一種多通道視頻同步采集方案

摘要：針對鍍鋅生產(chǎn)線帶鋼振動檢測問題，提出了一種通過多視頻探頭進(jìn)行多截面視頻同步采集的帶鋼整體振動檢測方案。在每個測量截面處，利用激光垂直照射形成5個光斑，將攝像頭與帶鋼表面成45°角布置，直接拍攝光斑陣列，對視頻序列中的光斑位移進(jìn)行分析，即可計算出各個光斑處的帶鋼振動。采集過程中，通過RS485總線發(fā)布同步信號，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。在同步報文中包含序列號，從而避免因以太網(wǎng)輸延遲造成多采集模塊數(shù)據(jù)匹配錯誤。在某鍍鋅生產(chǎn)線的現(xiàn)場試驗(yàn)證明該方案可行。
關(guān)鍵詞：帶鋼振動檢測；視頻采集；同步；串行通信

鍍鋅生產(chǎn)過程中的帶鋼振動直接影響鋅層厚度及均勻性，既降低產(chǎn)品質(zhì)量，又導(dǎo)致鋅液過度消耗，增加生產(chǎn)成本。無論是通過尋找振源從根本上消除振動，還是通過電磁鐵等進(jìn)行主動減振，都離不開振動的檢測。為了保護(hù)帶鋼表面，不能采用任何接觸式振動檢測手段。目前比較常用的檢測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)造價頗高；后者在多截面測量時又存在多探頭數(shù)據(jù)的同步問題。
探索切實(shí)可行的光學(xué)檢測方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價值。本文介紹的方案以激光三角法測距原理為基礎(chǔ)，通過RS485總線廣播同步觸發(fā)信號，實(shí)現(xiàn)了多截面振動的同步測量。

1 多截面振動檢測系統(tǒng)總體方案
1．1 帶鋼整體振動檢測方案
圖1所示為鍍鋅生產(chǎn)線簡圖，要檢測帶鋼的整體振動情況，必須檢測多個截面的振動情況，具體取決于帶鋼振動的模式，以及允許布置探頭的位置。圖2所示為通過3個截面對帶鋼振動進(jìn)行檢測的系統(tǒng)方案，圖中3段帶鋼表示的是同一條帶鋼上的3個部分。每個截面上通過激光器均勻的投射出5個等間的光斑，每個攝像頭的視野必須覆蓋它所對應(yīng)的5個光斑，通過攝像機(jī)鏡頭后，這5個光斑在感光器件上成像，如果鋼帶振動，像的位置就會相應(yīng)變化，每個光斑像的位移與帶鋼振動的對應(yīng)關(guān)系可以通過三角法簡單確定。圖3所示為垂直于帶鋼且通過5個光斑的某個水平截面的光路圖。