頻閃觀測儀工作原理及其在行業(yè)應用

頻閃儀工作原理及其在行業(yè)應用

當照明光源的閃光頻率與運動物體的運動頻率同步時，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這一原理研制而成的。該儀器采用高性能的單片機為處理單元，數碼管顯示每分鐘的閃光次數，具有內觸發(fā)（INT）按鍵調節(jié)（頻率加減、兩倍頻、半倍頻）、外觸發(fā)（EX）旋鈕調節(jié)、外接同步信號（EX）等工作模式。

主要應用于印刷機、檢品機等設備的配套。

在現代工業(yè)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(xù)大批量生產、 對外觀質量的要求非常高 ,通常這種高度重復性的工作只能靠人工檢測來完成。生產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動 ,人眼無法連續(xù)穩(wěn)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(fā)出短暫又頻密的閃光,當調節(jié)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面質量與運行狀況 ,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(fā)展,越來越多的行業(yè)開始使用頻閃儀來幫助解決產品質量檢驗問題。

頻閃儀構成和工作原理

頻閃燈的工作原理是根據設定的頻率或根據外觸發(fā)頻率來控制閃光燈的閃爍頻率 ,作為一個完整的系統(tǒng)包括人機顯示界面、 調節(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)設計中 ,采用 LED數碼管作為人機顯示界面。LED顯示具有高亮、 長壽命、 控制方便等特點 ,只要保證驅動電路的可靠性 ,就可以保證人機界面的工作的穩(wěn)定性。參數設定或功能選擇方面 ,采用高可靠性的奧姆龍輕觸按鍵和具有快速調節(jié)功能的旋轉編碼器作為數據輸入組件 ,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 ,在這里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(wěn)定、 控制等效果 ,整個軟件系統(tǒng)的設計就顯得很重要。另外 ,在頻閃燈控制系統(tǒng)中還存在一個核心和難點的技術 ,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 ,所以難以控制。當頻閃燈作為光源用于印刷質量檢驗時 ,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(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計就顯得更為重要。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 ,實現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：內觸發(fā)、旋鈕調節(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，顯示面板上相應的INT（內觸發(fā)）、EX（旋鈕調節(jié)）、EX和rpm（外部信號觸發(fā)）指示燈也跟著交替切換。
內觸發(fā)（INT）：由“+”、“-”鍵調節(jié)內觸發(fā)頻率，“×2”鍵對內觸發(fā)頻率兩倍頻，“÷2”鍵對內觸發(fā)頻率減半，INT指示燈亮；
旋鈕調節(jié)（EX）：用電位器調節(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：開機時連續(xù)按此鍵2秒鐘后松開便進入單次工作時間設定模式，按“+”、“-”鍵調整到所需值，再次按此鍵設定完畢。
3、×2：內觸發(fā)（INT）頻率倍頻鍵。每按此鍵一次，觸發(fā)頻率加倍，相應地顯示加倍后的頻率值。內觸發(fā)方式時有效。
4、÷2：內觸發(fā)（INT）頻率減半鍵。每按此鍵一次，觸發(fā)頻率減半，相應地顯示減半后的頻率值。內觸發(fā)方式時有效

便攜式頻閃儀的內觸發(fā)（INT）方式：

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

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動圖案標志，采集同步信號，使頻閃儀工作。
2）頻閃儀進入停閃狀態(tài)時的處理方法與內觸發(fā)（INT）方式一樣