[发明专利]一种非接触式测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种非接触式测量装置，其特征在于，包括架体、传感器、滑轨、激光探头、驱动装置和控制器，所述传感器和滑轨均固定设在所述架体上，所述激光探头滑动设在所述滑轨上，所述架体上设有放置槽，并且，所述激光探头位于所述放置槽正上方，所述驱动装置与所述激光探头实现传动连接并与所述控制器实现电性连接，所述控制器输出控制信号进而控制所述驱动装置带动所述激光探头沿着所述滑轨的轴向前后移动；

外界被测物件被放置在所述放置槽上，所述激光探头照射激光至所述外界被测物件上并形成光斑，所述控制器与所述传感器电性连接，所述传感器检测所述外界被测物件上的光斑信息并将所检测的光斑信息发送至所述控制器，以便所述控制器将所接收的光斑信息进行处理。

2.如权利要求1所述的非接触式测量装置，其特征在于：还包括滑块，所述滑块滑动设在所述滑轨上，所述滑轨位于所述传感器下方，所述激光探头固定设在所述滑块上；所述驱动装置与所述滑块实现传动连接；

所述传感器为CCD激光位移传感器。

3.如权利要求2所述的非接触式测量装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机和滚珠丝杆副，所述电机设在所述架体上，所述电机输出端与所述滚珠丝杆副一端连接，所述滚珠丝杆副另一端与所述滑块活动连接，所述电机被转动时，所述电机输出端通过所述滚珠丝杆副带动所述滑块沿着所述滑轨的轴向方向前后移动。

4.如权利要求1所述的非接触式测量装置，其特征在于，还包括AD转换器，所述传感器、AD转换器与控制器依次电性连接，所述AD转换器接收由所述传感器所发送的光斑信息并发送至所述控制器。

5.一种非接触式测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S101、将外界被测物件放置在放置槽上，控制器输出控制信号进而控制驱动装置带动激光探头沿着滑轨的轴向前后移动，以使得激光探头照射激光至外界被测物件上并形成光斑，其中外界被测物件为弹簧；

步骤S102、传感器检测弹簧上的光斑信息并将所采集的光斑信息转换成电压信息，之后，传感器将该电压信息输出至AD转换器；

步骤S103、AD转换器将该电压信息转换成数字信号并将该数字信号发送给控制器，以便控制器进行数据处理；

步骤S104、控制器通过数字滤波器对数字信号进行滤波，再经由两次连续归一化一阶运算处理，最终统计数据中不为零的点得到弹簧圈数。

6.如权利要求5所述的非接触式测量方法，其特征在于，在步骤S102中，使用一个传感器对弹簧的每一圈进行扫描，使用间隔采样方式，其采样数量公式为：c＝n×r

其中，c：每次检测的总采样数n:每圈弹簧的采样点数r:弹簧的最大圈数。

7.如权利要求6所述的非接触式测量方法，其特征在于，在步骤S103中，其采样频率公式为：

其中，t:每次检测耗时L:弹簧的最大长度，s:传感器与弹簧之间相对速度，Pmax:传感器数据最大输出频率P:系统最小采样频率。

8.如权利要求5所述的非接触式测量方法，其特征在于，在步骤S103中，在对数字信号进行滤波处理前，进行阈值处理：设置波峰-波谷阈值，若波峰与波谷之间的距离小于该波峰-波谷阈值，则认为其为一个假波，不进行计数；

波峰-波谷阈值的范围为：标准完整波高度的1/3-1/2。

9.如权利要求5所述的非接触式测量方法，其特征在于，在步骤S104中，将进行滤波处理后的数字信号进行第一次归一化一阶运算，使得数据上升使，该数据将被置为1，数据下降时，该数据将置为-1，之后，对数据进行第二次归一化一阶运算，即对原来的数据进行了归一化二阶运算，于是原来数据中的波谷位置的数将被置为-1，波峰位置将被置为1，其余数据将置为0，最后，只对数据中1或-1的数进行计数，得到数据中的波峰的个数，即得到弹簧的圈数。