，直到數(shù)據(jù)的收集完畢。系統(tǒng)軟件另外一部分為數(shù)字轉(zhuǎn)換圖像的處理，其原理為對計算機儲存的指針信號以及測試點信號進行數(shù)據(jù)的處理，然后通過其內(nèi)置的濾波器處理其不需要的部分，通過后續(xù)轉(zhuǎn)換生成圖像[2]。這里除去的部分主要為噪聲信號，若不去除噪聲信號將會對結(jié)果有著較為嚴(yán)重的影響，增加誤差。另外，為了使測量的結(jié)果更加精密，常常將最小二乘法加入到計算的步驟中，通過這項措施，精度大約能夠提升五部左右。

　　2.2光電成像系統(tǒng)與高分辨率

　　CCD通過對于物理光學(xué)成像原理的進一步深入研究，發(fā)現(xiàn)可以運用此原理將儀表指針以及對應(yīng)的指針刻度通過一定的技術(shù)處理在CCD上實現(xiàn)重現(xiàn)。進而通過其他儀器處理，實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換過程。而具體的過程，是將轉(zhuǎn)換信息通過CCD的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)完成的，以此實現(xiàn)傳輸與儲存的工作，方便日后工作數(shù)據(jù)的成像過程。在通常情況下，系統(tǒng)同軸的照明是通過亮度的自動調(diào)節(jié)實現(xiàn)的，信息收集需要借助十六位的模塊信息收集器完成。通過運用這種方式，能夠有限減少誤差，同時為生產(chǎn)者節(jié)省測量的時間成本。

　　2.3三相交流標(biāo)準(zhǔn)源

　　三相交流標(biāo)準(zhǔn)源的作用是為自動化檢測提供穩(wěn)定持續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)電壓，其對于自動化測量檢測進程是不可缺少的基礎(chǔ)。通過分析發(fā)現(xiàn)，三相交流標(biāo)準(zhǔn)源是高度化的數(shù)字控制技術(shù)，其對于電流、功率以及頻率的控制是通過計算機軟件的自動化操控來實現(xiàn)的，其組成構(gòu)建為數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及波形存儲器。

　　在調(diào)幅方面，其運用的是脈沖移像技術(shù)，調(diào)相方面運用的是鎖相環(huán)技術(shù)。矢量采樣技術(shù)作為一種較為復(fù)雜的采樣技術(shù)，其通過信息的全面收集來實現(xiàn)采樣的目的，采樣信息包含了增幅信息以及波形信息等其他信息，其特點為控制較為精準(zhǔn)，近年來由于對于自動化檢測的要求越來越高，因而矢量采用技術(shù)的適用范圍大大增加，逐漸成為了自動化檢測的焦點技術(shù)。

　　3光電技術(shù)應(yīng)用于自動化測量的分析

　　3.1光電自動化檢測技術(shù)在機械設(shè)備中的應(yīng)用

　　機械設(shè)備運轉(zhuǎn)的過程中，會產(chǎn)生大量的摩擦熱。一段時間后，將會導(dǎo)致機械運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障的幾率增大。而且容易出現(xiàn)機械設(shè)備之間的過度摩擦。過度摩擦產(chǎn)生的主要原因是因為機械本身運轉(zhuǎn)對于齒輪或者線圈等部件的磨損導(dǎo)致的接觸不良。機械設(shè)備間的摩擦增大，導(dǎo)致設(shè)備的運轉(zhuǎn)溫度直線上升[3]。

　　若沒有及時地采取措施控制溫度，將會導(dǎo)致機械設(shè)備的生產(chǎn)速率降低，程度嚴(yán)重時將導(dǎo)致機械設(shè)備的損壞。因此為了機器的過熱運行，保護機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，需要對其進行光電自動化檢測。檢測的對象為實際運轉(zhuǎn)下機械設(shè)備的溫度，通過自動化控制將溫度維持在正常的水平。

　　3.2光電自動化檢測技術(shù)在防火隔熱中的應(yīng)用

　　光電自動化技術(shù)在防火隔熱領(lǐng)域有著積極的作用，鍋爐設(shè)備工作時由于其生產(chǎn)條件要求，其外部的材質(zhì)需要符合防火隔熱的相關(guān)要求。在一般情況下，鍋爐除了對于自身的建造材料有一定的要求以外，對于外部的隔熱層也有一定的要求。若相關(guān)安全措施沒有到位，不但影響整體的生產(chǎn)效率，還會影響生產(chǎn)人員的生命財產(chǎn)安全，因而需要對于鍋爐定期進行光電自動化檢測。保證鍋爐的外部隔熱層以及隔溫層能夠起到預(yù)期的作用，降低鍋爐作業(yè)生產(chǎn)中潛在的隱患。

　　3.3光電自動化技術(shù)在生活中的應(yīng)用

　　光電自動化不僅能夠保障工業(yè)生產(chǎn)時儀器設(shè)備的安全性，同時其也是人們生活中常見的一種技術(shù)，只不過對其有真正了解的人少之又少。光電自動化技術(shù)常常被應(yīng)用到家用電器身上。例如手機錄音機的聲音轉(zhuǎn)換功能用到了對應(yīng)的電容傳感器;自動感應(yīng)燈則為光敏電阻;數(shù)碼相機內(nèi)的自動聚焦功能以及遙控接收器的紅外檢測的功能等。因此可以看出，光電技術(shù)自動化檢測不僅與工業(yè)生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系，同時也與人們的日常生活密切相關(guān)。光電技術(shù)自動化檢測一定程度上構(gòu)成了現(xiàn)代科技社會，是社會發(fā)展的技術(shù)支持，因此應(yīng)當(dāng)?shù)玫饺藗儗ζ鋺?yīng)用的重視。

　　4光電技術(shù)在自動化檢測中所存在的問題及對策

　　4.1傳輸過程中的問題

　　數(shù)據(jù)傳輸是光電技術(shù)自動化檢測的一個重要環(huán)節(jié)，其對機械設(shè)備的自動化運轉(zhuǎn)起到了關(guān)鍵的作用。若數(shù)據(jù)的傳輸有遺漏或者錯誤，將導(dǎo)致故障的出現(xiàn)。盡管光電技術(shù)自動化檢測相較于以往數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫搅税踩�性以及速度傳輸上的升級，但是在實際的檢測過程中發(fā)現(xiàn)其易受發(fā)射電路以及接收電路的影響[4]。因而為了很好地解決傳輸?shù)膯栴}，需要借助先進的光學(xué)以及電學(xué)技術(shù)來改進接收電路和發(fā)射電路，因而從根本上解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，保證光信號與電信號轉(zhuǎn)換的正常進行。

　　4.2發(fā)射電路中的供電問題

　　自動化測量的過程有時包含了許多光電信號的轉(zhuǎn)換，因而對于進行自動化檢測的發(fā)射電路有了更高的要求，其中由于電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致的不精確結(jié)果導(dǎo)致了資源的浪費。目前我國發(fā)射電路中的發(fā)射點主要運作方式包含了以下幾種：第一種為通過高壓母線解決供電問題，第二種為低壓電供電，第三種為高壓電池供電。其中高壓母線是解決供電問題的最優(yōu)方案，因而發(fā)射電路的供電應(yīng)根據(jù)實際情況從這三種供電方式中選擇合適的方式來保持電壓的穩(wěn)定。

　　4.3檢測結(jié)果的誤差較高

　　雖然光電技術(shù)自動化檢測的優(yōu)勢較為顯著，但從實踐結(jié)果進行分析可以發(fā)現(xiàn)檢測結(jié)果存在誤差。仍無法避免一些因為外部因素的帶來的誤差，在檢測的過程中，要盡最大努力保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。降低誤差的有效措施包括有：第一，檢測工作人員熟悉不同檢測方法的誤差原因。第二，在進行檢測時，可以將多種檢測技術(shù)融合進行綜合運用。第三，提升檢測儀器的精準(zhǔn)度，從檢測源頭上控制精準(zhǔn)度。第四，對于被檢測對象要進行實際情況的調(diào)查，根據(jù)實際情況選擇合適的光電技術(shù)檢測方法。

　　5結(jié)束語

　　綜上所述，在科學(xué)信息技術(shù)日新月異的今天，自動化檢測技術(shù)的體系發(fā)展越來越成熟，但光電技術(shù)在自動化檢測中的應(yīng)用仍存在著一定的局限性，應(yīng)當(dāng)通過反復(fù)的實驗提升其精準(zhǔn)度，為我國實現(xiàn)自動化全面發(fā)展打好基礎(chǔ)。

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　　相關(guān)刊物推薦：《光學(xué)儀器》(雙月刊)創(chuàng)刊于1979年，由中國儀器儀表學(xué)會、上海理工大學(xué)上海光學(xué)儀器研究所、中國光學(xué)學(xué)會工程光學(xué)專業(yè)委員會主辦。本刊通過學(xué)術(shù)交流、行業(yè)科技信息傳播、科研成果推廣，保進我國光學(xué)工業(yè)的發(fā)展并滿足市場經(jīng)濟的需要，為廣大讀者服務(wù)。

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