確定環(huán)形光源(yuán)的(dí)尺(chǐ)寸(核(hé)心(xīn)是內徑,外(wài)徑,厚度(dù)),核心(xīn)原則(zé)是 “適配(pèi)設(shè)備(bèi)安裝空(kōng)間(jiān) + 覆(fù)蓋檢(jiǎn)測(cè)視場 + 避免(miǎn)與(yǔ)鏡頭 / 目標(biāo)幹涉",需結合 “檢測目標尺(chǐ)寸(cùn),鏡頭參數,安裝(zhuāng)環境" 三(sān)大關(guān)鍵因素(sù)逐步推(tuī)導,以下是具體(tǐ)方法和(hé)步驟,附實操(cāo)案(àn)例和(hé)參數(shù)換算邏(luó)輯(jí):
環形光源(yuán)的(dí)尺(chǐ)寸參數(shù)直(zhí)接(jiē)影(yǐng)響安裝兼容(róng)性和照明(míng)覆(fù)蓋範圍(wéi),需先(xiān)厘(lí)清(qīng)定(dìng)義:
內(nèi)徑的核心(xīn)要求是 “鏡(jìng)頭能(néng)順(shùn)利穿過光源(yuán),且(qiě)光(guāng)源(yuán)內(nèi)圈不進(jìn)入相機視(shì)場",需結(jié)合(hé)鏡頭參數(shù)和(hé)安裝方式(shì)推導:
鏡頭前端(duān)直徑(jìng)(Dₗ):鏡頭最(zuì)前端(靠(kào)近(jìn)光(guāng)源(yuán)一側(cè))的(dí)物(wù)理直徑(jìng)(可(kě)查鏡(jìng)頭(tóu)規格(gé)書或實測);
鏡頭(tóu)工作距(jù)離(lí)(WD):鏡頭(tóu)前端(duān)到檢(jiǎn)測(cè)目(mù)標(biāo)表(biǎo)麵的距離(已在視(shì)覺係統選型(xíng)時確定);
相(xiāng)機(jī)視場角(FOV):相(xiāng)機能(néng)拍攝(shè)到的目標範圍(可(kě)通過 “目(mù)標尺寸" 反(fǎn)推,公(gōng)式(shì):FOV = 目(mù)標尺(chǐ)寸(cùn) × 1.2,預留 20% 冗餘(yú))。
內(nèi)徑需(xū)滿(mǎn)足兩個(gè)條(tiáo)件:
① 內徑 ≥ 鏡頭(tóu)前端直徑 + 2× 安全間隙(xì)(建議 5-10mm,避免(miǎn)鏡(jìng)頭(tóu)與光源(yuán)物理(lǐ)碰撞);
② 內(nèi)徑(jìng)對應的 “光(guāng)源內(nèi)圈在(zài)目標表(biǎo)麵的投(tóu)影" 不遮擋(dǎng)視(shì)場(即光源內圈投影直徑(jìng) < 視場(cháng)直(zhí)徑(jìng))。
條(tiáo)件①(物(wù)理(lǐ)不(bù)幹(gān)涉(shè)):D₁ ≥ Dₗ + 2×S(S=5~10mm,空間(jiān)緊(jǐn)張時取 5mm,常規取 8mm);
條(tiáo)件②(視場不(bù)遮(zhē)擋):D₁ <FOV×(WD + Hₛ)/WD(Hₛ為(wéi)光源厚(hòu)度,若光(guāng)源(yuán)厚度(dù)較(jiào)小,可(kě)近(jìn)似為 D₁ < 1.1×FOV,簡化計算)。
假(jiǎ)設:鏡(jìng)頭前端直徑(jìng) Dₗ=25mm,工作(zuò)距(jù)離(lí) WD=100mm,檢測目標(biāo)尺寸(zui大(dà)徑)=50mm,光(guāng)源厚(hòu)度(dù) Hₛ=15mm;
di一步:計算視場 FOV=50mm×1.2=60mm(預留(liú) 20% 冗(rǒng)餘);
第二(èr)步:滿足(zú)條件①:D₁ ≥25 + 2×8=41mm;
第三步(bù):滿足(zú)條(tiáo)件②:D₁ <60×(100+15)/100=69mm;
結論(lùn):內(nèi)徑(jìng)需(xū)在 41mm~69mm 之(zhī)間(jiān)選擇(zé),優(yōu)先(xiān)選(xuǎn)標(biāo)準規格(如(rú) 45mm,50mm,60mm,避免(miǎn)定製增加(jiā)成本(běn))。
外徑(jìng)的(dí)核(hé)心要求(qiú)是(shì) “光(guāng)源能順(shùn)利安裝(zhuāng)在設備中,不與周邊部件(夾具,傳送帶(dài),其他傳感(gǎn)器)幹涉",需(xū)結合實際(jì)安裝環(huán)境推(tuī)導:
安裝區(qū)域的(dí)zui大(dà)允許直徑(jìng)(Dₘₐₓ):設(shè)備(bèi)預留的光源安裝位置(zhì)的zui大空(kōng)間(jiān)(實(shí)測或查設備(bèi)圖紙(zhǐ));
光源散(sàn)熱需求(qiú):高亮(liàng)度(dù)光源(≥10000cd/m²)需預留散熱空(kōng)間(建(jiàn)議外(wài)徑與安裝區(qū)域的(dí)間(jiān)隙≥10mm,避免散(sàn)熱不(bù)良(liáng))。
基(jī)礎要(yào)求:外(wài)徑 D₂ ≤ Dₘₐₓ - 2× 散熱(rè)間隙(常(cháng)規 5-10mm,高亮(liàng)度(dù)光源取(qǔ) 10mm);
關(guān)聯(lián)內(nèi)徑:外徑(jìng)需(xū)與(yǔ)內(nèi)徑匹(pǐ)配(標(biāo)準光(guāng)源的內徑與外(wài)徑(jìng)有(yǒu)固定(dìng)比(bǐ)例,如(rú)內徑 50mm 的(dí)光源(yuán),外徑(jìng)常(cháng)見(jiàn) 70mm,80mm,需(xū)查品牌(pái)規格書(shū));
注意:若安(ān)裝空(kōng)間(jiān)狹小,可選(xuǎn)擇 “超薄(báo)窄邊(biān)" 設計的光源(外(wài)徑比(bǐ)內(nèi)徑(jìng)大 10-20mm),或(huò)定(dìng)製小(xiǎo)型化光(guāng)源(yuán)。
延續(xù)上(shàng)述案例,安(ān)裝(zhuāng)區域(yù)zui大(dà)允許直徑(jìng) Dₘₐₓ=100mm,光源(yuán)亮(liàng)度為 12000cd/m²(高亮度);
厚(hòu)度(dù)的(dí)核(hé)心(xīn)要求是 “不(bù)影(yǐng)響鏡頭工作距離,且能(néng)適配安(ān)裝空(kōng)間的軸向高(gāo)度",需結合(hé)工(gōng)作(zuò)距(jù)離(lí)和(hé)照(zhào)明效果(guǒ)推導(dǎo):
軸向(xiàng)zui大允許(xǔ)厚度(dù)(Hₘₐₓ):光源(yuán)安裝(zhuāng)位置的軸向(鏡(jìng)頭與(yǔ)目標(biāo)的(dí)連綫方(fāng)向)zui大空(kōng)間(實(shí)測(cè)或查設(shè)備圖(tú)紙);
照(zhào)明(míng)距(jù)離(lí)(WD):鏡頭(tóu)前端(duān)到(dào)目(mù)標(biāo)的距(jù)離(lí)(需確保(bǎo)光(guāng)源厚度(dù)不導(dǎo)致(zhì) “光源發光麵到目(mù)標(biāo)的距離過近(jìn) / 過遠(yuǎn)")。
延續上述案例,軸(zhóu)向zui大(dà)允許(xǔ)厚度 Hₘₐₓ=30mm,工作(zuò)距離(lí) WD=100mm,選擇(zé)低角度(dù)光(guāng)源(用(yòng)於(yú)金屬劃痕(hén)檢測(cè));
安(ān)裝(zhuāng)間(jiān)隙(xì)取(qǔ) 5mm,因(yīn)此(cǐ) H ≤30 - 2×5=20mm;
低角(jiǎo)度光(guāng)源(yuán)需(xū)合理(lǐ)布局(jú)燈(dēng)珠,選擇厚度 15mm 的標準(zhǔn)款(kuǎn)(滿(mǎn)足(zú) H≤20mm,且(qiě)發光(guāng)麵到目標(biāo)的距離 WD'=100-15=85mm,照(zhào)明角度穩定(dìng))。
目標尺(chǐ)寸(cùn)小(xiǎo)(≤10mm):選擇(zé)小內(nèi)徑光源(D₁=10-30mm),確保照明(míng)集中(zhōng)在微(wēi)小視(shì)場(cháng)內,提升均(jūn)匀(yún)性(xìng);
鏡頭(tóu)為(wéi)顯微鏡頭(tóu)(前(qián)端直徑(jìng)小(xiǎo),如(rú) 15mm):內徑可縮(suō)小(xiǎo)至 20mm 左右,配(pèi)合安(ān)全間隙(xì) 5mm,滿(mǎn)足 D₁≥15+2×5=25mm(優先選 25mm 標準內(nèi)徑)。
視(shì)場大(dà)(FOV≥500mm):選擇大內徑(jìng)光源(yuán)(D₁≥300mm),或(huò)采(cǎi)用多組環形(xíng)光源(yuán)拼(pīn)接(避免(miǎn)單(dān)光(guāng)源覆蓋(gài)不(bù)足(zú));
安裝(zhuāng)空間(jiān)充足(zú):外徑(jìng)可適當增大(D₂=D₁+50-80mm),增(zēng)加燈珠數量和(hé)散熱麵積,提升均匀(yún)性和(hé)亮度(dù)。
同(tóng)軸(zhóu)光源內(nèi)置半(bàn)透半(bàn)反(fǎn)鏡,厚度(dù)通常比普(pǔ)通環形(xíng)光(guāng)源大(20-40mm),需預留更(gēng)多軸(zhóu)向空(kōng)間;
內徑需(xū)匹配同軸鏡頭(tóu)的(dí)通光口(kǒu)徑(通(tōng)常(cháng) D₁≥鏡頭(tóu)通光口(kǒu)徑(jìng) + 10mm,避免遮擋光綫(xiàn)反射(shè))。