一種多通道視頻同步采集方案

摘要：針對(duì)鍍鋅生產(chǎn)線帶鋼振動(dòng)檢測(cè)問(wèn)題，提出了一種通過(guò)多視頻探頭進(jìn)行多截面視頻同步采集的帶鋼整體振動(dòng)檢測(cè)方案。在每個(gè)測(cè)量截面處，利用激光垂直照射形成5個(gè)光斑，將攝像頭與帶鋼表面成45°角布置，直接拍攝光斑陣列，對(duì)視頻序列中的光斑位移進(jìn)行分析，即可計(jì)算出各個(gè)光斑處的帶鋼振動(dòng)。采集過(guò)程中，通過(guò)RS485總線發(fā)布同步信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多截面視頻采集的同步，且可保證近60m距離的同步可靠性。在同步報(bào)文中包含序列號(hào)，從而避免因以太網(wǎng)輸延遲造成多采集模塊數(shù)據(jù)匹配錯(cuò)誤。在某鍍鋅生產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明該方案可行。
關(guān)鍵詞：帶鋼振動(dòng)檢測(cè)；視頻采集；同步；串行通信

鍍鋅生產(chǎn)過(guò)程中的帶鋼振動(dòng)直接影響鋅層厚度及均勻性，既降低產(chǎn)品質(zhì)量，又導(dǎo)致鋅液過(guò)度消耗，增加生產(chǎn)成本。無(wú)論是通過(guò)尋找振源從根本上消除振動(dòng)，還是通過(guò)電磁鐵等進(jìn)行主動(dòng)減振，都離不開振動(dòng)的檢測(cè)。為了保護(hù)帶鋼表面，不能采用任何接觸式振動(dòng)檢測(cè)手段。目前比較常用的檢測(cè)方案包括渦流探頭和光學(xué)探頭兩類，前者為了達(dá)到所需要的量程，必須采用大直徑的探頭，系統(tǒng)造價(jià)頗高；后者在多截面測(cè)量時(shí)又存在多探頭數(shù)據(jù)的同步問(wèn)題。
探索切實(shí)可行的光學(xué)檢測(cè)方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文介紹的方案以激光三角法測(cè)距原理為基礎(chǔ)，通過(guò)RS485總線廣播同步觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了多截面振動(dòng)的同步測(cè)量。

1 多截面振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)總體方案
1．1 帶鋼整體振動(dòng)檢測(cè)方案
圖1所示為鍍鋅生產(chǎn)線簡(jiǎn)圖，要檢測(cè)帶鋼的整體振動(dòng)情況，必須檢測(cè)多個(gè)截面的振動(dòng)情況，具體取決于帶鋼振動(dòng)的模式，以及允許布置探頭的位置。圖2所示為通過(guò)3個(gè)截面對(duì)帶鋼振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)方案，圖中3段帶鋼表示的是同一條帶鋼上的3個(gè)部分。每個(gè)截面上通過(guò)激光器均勻的投射出5個(gè)等間的光斑，每個(gè)攝像頭的視野必須覆蓋它所對(duì)應(yīng)的5個(gè)光斑，通過(guò)攝像機(jī)鏡頭后，這5個(gè)光斑在感光器件上成像，如果鋼帶振動(dòng)，像的位置就會(huì)相應(yīng)變化，每個(gè)光斑像的位移與帶鋼振動(dòng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以通過(guò)三角法簡(jiǎn)單確定。圖3所示為垂直于帶鋼且通過(guò)5個(gè)光斑的某個(gè)水平截面的光路圖。