非接触长度测量装置的制作方法

本实用新型涉及长度测量技术领域，尤其涉及一种非接触长度测量装置。

背景技术：

被测物件位移及长度测量是计量科学和计量方法的重要组成部分，特别是精密加工、航空航天、国防军事和通信等许多领域都具有及其重要的意义合和作用，目前，主要的检测方式为物理接触式的机械和光电测量方式，这些方式都是用转轮接触被测物件，由被测物件通过摩擦带动转轮旋转后，记录旋转量来得出位移量，这种方式在实际应用中，会有转轮磨损影响测量精度，较光滑的表面不易检测或测量不准、速度慢、精度低、方向单一，长度越长测量精度越低。

申请号为99116050.9的专利申请公开了一种用于测量固体速度及长度的系统包括有测量传感器和信号处理装置，其中测量传感器包括激光传感器和信号调理装置，信号处理装置包括有数据采集卡和互相关分析仪。该发明由于采用了激光传感器，因两平行光束的入射点就是测量探头，故其测量过程中对被测物体没有干扰，不受环境条件的限制，可用于各种场合进行测量；此外，由于互相关分析仪采用在线数字式直接计算法，因此，在相同的在线测量响应速度前提下，其统计测量精度明显优于极性相关分析，且可降低可测信噪比，但该技术方案通过两组测量探头对数据进行采集，容易引起误差，精确度低。

技术实现要素：

本实用新型目的在于克服现有技术中的不足，提供一种非接触长度测量装置，测量精度高、速度快。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种非接触长度测量装置，包括至少一个非接触长度测量传感器，所述非接触长度测量传感器包括壳体，以及设置于壳体内的成像模块、图像处理模块、接口控制模块，所述成像模块包括激光光源、聚焦镜片、放大镜片和感光元件，所述激光光源产生的激光束经聚焦镜片投射至被测物，经被测物反射后通过放大镜片后呈像至感光元件上，所述感光元件高频向图像处理模块发送图像数据，所述图像处理模块将图像数据转换为位移量数据，并通过接口控制模块转换为脉冲信号或数字信号向外输出。

进一步地，还包括输送装置、控制装置、定位装置，所述控制装置用于控制输送装置及非接触长度测量传感器，所述控制装置包括显示器, 所述控制装置还连接有稳压电源和声光报警装置，所述定位装置用于控制被测物与非接触长度测量传感器之间的间距。

进一步地，所述定位装置包括与非接触长度测量传感器同侧的固定部和位于另一侧的弹性部，所述固定部和弹性部均包括向上的接杆，所述接杆靠近上端位置均水平设置有滚轮，通过两滚轮之间的挤压将被测物定位，所述弹性部还包括弹性装置。

进一步地，所述弹性装置包括立柱，所述立柱上端通过抱箍固定有气弹簧，所述气弹簧的活塞自由端朝向固定部并固定有向上的接杆。

进一步地，所述感光元件选用CMOS图像传感器或CCD图像传感器，所述感光元件以不低于5000张/秒的频率向图像处理模块发送图像数据。

进一步地，所述图像处理模块包括微处理器，所述微处理器选用DSP微处理器或MCU微处理器。

进一步地，所述接口控制模块选用DSP微处理器或MCU微处理器。

进一步地，还包括系统并联装置，用于将多个非接触长度测量传感器的数据对比、合并后向控制装置发送，所述系统并联装置为微型计算机。

本实用新型的有益效果在于：

①将被测物件表面放大后采集图像，产生特征点，对较光滑表面也能进行测量；

②增加系统并联装置，将多个非接触长度测量传感器并联起来使用，进一步提高精度、速度、容错率、扩展测量量维度和状态，系统并联装置中的信号采集程序对接口控制模块进行编号通过有线或无线方式采集数据，协调多个接口控制模块数据,组成冗余数据陈列，由信号分析程序分析后，经应用接口程序输出多维的脉冲信号或数字信号。

③非接触长度测量传感器与被测物件有短距间隔,在此短距范围内,间隔变化不不影响测量量结果。

④测量的精度和速度可随硬件配置变换而提高。

⑤激光的单色性好、相干性好、方向性好、亮度高的特性,产生极细光束作为照亮光源。

⑥能实时测量被测物件多方向的位移量。

附图说明

图1为本实用新型各部件位置关系图示意图；

图2为非接触长度测量传感器结构图示意图；

图3为成像模块原理图示意图；

图4为本实用新型方框图示意图；

其中：1-控制装置，2-输送装置，3-被测物，4-声光报警装置，5-滚轮，6-接杆，7-立柱，8-抱箍，9-气弹簧，10-非接触长度测量传感器，11-激光光源，12-聚焦镜片，13-放大镜片，14-感光元件，15-壳体，16-接口控制模块，17-图像处理模块，18-图像生成模块，19-电缆。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型的技术方案进行具体说明。

实施例1

如图1-4所示的非接触长度测量装置，包括输送装置2、控制装置1、定位装置和平行的两个非接触长度测量传感器10，其中输送装置2选用输送带，控制装置1包括显示器，控制装置1还连接有稳压电源和声光报警装置4，定位装置包括与非接触长度测量传感器同侧的固定部和位于另一侧的弹性部，固定部和弹性部均包括向上的接杆6，接杆6靠近上端位置均水平设置有滚轮5，通过两滚轮5之间的挤压将被测物3定位，弹性部还包括弹性装置，弹性装置包括立柱7，立柱7上端通过抱箍8固定有气弹簧9，气弹簧9的活塞自由端朝向固定部并固定有向上的接杆，非接触长度测量传感器10包括外壳15，以及设置在外壳15内的成像模块18、图像处理模块17、接口控制模块19，图像处理模块包括微处理器，微处理器选用DSP微处理器，接口控制模块选用MCU微处理器，成像模块包括激光光源11、聚焦镜片12、放大镜片13和感光元件14，其中放大镜片13放大倍数为3000-5000倍，感光元件选用CCD图像传感器，激光光源产生的激光束经聚焦镜片12投射至被测物3，经被测物3反射后通过放大镜片13后呈像至感光元件14上，感光元件以8000千张/秒的速率向图像处理模块发送图像数据，图像处理模块将图像数据转换为位移量数据，并通过接口控制模块转换为脉冲信号，通过电缆19向外输出至系统并联装置，系统并联装置为微型计算机，安装在控制装置1外壳内，将两个非接触长度测量传感器的数据对比、合并后向控制装置1发送。

非接触长度测量装置的校准方法，包括以下步骤：

A1，开启，通过控制装置1进行开启非接触长度测量装置，输送装置2带动被测物3经过定位装置，进而经过非接触长度测量传感器10；

A2，标准测量，选取标准长度被测物，经输送装置输送经过非接触长度测量传感器，经测量后由显示器显示并记录测量结果；

A3，反向测量，通过控制装置控制输送装置反向输送，用标准长度被测物，经输送装置输送经过非接触长度测量传感器，经测量后由显示器显示并记录测量结果；

A4，多次标准-反向测量，得到30-50组测量结果；

A5，调距测量，调整定位装置，致使被测物与非接触长度测量传感器之间的间距变化，重复A4操作，得到30-50组数据；

A6，计算修正系数，通过控制装置将A4和A5所得的数据求平均值，进而得到平均值与标准值之间的商，即为修正值S。

本实用新型的工作流程如下：

开启非接触长度测量装置，被测物由输送装置带动经过定位装置，进而经过两个非接触长度测量传感器，非接触长度测量传感器的激光光源产生的激光束经聚焦镜片投射至被测物，经被测物反射后通过放大镜片后呈像至感光元件，感光元件以8000千张/秒的速率向图像处理模块发送图像数据，图像处理模块将图像数据特征点转换为位移量数据，并通过接口控制模块转换为脉冲信号向外输出至系统并联装置，进而控制装置，控制装置接收脉冲信号，并将其转换为长度值L，然后将长度值L乘修正值S既得被测物实际长度值。

控制装置内还设置有时钟模块，设定一个时间值3s，当3s内控制装置没有接收到脉冲信号时，声光报警装置触发。