条形光源长度和排数怎么选?长条形的实际限制

条形光源是大面积、长条形工件照明的默认答案,但它的坑比环形光多:长度不够会两头暗,排数不够会中间亮两侧暗,安装高度不对则会在工件表面形成一条刺眼的反光带。以下规格数据取自 POMEAS 在售 GL 系列条形光源官方规格表与产品页。

GL 系列到底有哪些档次可选

POMEAS LED 条形光源提供 GL-14 和 GL-34 两个系列,标准长度覆盖 50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm,采用 24V DC 供电,标准提供红光、白光、蓝光。

两个系列的差别在发光区宽度:GL-34 系列发光区域更宽,可提供更高功率选择,适合较大视野或对照明强度要求较高的检测项目。

除标准色之外,产品页明确可以按需选择绿光 525nm、红外 850–950nm、紫外 365–395nm,这意味着同一个条形光源结构可以承接特殊波段任务,不用为一个 UV 需求单独换产品形态。

长度怎么定:覆盖视野,而不是等于工件长度

最常见的错误是「工件多长就买多长的灯」。条形光源边缘几十毫米通常存在亮度滚降,如果灯长等于工件长,两端正好落在亮度最弱的区域。

可靠的做法是让发光区长度比需要均匀照明的区域两端各长出一段余量。具体的余量要按照射距离和工作距离推算,也可以直接用视野计算工具先算出当前镜头的实际视野宽度,再按视野宽度而不是工件宽度来选灯。

另一条硬约束:灯要装在相机与被测面之间的哪一侧。条形光源通常成对使用(左右各一条)以抵消方向性阴影;如果空间只允许装一条,就要接受另一侧的梯度,并在算法上做灰度归一化。

LED 排数:什么时候从单排升级到多排

规格表里条形光源标注了 LED 排数。排数决定两件事:总光通量,以及发光面的「像散」程度。

  • 单排:光通量小、成本低、适合近距离小视野,或只作为补充光源补某一条边
  • 多排:同样长度下功率更高,照射距离可以拉得更远,适合大视野、高速工位(曝光时间短需要更强光)、以及需要较高安装高度的场合

GL 系列的功率跨度可以直接对照这一点:规格表中既有 0.8W、1.2W 这类低功率条目,也有 9.6W、14.4W 的长尺寸条目,匹配的就是不同排数与长度的组合。

照射角度:条形光源真正的调参旋钮

条形光源的照射角度由「灯与工件的相对位置」决定,这是比亮度更有效的调节手段:

  • 低角度(接近平行于工件表面):表面凸起或凹陷会产生明显阴影,适合检测划痕、压痕、凹凸字符、焊点轮廓
  • 高角度(接近垂直向下):阴影被压缩,适合读码、读字符、检测印刷图案完整性

同一组灯,把角度从 60° 调到 15°,同一个划痕的图像对比度可能从「看不见」变成「非常清楚」。所以现场调试务必先扫角度,再调亮度。

选配件:漫射板与延长线什么时候必须配

产品页明确条形光源可选配漫射板以及 1 米、3 米或 5 米延长线。

漫射板的作用是打散 LED 的灯珠像。条形光源在低安装高度、近距离直照反光面时,画面上很容易出现一排规则的亮点——这不是缺陷,是 LED 阵列的直接像。加漫射板即可消除。

延长线的意义常被低估:光源到控制器的距离决定了电压降。24V 系统下长距离走线会带来压降,导致实际到达光源的电压低于 24V、亮度下降。所以在设计阶段就要确定走线长度,并把这段损耗算进配电方案,而不是等现场发现「灯好像没标称那么亮」。

条形光源的边界:三种必须换方案的情况

  • 需要严格尺寸测量的场景。条形光是斜照射,工件高度差会造成边缘位移,不适合直接拿来测尺寸。
  • 曲面工件整体均匀照明。条形光本质上还是方向性光源,对球面、柱面无法做到均匀,这类需求应换圆顶无影或环形无影。
  • 需要把光送到狭缝深处。条形光源本体有一定体积,此时应用点光源加导光,或直接用光纤。

如果是在线连续生产场景,还要把节拍与光源工作制一起考虑,相关内容见在线宽度与厚度测量的技术路线说明。

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常见问题

条形光源应该买一条还是两条?

绝大多数场合是两条对称布置。单条会造成一侧受光、另一侧明显梯度阴影,后续要靠灰度校正算法补,稳定性和节拍都不划算。只有在只补某一条边(比如只为了让某个倒角显出来)时才用单条。

条形光源的长度留多少余量合适?

不应该直接按工件长度选,而应按当前镜头在实际工作距离下的视野宽度选,并在此基础上给两端留余量,避免把灯的长度边界和视野边界对齐。更稳的做法是先算出实际视野宽度,再按视野宽度选灯。

GL-14 和 GL-34 怎么选?

核心区别是发光区宽度与功率能力。GL-34 发光区域更宽、可提供更高功率选择,适合较大视野或对照明强度要求较高的项目;GL-14 体积小、适合安装空间受限或近距离小视野场合。

为什么装了条形光源以后画面上有一排规则的亮点?

那是 LED 灯珠本身的直接像,在反光工件表面尤其明显。解决办法是加漫射板,让 LED 阵列被散射成连续的发光面;如果加板后亮度不足,再提高控制器输出或延长曝光时间。

条形光源可以做红外或紫外版本吗?

可以。产品页给出的可选波段包括绿光 525nm、红外 850–950nm、紫外 365–395nm,同一个条形结构可以承接这些任务,不需要为了特殊波段换整套产品形态。

24V 走线很长会不会影响亮度?

会。线阻造成的压降会让光源实际得到的电压低于 24V,光输出随之下降。设计阶段就要确定光源到控制器的距离,标准延长线规格有 1 米、3 米、5 米可选,超长距离应考虑就近布置电源或加大线径。

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