基于霍尔效应和CCD对石英泡壳几何参数的测量研究

摘要

石英泡壳成形是金卤灯电弧管加工的首道工序,它的几何参数即泡壳壁厚和管脚长度的误差将直接影响金卤灯光效,在其成形生产过程中对质量控制有着严格的精度要求。由于泡壳的形状特殊,无法直接用机械量具测出其关键参数值,因此精确测量出其几何参数值来判断生产的泡壳是否合格以及是否需要对泡壳成形设备进行调整成为目前亟待解决的问题。
　　 本文针对上面所提出的问题,基于磁场的霍尔效应原理以及CCD图像采集系统设计出一套用于自动检测石英泡壳壁厚以及管脚长度的测量系统。在测量壁厚时,首先利用霍尔传感器,磁钢等制作一个霍尔探测头,同时在泡壳内部放置一颗磁性钢球,利用单片机、A／D转换器、放大器等组成的硬件电路对霍尔电压的变化进行采集,通过最小二乘法对获得的数据进行处理,实现电压与壁厚之间数学关系的转换,最后通过LCD液晶屏显示测得壁厚值；在测量泡壳管脚长度时,利用CCD数字相机进行泡壳图像采集,借助于matlab中强大的图像处理函数对图像进行中值滤波,二值化等处理,同时自动找出关键像素点坐标,完成管脚长度测量,最后把值显示在VB所编写的界面中,实现VB和matlab的混合编程。通过实验表明,本系统具有良好的精度,实现了对石英泡壳壁厚及管脚长度的测量要求,具有较高的实用价值。