星空女人频道: 双轴测径仪的工作原理是什么？

2025年9月16日星期二

关键字：双轴测径仪，CCD测径仪，椭圆度检测，智能测径仪，

双轴测径仪的工作原理核心是 "光学投影 + 光电转换 + 数据计算"，通过两组垂直分布的测头（通常为水平轴与垂直轴），同时捕捉材料两个正交方向的外径信息，最终计算出直径与椭圆度。其整体工作流程可拆解为 "信号采集→信号处理→数据输出" 三大环节，具体原理如下：

一、核心硬件基础：两组垂直分布的 "光学测头"

双轴测径仪的核心部件是两组结构相同、安装方向垂直的测头（一组沿水平方向，一组沿垂直方向），每组测头均包含 "光源模块""光学成像模块" 和 "光电接收模块"，三者协同实现 "将材料的物理尺寸转化为光学信号"。

常见的测头技术方案有两种，原理略有差异，但最终目标一致：

激光扫描式测头：光源为高稳定性激光（如半导体激光），通过高速旋转的棱镜或振镜将激光 "拉成" 一条平行的激光束；

CCD 摄像式测头：光源为平行白光（如LED平行光源），搭配高分辨率 CCD 图像传感器，直接拍摄材料的投影图像。

二、核心工作流程：从 "光信号" 到 "尺寸数据"

以应用更广泛的激光扫描式双轴测径仪为例，完整工作流程如下：

1. 第一步：材料遮挡，形成 "光信号缺口"

当被测材料（如热态圆钢、钢管）沿生产线匀速通过测径仪中心时，会同时遮挡水平、垂直两组测头的激光束：

水平测头：激光束沿水平方向照射，材料会挡住一部分激光，形成一个 "水平方向的遮光区域"（即光信号的缺口）；

垂直测头：激光束沿垂直方向照射，同理形成 "垂直方向的遮光区域"。

关键逻辑：遮光区域的宽度，与材料在该方向的外径尺寸直接对应（激光束平行度极高，可忽略误差）。

2. 第二步：光电转换，将 "光信号" 转为 "电信号"

两组测头的 "光电接收模块"（如光电二极管阵列、CCD 传感器）会实时接收未被遮挡的激光：

未被遮挡的激光照射到接收模块上，产生高电平电信号；

被材料遮挡的区域，接收模块无激光照射，产生低电平电信号；

最终，两组测头分别输出一个 "高低电平交替的电信号波形"—— 波形中 "低电平段的宽度"，即对应材料在水平 / 垂直方向的 "遮光宽度"。

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