摘要：外径测量仪是产线直径尺寸在线检测的精密仪器，发展至今，已有很多原理的测径仪问世并应用，本文主要介绍了7种原理的在线外径测量仪。

关键词：外径测量仪,激光测径仪,光电测径仪,机器视觉测径仪

1、前言

外径作为基础的几何尺寸，一直是截面为圆形的产品重点检测品质之一，因此在自动化产线广泛应用的现今，在线外径测量仪也成了不可或缺的检测设备。本文就简单的整理了7种不同检测原理的在线外径检测设备，以应对各种类型的产品检测。

2、测量原理分类

按大类分，外径测量仪主要由激光、光电、机器视觉三大原理，每种原理下又由不同的原理制成的测径仪。

2.1、激光测量原理

2.1.1、激光扫描原理

激光扫描测径仪系统采用激光器发出的光束通过多面体扫描转镜和扫描光学系统后，形成与光轴平行的连续高速扫描光束，对被置于测量区域的的工件进行高速扫描，并由放在工件对面的光电接收器接收，投射到光电光电接收器上的光线在光束扫描工件时被遮断，所以通过分析光电接受器输出的信号，可获得与工件直径有关系的数据。

2.1.2、激光衍射原理

利用衍射原理测量细线的直径，只适用于测小直径的细丝，而且越细越好，因为此技术是利用衍射原理，理论只有当波长与被测物相近或大于被测长物时衍射最明显。

2.1.3、大直径激光测径仪

采用进口二维激光测量传感器测量螺旋管的外径。二维激光测量传感器是可以同时测量两个方向尺寸的高精度传感器。传感器发出一束线性激光，当激光照射到物体时其漫反射光返回至传感器的接收系统。通过对返回光束的处理可以测量出X轴和Z轴的尺寸。根据两个传感器的间距和传感器Z轴方向的测量数据最小值计算螺旋管直径。

2.2、光电检测原理

2.2.1、平行光检测原理

发射镜头内置一个点光源，点光源发出的光通过透镜系统（即镜片组）后形成准直平行光视场。准直平行光直接射向接收镜头，经过接收镜头内的透镜系统后聚焦，通过位于焦点位置的光阑小孔后在CCD芯片上成像。当视场中通过被测物时，被测物遮挡的部位将在CCD上出现一个边界清晰的阴影。通过阴影可计算得到外径尺寸。

2.2.2、双测头原理

双测头原理可适用于大口径管材、棒材的检测，是以平行光检测原理为基础制造而成，被测钢管的规格较多且直径较大，为适应不同规格钢管的测量，测径仪采用间距可调式测头布置形式。如果规格少，最大与最小外径相差小，则采用固定间距双测头。

2套发射镜头分别发射出平行光射向2套接收镜头，通过接收镜头内的透镜使平行光束在光电转换元件上成像。当2束平行光内放入被测物时，在光电转换元件的像上就会出现虚拟的阴影。经过对光电转换元件发出的电信号的处理和计算可以得出阴影所对应的尺寸，该尺寸再加上两个镜头之间的净间距即可得出被测物的尺寸。

2.2.3、广角测量原理

采用广角测头测量，测头竖直布置，利用光电测头的CCD采集电路配合广角镜头构成的大视角光电测头。与广角测头配合使用的光源为LED条形光源，光源的长度根据测头的视野角度和距离确定。由于广角测头成像时存在成像大小随物距变化而变化的现象，所以利用广角测头测量需要进行物距修正。同样可定制成双广角测头用于大口径产品的检测。

2.3、机器视觉原理

在正交模型下，利用图像的像素比例进行尺寸测量的。检测的核心部件为工业相机，工控机，相机支架等，其中工控机是利用计算机来处理、分析和理解视觉信息的。

3、总结

以上即是常用的7种原理的在线测径仪，目前对大部分产品而言，常用的还是光电平行光测径仪与激光扫描测径仪，而光电型测径仪又因无高速旋转部件，使用寿命增长，并且更不易损坏。其实具体的测径仪完全可以根据具体生产需求进行定制。