一种基于CCD技术的钢管长度测量系统设计

　　钢管精整生产线中有一道工序，要对每根钢管的长度进行。目前在用的钢管自动测长系统基本可以分为两种：一种是使用推钢装置将到位静止的钢管前推一定的距离，通过与推钢装置同步旋转的编码器和按顺序安装的来计算钢管长度；另一种是采用在线测长，即通过旋转辊道带动钢管轴向平移，利用压在钢管上的摩擦轮的运动带动脉冲编码器，并结合来计算钢管长度。

　　本研究分析了在线测长的原理和物理实现，以FPGA作为中央处理器，实现系统的高集成度；采用线阵器件TCDl206SUP作为，实现对钢管长度高精度的，并通过RS-485通信实现测量结果的传输，增强了系统的远程控制性能和资源共享。

　　1 系统的测量原理

　　在衡钢初轧厂被测对象为130×130连轧坯，这种坯的总长在30～40 m之间，温度在1 000℃左右。要求实时测量出总长，再用计算机实时对此进行最佳配尺并指导剪切。此外，还要求记录剪切后的段长结果。针对上述要求，本文采用图l所示的测量方案。

　　图中：K1和K2是两组光电开关，l用来测量钢坯的总长，2用来测量钢坯的段长，当钢坯切头后碰到光电开关Kl时，用CCDl相机测出钢坯的尾部长度为X0。假设Kl到CCDl像机测量视场的左边缘为L0，则总长为Ln+X0。测出总长后，经过计算机配尺后，由CCD2控制剪切长度，通过CCD2测出段长，当钢坯的头部碰上K2时，CCD2开始测量。假设CCD2测出的长度为X1，K2和剪口之间的距离为L1，则段长即为L1+X1，段长是在线实时测量、实时显示的。测量X0，X1的过程是这样的：由于测量对象为热轧钢坯，温度在l 000℃左右，本身就是一个发光体。因此测量对象无需外用光源照明，光电开关采用主动式工作，当钢坯运行挡住光电开关发射的信号，光电开关信号就通过测量控制板产生外部中断信号，向计算机申请外部中断，控制CCD摄像机进行数据采集，对采集结果进行滤波后，进行二值化处理，并进行一系列的标定、处理，即可得到被测钢坯的长度。