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【干貨】什么是單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)?優(yōu)勢(shì)及案例分享

2021-03-29 08:24:44

什么是單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)?

單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量法是工業(yè)內(nèi)窺鏡的一種先進(jìn)的缺陷測(cè)量技術(shù),用于發(fā)現(xiàn)缺陷后對(duì)缺陷尺寸進(jìn)行測(cè)量。區(qū)別于傳統(tǒng)雙物鏡測(cè)量技術(shù),相位掃描三維立體測(cè)量法是基于結(jié)構(gòu)光(光柵)的三維成像技術(shù),需要通過(guò)鏡頭上的兩個(gè)光柵出口主動(dòng)投射結(jié)構(gòu)光到被測(cè)對(duì)象上,通過(guò)結(jié)構(gòu)光的變形(或者飛行時(shí)間等),得到含有相關(guān)相位的條紋圖像,對(duì)條紋圖像進(jìn)行相位分析,從而確定被測(cè)對(duì)象的尺寸參數(shù)。是一種基于光學(xué)計(jì)量的相位轉(zhuǎn)移原理的主動(dòng)三維測(cè)量技術(shù),是RVI領(lǐng)域突破性的進(jìn)展。

相位掃描三維立體測(cè)量的概念

其實(shí)現(xiàn)原理可以參考下圖:工業(yè)內(nèi)窺鏡通過(guò)處理部件產(chǎn)生正弦條紋,將該正弦條紋通過(guò)投影設(shè)備投影至被檢對(duì)象,利用CCD拍攝條紋受物體調(diào)制的彎曲程度(變形條紋圖),利用傅里葉變換等方法解調(diào)該彎曲條紋得到相位,再將相位轉(zhuǎn)化為全場(chǎng)的高度。在光柵掃描整個(gè)被檢對(duì)象的同時(shí),工業(yè)內(nèi)窺鏡對(duì)缺陷進(jìn)行三維重構(gòu),得到被檢測(cè)對(duì)象的3D立體模型,所以該方法對(duì)缺陷的重建更加精確可靠。

相位掃描三維立體測(cè)量的原理

單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)

- 缺陷尋找與判定:一個(gè)鏡頭滿足全部需求(觀察、測(cè)量功能間轉(zhuǎn)換不需要更換鏡頭);

- 全屏圖像:相同視角,更廣觀察范圍;

- 操作更便捷:無(wú)需陰影線選擇或立體點(diǎn)匹配,無(wú)需進(jìn)行激光點(diǎn)選擇;

- 更多測(cè)量信息:3D表面建模,創(chuàng)建深度剖面;

- 觀看更清晰:可顯示更加放大的缺陷圖;

- 更高的精確度:3D立體模型,多角度旋轉(zhuǎn)查看更準(zhǔn)確,特別是在深度測(cè)量方面。

相位掃描三維立體測(cè)量的優(yōu)勢(shì)

單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用案例

韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡MViQ搭載該項(xiàng)先進(jìn)的測(cè)量技術(shù),廣泛用于航空航天的細(xì)小缺陷的檢測(cè)分析,以及逆向場(chǎng)景重建等要求更為精確的應(yīng)用中,不僅適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)或更小空間的檢測(cè)應(yīng)用,亦可用于更大空間檢測(cè)和更大結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)。以下為您分享兩個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片缺陷測(cè)量的具體案例。

案例分享一:

航發(fā)葉片需要根據(jù)缺陷寬度來(lái)判斷維修方案,傳統(tǒng)的雙物鏡測(cè)量,雖然同樣能夠提供三維模擬圖像,因其無(wú)法在空間真正做到三維坐標(biāo)模擬,所以多數(shù)情況會(huì)獲得左圖的情況,導(dǎo)致誤判。而韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡MViQ的相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)能夠在空間建立參考坐標(biāo)與平面,得到正確的缺陷數(shù)據(jù)(右圖)。

相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用案例:使用參考平面更精準(zhǔn)

案例分享二:

工程師對(duì)航發(fā)的可運(yùn)行周期需要精確的缺陷數(shù)據(jù)做預(yù)測(cè),葉片缺角是航發(fā)的常見(jiàn)問(wèn)題,左圖是基于傳統(tǒng)測(cè)量模擬的常見(jiàn)錯(cuò)誤示例,由于無(wú)法在空間中建立基準(zhǔn)坐標(biāo),所以無(wú)法真正還原缺損面,韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡的相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)可以在在三維空間中建立測(cè)量平面,重構(gòu)缺損角,獲取真實(shí)缺陷數(shù)據(jù)(右圖)。

相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用案例:葉片缺角測(cè)量

值得注意的是,目前有一些品牌也推出了類似的三維立體測(cè)量法,同時(shí)衍生出了許多營(yíng)銷用詞,但是這些技術(shù)大部分都屬于被動(dòng)三維測(cè)量技術(shù),不存在任何“主動(dòng)”掃描過(guò)程,與韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡的單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)是不同的,也不具有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì),因此在了解的時(shí)候一定要仔細(xì)辨析。關(guān)于該測(cè)量技術(shù)的更多內(nèi)容,請(qǐng)持續(xù)關(guān)注北京韋林意威特工業(yè)內(nèi)窺鏡有限公司的官網(wǎng)。


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