頻閃儀的原理、特點、應用和操作方法

頻閃儀的原理、特點、應用領域和頻閃儀操作方法

頻(pin)閃(shan)儀(yi)是(shi)指(zhi)控(kong)製(zhi)光(guang)源(yuan)發(fa)光(guang)，以(yi)特(te)定(ding)頻(pin)率(lv)快(kuai)速(su)閃(shan)動(dong)的(de)光(guang)學(xue)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)。頻(pin)閃(shan)儀(yi)可(ke)以(yi)發(fa)出(chu)短(duan)暫(zan)又(you)頻(pin)密(mi)的(de)閃(shan)光(guang)，當(dang)閃(shan)光(guang)頻(pin)率(lv)與(yu)被(bei)測(ce)物(wu)體(ti)的(de)轉(zhuan)動(dong)或(huo)運(yun)動(dong)速(su)度(du)接(jie)近(jin)或(huo)同(tong)步(bu)時(shi)，利(li)用(yong)眼(yan)睛(jing)的(de)視(shi)覺(jiao)暫(zan)留(liu)或(huo)視(shi)頻(pin)同(tong)步(bu)

，能(neng)輕(qing)易(yi)觀(guan)測(ce)到(dao)高(gao)速(su)運(yun)動(dong)物(wu)體(ti)的(de)表(biao)麵(mian)質(zhi)量(liang)或(huo)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)。

1945年
，德國德雷羅（DRELLO）公司成功開發
、製造出上**台(tai)應(ying)用(yong)在(zai)紡(fang)織(zhi)機(ji)上(shang)的(de)頻(pin)閃(shan)檢(jian)測(ce)儀(yi)，從(cong)此(ci)頻(pin)閃(shan)儀(yi)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)各(ge)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)。頻(pin)閃(shan)儀(yi)是(shi)每(mei)隔(ge)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)發(fa)出(chu)一(yi)次(ci)閃(shan)光(guang)，利(li)用(yong)人(ren)眼(yan)睛(jing)的(de)視(shi)覺(jiao)暫(zan)留(liu)，使(shi)動(dong)態(tai)的(de)物(wu)體(ti)靜(jing)止(zhi)化(hua)。視(shi)覺(jiao)是(shi)靠(kao)眼(yan)睛(jing)的(de)晶(jing)狀(zhuang)體(ti)成(cheng)像(xiang)，頻(pin)閃(shan)儀(yi)的(de)視(shi)覺(jiao)暫(zan)留(liu)現(xian)象(xiang)首(shou)先(xian)被(bei)中(zhong)國(guo)人(ren)發(fa)現(xian)，走(zou)馬(ma)燈(deng)便(bian)是(shi)據(ju)曆(li)史(shi)記(ji)載(zai)中(zhong)*早的視覺暫留運用。宋時已有走馬燈，當時稱"馬騎燈"。隨後法國人保羅 羅蓋在1828年nian發fa明ming了le留liu影ying盤pan，它ta是shi一yi個ge被bei繩sheng子zi在zai兩liang麵mian穿chuan過guo的de圓yuan盤pan。盤pan的de一yi個ge麵mian畫hua了le一yi隻zhi鳥niao，另ling一yi麵mian畫hua了le一yi個ge空kong籠long子zi。當dang圓yuan盤pan旋xuan轉zhuan時shi
，鳥niao在zai籠long子zi裏li出chu現xian了le。這zhe證zheng明ming了le當dang眼yan睛jing看kan到dao一yi係xi列lie圖tu像xiang時shi，頻pin閃shan儀yi閃shan一yi次ci保bao留liu一yi個ge圖tu像xiang。 20世紀60年代後
，頻閃儀做為一種在線檢測工具，開始在造紙
，印刷及鋼鐵行業得到迅速普及。

頻閃儀的原理

在係統設計中 ,采用 LED數碼管作為人機顯示界麵。LED顯示具有高亮
、長壽命
、 控製方便等特點 ,隻要保證驅動電路的可靠性 ,就可以保證人機界麵的長期工作的穩定性。參數設定或功能選擇方麵 ,采用高可靠性的歐姆龍輕觸按鍵和具有快速調節功能的旋轉編碼器作為數據輸入元件 ,配以合理的軟件來提高參數設定的速度和方便性。作為一個使用比較方便的產品 ,必須具有參數保存的功能 ,在這裏采用了非易失性存儲器 ,存放頻率
、 工作模式等參數。為了達到使用方便、 性能穩定、 控製**等效果 ,整個軟件係統的設計就顯得很重要。 

另外 ,在便攜式頻閃燈控製係統中還存在一個核心和難點的技術 ,就是要保證閃光燈的供電電壓穩定。隻有保證電壓的穩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漏閃現象。因為燈管在不同頻段閃爍的時候消耗的功率是不定的 ,所以難以控製。當頻閃燈作為光源用於印刷質量檢驗時 ,對頻閃燈的性能又提出了一個更高的要求。頻閃燈在收到觸發信號後至燈管閃爍的時間必須一致 ,所以程序控製和電路設計就顯得更為重要。

頻閃儀的特點

1. 內觸發/外觸發選擇快速轉換；兩倍頻、半倍頻快速調頻功能； 

2. 外觸發工作方式時(利用光電信號)

，能夠實現圖案的自動跟蹤功能； 　　

3. 內置存儲器，具有閃光頻率和內部參數自動記憶功能,為下次使用提供方便；

4. 采用進口編碼器，配合精簡的操作軟件，旋鈕調節更加快速
、實用，使用時方便自如,得心應手； 　　

5. 軟件具有頻閃相位角調節功能

； 　　

6. 自動停閃等功能，節省用電，同時提高頻閃燈的使用壽命
； 　　

7. 采用德國進口頻閃燈管，內置高性能開關電源模塊，提高閃光亮度及工作可靠性

； 　　

8. 性能進一頻穩定，使用時間長，故障非常少。

頻閃儀的功能簡介

1。頻閃儀(俗稱手提式或帶線頻閃儀)主要特點是便攜手提式，小巧輕便；使用時需要接入交流電源有AC220V和AC110V兩(liang)種(zhong)電(dian)源(yuan)類(lei)型(xing)。該(gai)係(xi)列(lie)儀(yi)器(qi)采(cai)用(yong)高(gao)性(xing)能(neng)單(dan)片(pian)機(ji)作(zuo)為(wei)核(he)心(xin)處(chu)理(li)單(dan)元(yuan)，專(zhuan)用(yong)顯(xian)示(shi)芯(xin)片(pian)驅(qu)動(dong)數(shu)碼(ma)管(guan)
，配(pei)置(zhi)實(shi)時(shi)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)。數(shu)碼(ma)管(guan)實(shi)時(shi)地(di)顯(xian)示(shi)每(mei)分(fen)鍾(zhong)的(de)閃(shan)光(guang)次(ci)數(shu)及(ji)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。能(neng)夠(gou)很(hen)直(zhi)觀(guan)、整幅地觀看被照射的高速運動物體表麵圖案，不會造成任何色彩失真。目前本公司頻閃儀產品種類齊全，質量優異，服務周到，國內*佳。 　　

2. 本儀器主要適用於印刷行業：印刷機
、檢品機、分切機、複卷機及需要測速計數、測頻率的場合，也可以利用它進行各類轉子、齒輪齧合、機器振動診斷、紡織製造等高速運動物體表麵缺損及運行軌跡的監控。目前廣泛應用於印刷、造紙
、紡織
、醫藥、輕工、機械加工等行業。 

3. 儀器在小型檢品機和盤卷機上
，亦可以固定在機器上
，采用外觸發自動跟蹤方式，達到非常滿意的自動閃光檢測效果。

頻閃儀/頻閃轉速表的設計原理

大家知道，運動的圖像

，速度較低時，眼睛直接看
，還可看得清
，但眼睛容易疲勞；速su度du較jiao快kuai時shi，眼yan睛jing根gen本ben看kan不bu清qing。閃shan光guang定ding像xiang利li用yong同tong步bu閃shan光guang技ji術shu與yu人ren眼yan視shi覺jiao暫zan留liu功gong能neng
，使shi人ren眼yan能neng看kan得de清qing運yun動dong的de具ju有you一yi定ding周zhou期qi的de圖tu像xiang。具ju體ti的de方fang法fa是shi當dang圖tu像xiang以yi較jiao低di的de速su度du運yun動dong到dao某mou一yi位wei置zhi時shi閃shan光guang燈deng發fa出chu閃shan光guang
，加jia深shen這zhe一yi幅fu圖tu像xiang對dui眼yan睛jing的de刺ci激ji，圖tu像xiang每mei運yun動dong到dao這zhe一yi位wei置zhi時shi，閃shan光guang燈deng就jiu發fa出chu閃shan光guang，這zhe樣yang眼yan睛jing就jiu會hui看kan清qing這zhe一yi幅fu圖tu像xiang
，而er忽hu略lve其qi它ta圖tu像xiang。頻pin閃shan儀yi就jiu是shi根gen據ju這zhe一yi原yuan理li設she計ji的de。

頻pin閃shan儀yi也ye叫jiao頻pin閃shan靜jing像xiang儀yi
，頻pin閃shan儀yi本ben身shen可ke以yi發fa出chu短duan暫zan又you頻pin密mi的de閃shan光guang。當dang我wo們men調tiao節jie頻pin閃shan儀yi的de閃shan動dong頻pin率lv，使shi其qi與yu被bei測ce物wu的de運yun動dong速su度du接jie近jin或huo同tong步bu時shi，被bei測ce物wu雖sui然ran在zai高gao速su運yun動dong著zhe
，但dan看kan上shang去qu卻que是shi緩huan慢man運yun動dong或huo相xiang對dui靜jing止zhi的de，這zhe種zhong視shi覺jiao暫zan留liu現xian象xiang使shi人ren目mu測ce就jiu能neng輕qing易yi觀guan測ce到dao高gao速su運yun動dong物wu體ti的de表biao麵mian質zhi量liang與yu運yun行xing狀zhuang況kuang，而er頻pin閃shan儀yi的de閃shan速su即ji為wei被bei檢jian測ce物wu體ti之zhi轉zhuan速su。使shi用yong該gai頻pin閃shan儀yi很hen容rong易yi就jiu可ke觀guan測ce到dao高gao速su印yin刷shua機ji印yin圖tu案an，進jin而er控kong製zhi和he提ti高gao產chan品pin質zhi量liang。

頻閃儀的應用領域

現在

，頻閃儀已被廣泛應用於航天
、鋼鐵業、印刷包裝業、造紙業、船舶製造、汽車工業、輪胎檢測、電機測試、計量、產品研發等行業領域。具體應用於：對飛機引擎的運行、震動進行視覺監測；鋼材冷軋車間以及薄板鍍層車間，視覺監測產品表麵缺陷；螺旋槳
，渦輪機及推進係統中氣蝕現象的監測；紙製品表麵質量檢測和紙幅成形過程的檢測；印刷包裝生產過程質量檢查：如奶包生產的質量視覺檢查
；葉輪機的可視檢測；發動機研製過程中監測噴油性能
；尾氣處理裝置的震動頻率分析
；輪胎測試；攝像、高速成像以及視頻技術；監控電纜的標記和撚線機工作情況

；非接觸性轉速測量；飲料加工行業在線產品檢查

；帶光導體的頻閃檢測儀的顯微鏡和內窺鏡應用等。 　　

印刷機器視覺係統主要包括:頻閃照明光源
、CCD 照相機
、圖像處理單元(或圖像捕獲卡) 、圖像處理軟件
、監視器、通信/輸入輸出單元等。首先采用攝像機獲得被測目標的圖像信號,而采集信號必須由頻閃儀按CCD 采樣頻率頻閃照明、采樣(攝取高質量圖像),然後通過A/ D  

轉換變成數字信號傳送給專用的圖像處理係統,根據像素分布
、亮度和顏色等信息,進行各種運算來抽取目標的特征,然後再根據預設的判別準則輸出判斷結果,去控製驅動執行機構進行相應處理。該係統中,高質量的光源與照明方案往往是整個係統成敗的關鍵,起著非常重要的作用,它並不是簡單的照亮物體而已。光源與照明方案的配合應盡可能地突出物體特征量;在物體需要檢測的部分與那些不重要部份之間應盡可能地產生明顯的區別, 增加對比度;同時還應保證足夠的整體亮度;物體位置的變化不應該影響成像的質量。在機器視覺應用係統中,一般使用透射光和反射光。對於反射光情況應充分考慮光源和光學鏡頭的相對位置、物體表麵的紋理;物體的幾何形狀、背景等要素。光源的選擇必須符合所需的幾何形狀
、照明亮度、均勻度、發光的光譜特性等;同時還要考慮光源的發光效率和使用壽命。 　　

該係統通過攝像機在頻閃儀的配合使用下高品質攝取生產線上印刷品的圖像, 並把圖像顯示在顯示器上, 圖像刷新速度可調, 以便於檢測人員對印刷產品進行抽檢,通過對攝取的圖像的處理和分析, 可**檢測縱向和橫向套色偏差並采用全數字化交變頻伺服驅動器進行位置校正, 同時, 通過定量分析圖像的相關參數來檢測其他一些重要因素如各色油墨的質量、墨屑等。

檢驗問題

　在現代工業自動化生產中 ,涉及到各種各樣的檢查、測量和零件識別工作 ,其共同特點是連續大批量生產、 對外觀質量的要求非常高 ,通常這種高度重複性的工作隻能靠人工檢測來完成。生產線上的微小尺寸**快速測量

、 形狀匹配、 顏色辨識等 ,由於被觀測物體高速運動 ,人眼無法連續穩定地進行觀察和檢驗 ,易出差錯。頻閃儀觀測技術能較好地解決此難題。頻閃儀也叫頻閃靜像儀或轉速計 ,是能夠使作振動、 高速旋轉或周期運動構件變成“ 靜止不動 ” 構件的一種光學測量裝置。頻閃儀本身可以發出短暫又頻密的閃光,當調節頻閃燈的閃動頻率,使其與被測物的轉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,這種視覺暫留現象使人目測就能輕易觀測到高速運動物體的表麵質量與運行狀況 ,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在歐美已廣泛使用 ,隨著我國經濟的高速發展,越來越多的行業開始使用頻閃儀來幫助解決產品質量檢驗問題。

頻閃儀的具體操作方法

1） 先估測圖案的運動頻率。頻閃儀在測量直線工作的物體
，如印刷機及檢品機等的操作上
，並非是用來測量“印刷滾筒或馬達”的轉速
，而是希望獲得同步靜止畫麵，以監控其印刷品質.換言之,欲調整頻閃儀閃光速率時,應依據“每分鍾拉出多少張畫麵”的頻率來調整,而非依據“每分鍾拉出多少米”調整。在實務上我們以印刷機為例：

假設印刷機每分鍾印出 100Meters,且印出之圖麵長度為10cm,則該等機械每分鍾應是印出1000張圖麵.其計算方法如下:1 米 ÷ 10cm = 10 張……………表示每米包括 10 張圖麵。10 張 × 100 米（每分鍾）=1000 張……表示每分鍾印出 1000 張圖麵。

此時,如將頻閃儀的閃光速率調整到 1000FPM 後,即可輕易獲得清晰之同步靜止畫麵。因此,如果尋找直線運送中圖麵的同步靜止畫麵,應預先以上列的計算法,算出每分鍾印出多少張圖麵後,再來調整頻閃儀的閃光速率,將可較輕易獲得其同步靜止畫麵。同理,也可輕易地換算出該設備的產量。

2） 將頻閃儀的閃光源照射向被測物體。

3） 由高頻往低頻方向調整到估算頻率,再微調直到被測物體顯現出個清晰的同步靜止畫麵為止。在確認靜止畫麵時可借由該被測物體的外、輪廓
、標記等等,來確認是否與停止不動時的畫麵完全相同,也可以調整其兩倍的頻率
，來確認是否存在兩個重疊影像,從而確定其一倍頻率時的影像,是真實同步靜止畫麵,也是其真實的 RPM或 FPM。

4） 讀出數字幕上所顯示的數值,即是該被測物體之每分鍾的工作次數（或稱RPM;或稱 FPM）。以(yi)上(shang)步(bu)驟(zhou)適(shi)合(he)於(yu)機(ji)器(qi)速(su)度(du)比(bi)較(jiao)穩(wen)定(ding)的(de)場(chang)合(he)，因(yin)為(wei)此(ci)時(shi)被(bei)觀(guan)測(ce)對(dui)象(xiang)也(ye)是(shi)以(yi)一(yi)個(ge)穩(wen)定(ding)的(de)頻(pin)率(lv)出(chu)現(xian)
，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)比(bi)較(jiao)好(hao)的(de)觀(guan)測(ce)效(xiao)果(guo)。此(ci)外(wai)，當(dang)機(ji)器(qi)速(su)度(du)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)時(shi)
，被(bei)觀(guan)測(ce)對(dui)象(xiang)的(de)頻(pin)率(lv)也(ye)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)，此(ci)時(shi)以(yi)固(gu)定(ding)頻(pin)率(lv)閃(shan)光(guang)的(de)內(nei)部(bu)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)不(bu)能(neng)適(shi)應(ying)，此(ci)時(shi)應(ying)當(dang)采(cai)用(yong)外(wai)部(bu)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)。通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)同(tong)步(bu)頻(pin)閃(shan)儀(yi)外(wai)接(jie)傳(chuan)感(gan)器(qi)獲(huo)取(qu)外(wai)部(bu)圖(tu)像(xiang)的(de)信(xin)號(hao)
，來(lai)一(yi)個(ge)圖(tu)案(an)
，頻(pin)閃(shan)儀(yi)就(jiu)閃(shan)光(guang)一(yi)次(ci)，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)圖(tu)案(an)的(de)自(zi)動(dong)同(tong)步(bu)跟(gen)蹤(zong)。