頻閃觀測儀工作原理及其在行業(yè)應(yīng)用

頻閃儀工作原理及其在行業(yè)應(yīng)用

當(dāng)照明光源的閃光頻率與運(yùn)動物體的運(yùn)動頻率同步時，由于視覺暫留人眼便可以看到物體相對靜止的圖像，DT-02型固定式頻閃儀就是根據(jù)這一原理研制而成的。該儀器采用高性能的單片機(jī)為處理單元，數(shù)碼管顯示每分鐘的閃光次數(shù)，具有內(nèi)觸發(fā)（INT）按鍵調(diào)節(jié)（頻率加減、兩倍頻、半倍頻）、外觸發(fā)（EX）旋鈕調(diào)節(jié)、外接同步信號（EX）等工作模式。

主要應(yīng)用于印刷機(jī)、檢品機(jī)等設(shè)備的配套。

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(diǎn)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)在線的微小尺寸快速測量、 形狀匹配、 顏色辨識等 ,由于被觀測物體高速運(yùn)動 ,人眼無法連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行觀察和檢驗(yàn) ,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(jì) ,是能夠使作振動、 高速旋轉(zhuǎn)或周期運(yùn)動構(gòu)件變成“ 靜止不動 ” 構(gòu)件的一種光學(xué)測量裝置。
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(yùn)動速度接近或同步時,被測物雖然高速運(yùn)動著,但看上去卻是緩慢運(yùn)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(yùn)動物體的表面質(zhì)量與運(yùn)行狀況 ,而頻閃儀的閃光速度即為被檢測物體（例如:馬達(dá) ）轉(zhuǎn)速和運(yùn)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(yàn)技術(shù)在歐美已廣泛使用 ,隨著我國經(jīng)濟(jì)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(yàn)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(jī)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(jì)中 ,采用 LED數(shù)碼管作為人機(jī)顯示界面。LED顯示具有高亮、 長壽命、 控制方便等特點(diǎn) ,只要保證驅(qū)動電路的可靠性 ,就可以保證人機(jī)界面的工作的穩(wěn)定性。參數(shù)設(shè)定或功能選擇方面 ,采用高可靠性的奧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)輸入組件 ,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(dá)到使用方便、 性能穩(wěn)定、 控制等效果 ,整個軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(diǎn)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?yàn)闊艄茉诓煌l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(yàn)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 ,所以過程控制和電路設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)頻閃儀的頻閃及自動頻率跟蹤功能。

便攜式頻閃儀的操作指南：

1、信號：內(nèi)觸發(fā)、旋鈕調(diào)節(jié)、外部信號觸發(fā)三種工作模式的切換鍵。此鍵每按一次，交替切換工作模式，顯示面板上相應(yīng)的INT（內(nèi)觸發(fā)）、EX（旋鈕調(diào)節(jié)）、EX和rpm（外部信號觸發(fā)）指示燈也跟著交替切換。
內(nèi)觸發(fā)（INT）：由“+”、“-”鍵調(diào)節(jié)內(nèi)觸發(fā)頻率，“×2”鍵對內(nèi)觸發(fā)頻率兩倍頻，“÷2”鍵對內(nèi)觸發(fā)頻率減半，INT指示燈亮；
旋鈕調(diào)節(jié)（EX）：用電位器調(diào)節(jié)并提供頻率觸發(fā)信號，其他鍵無效，EX指示燈亮；
外部信號觸發(fā)（EX/rpm）：外部傳感器提供同步信號，EX和rpm指示燈亮。 
2、模式：開機(jī)時連續(xù)按此鍵2秒鐘后松開便進(jìn)入單次工作時間設(shè)定模式，按“+”、“-”鍵調(diào)整到所需值，再次按此鍵設(shè)定完畢。
3、×2：內(nèi)觸發(fā)（INT）頻率倍頻鍵。每按此鍵一次，觸發(fā)頻率加倍，相應(yīng)地顯示加倍后的頻率值。內(nèi)觸發(fā)方式時有效。
4、÷2：內(nèi)觸發(fā)（INT）頻率減半鍵。每按此鍵一次，觸發(fā)頻率減半，相應(yīng)地顯示減半后的頻率值。內(nèi)觸發(fā)方式時有效

便攜式頻閃儀的內(nèi)觸發(fā)（INT）方式：

1）先估測運(yùn)動圖案的頻率：設(shè)薄膜的運(yùn)動速度為V（米/分鐘），每幅圖案的長度為L（米），則可以計(jì)算出圖案的運(yùn)動頻率為F=V/L（幅/分鐘），此頻率為后面的操作提供一個大致的估計(jì)值。
2）根據(jù)當(dāng)前的閃光頻率與估測出的圖案的運(yùn)動頻率值，用數(shù)據(jù)“+”、“-”鍵或用旋鈕調(diào)節(jié)頻閃儀的閃光頻率，使得閃光與運(yùn)動圖案同步。頻率同步后，可以按“×2”鍵或“÷”鍵進(jìn)行觀測。
3）在觀測過程當(dāng)中，便攜式頻閃儀進(jìn)入停閃狀態(tài)時，若要繼續(xù)觀測，可按任意鍵進(jìn)入閃光狀態(tài)；若已觀測完畢，可關(guān)斷電源。

便攜式頻閃儀的外觸發(fā)（EX）方式：

1）利用光電傳感器檢測運(yùn)動圖案標(biāo)志，采集同步信號，使頻閃儀工作。
2）頻閃儀進(jìn)入停閃狀態(tài)時的處理方法與內(nèi)觸發(fā)（INT）方式一樣