CN110514122B - 基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法及装置 - Google Patents

基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法及装置，所述检测方法包括如下步骤：S1，设置激光位移传感器垂直于微阵列盖片的正面；S2，将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向移动，测得若干数据；S3，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，基于计算得到的平均值和变异系数判断微阵列盖片是否弯曲变形。本发明通过采用激光位移传感器，测量数据更加准确、可靠，测量精度更高，避免了传统办法以最小距离代替整个凸面到工作台的情况，更具实用性；并采用二维检测方法，由此分析测量对象，使得测量结果更加具有说服力，真实反映出微阵列盖片各个凸面是否发生弯曲变形。

Description

基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法及装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法及装置。
背景技术
当今时代，随着医学的进步和医疗行业的发展，微阵列盖片广泛应用于医学检测和筛查，为医疗领域和医学研究提供了便捷的诊断手段，广泛服务和应用于人类，为人类社会的进步和发展做出了重要的贡献。那么生产出来的微阵列盖片是否符合医学标准呢？如何进行检测呢？在此情况下，如何检测微阵列盖片是否合格的方法成为了关键。
现有的微阵列盖片检测方法，是从盖片侧面测量各凸面和工作台面之间的距离，所测距离是否在合格范围内，以此依据判断盖片是否合格。此测量方法得出的测量距离，只能反映出各凸起面和工作台面之间的最小距离，不能真实反映出各凸起面或盖片是否弯曲变形。测量精度低，可靠性低，实用性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法及装置。
本发明提供的一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法，包括如下步骤：
S1，设置激光位移传感器垂直于微阵列盖片的正面；
S2，将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向移动，测得若干数据；
S3，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，基于计算得到的平均值和变异系数判断微阵列盖片是否弯曲变形。
进一步地，步骤S2中激光位移传感器是沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，测得若干数据。
进一步地，步骤S2中激光位移传感器是沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，在等距的若干测量点测得若干数据。
进一步地，所述微阵列盖片为单列式微阵列盖片或阵列式微阵列盖片。
进一步地，当所述微阵列盖片为单列式微阵列盖片时，步骤S3包括：
S3.11，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，判断计算得到的平均值和变异系数是否在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内；
S3.12，计算每个凸面的水平方向上的平均值的差异，判断计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.13，当判定计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，同时计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，则判定整张微阵列盖片合格。
进一步地，当所述微阵列盖片为阵列式微阵列盖片时，步骤S3包括：
S3.21，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，判断计算得到的平均值和变异系数是否在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内；
S3.22，计算每个凸面的水平方向上的平均值的差异，判断计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异是否在差异的限值范围内；
S3.23，计算竖直方向上每两个凸面的平均值的差异，判断计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.24，计算两条对角线端点的两个凸面的差异，判断计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.25，当判定计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异在该差异的限值范围内，以及计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异在该差异的限值范围内，则判定整张微阵列盖片合格。
本发明还提供一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测装置，包括：
激光位移传感器；所述激光位移传感器垂直于微阵列盖片的正面；
机械臂；所述机械臂用于将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向移动，测得若干数据；
数据处理设备；所述数据处理设备连接激光位移传感器，用于利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，基于计算得到的平均值和变异系数判断微阵列盖片是否弯曲变形。
进一步地，所述机械臂是将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，测得若干数据。
进一步地，所述机械臂是将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，在等距的若干测量点测得若干数据。
进一步地，所述微阵列盖片为单列式微阵列盖片或阵列式微阵列盖片。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过采用激光位移传感器，测量数据更加准确、可靠，测量精度更高，避免了传统办法以最小距离代替整个凸面到工作台的情况，更具实用性；并采用二维检测方法，由此分析测量对象，使得测量结果更加具有说服力，真实反映出微阵列盖片各个凸面是否发生弯曲变形。
2、基于本发明的测量数据，还可以反映出整张盖片的变形趋势，并用于追溯到包装、运输、生产过程，查找不合格原因。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1a为本发明的微阵列盖片是单列式微阵列盖片的正面结构示意图。
图1b为本发明的微阵列盖片是单列式微阵列盖片的底面结构示意图。
图1c为本发明的微阵列盖片是单列式微阵列盖片的侧面结构示意图。
图1d为本发明的微阵列盖片是单列式微阵列盖片时激光位移传感器的行走路径示意图。
图1e为本发明的微阵列盖片是阵列式微阵列盖片时激光位移传感器的行走路径示意图。
图2为本发明的基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法的流程框图。
图3为本发明的基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测装置的结构示意图。
附图标记：1-激光位移传感器、2-数据处理设备、10-微阵列盖片、11-凸起、12-凹槽。
具体实施方式
本发明涉及的微阵列盖片10可以是单列式微阵列盖片或阵列式微阵列盖片，其主要结构为矩形板，在矩形板的底面具有凹槽12，正面与凹槽12对应位置具有凸起11；单列式微阵列盖片是指如图1a～1d的微阵列盖片10，其凹槽12和凸起11为一列；阵列式微阵列盖片是指如图1e所示的微阵列盖片10，其凹槽12和凸起11为多列。本发明的基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法主要针对凸起11的凸面进行检测，以判断微阵列盖片10是否发生弯曲变形。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图2所示，本发明提供的一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法，包括如下步骤：
S1，设置激光位移传感器1垂直于微阵列盖片10的正面；实际上，激光位移传感器1可以不垂直于微阵列盖片10的正面，其主要目的是保持激光位移传感器1与微阵列盖片10之间的距离，通过检测距离变化即可实现微阵列盖片10的弯曲变形检测。在本实施例中，设置激光位移传感器1垂直于微阵列盖片10的正面，得到的数据更好处理。
S2，将激光位移传感器1沿着微阵列盖片10的各个凸面的水平方向和竖直方向移动，测得若干数据；
在一个实施例中，所述激光位移传感器1是沿着微阵列盖片10的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，测得若干数据。所述激光位移传感器1的行走路径如图1d和1e所示，在凸面的水平方向和竖直方向的中线上进行测量，使测得的数据更具有代表性。应当理解的是，本发明的实施例不仅可以针对凸面规则(如主体为矩形结构)的结构，还可以应用于不规则的凸面。行走路径同样可以选择水平方向和竖直方向进行检测。
作为优选，所述激光位移传感器1是沿着微阵列盖片10的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，在等距的若干测量点测得若干数据。例如，将凸面的水平方向和竖直方向等分为4部分，具有5个测量点，在每个测量点测量若干数据。实际上，测量点的数据可以根据需要进行设定，划分越多的测量点，测得的结果越准确，但计算量越大。
S3，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，基于计算得到的平均值和变异系数判断微阵列盖片10是否弯曲变形。对于微阵列盖片10是单列式微阵列盖片或阵列式微阵列盖片时，判断是否弯曲变形的方法有所不同，具体地，
(1)当所述微阵列盖片为单列式微阵列盖片时，步骤S3包括：
S3.11，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，判断计算得到的平均值和变异系数是否在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内。
以如图1d所示的具有4个凸起11和凹槽12的单列式微阵列盖片为例，将每个凸面的水平方向和竖直方向等分为4部分，具有5个测量点，在每个测量点测量若干数据。然后，
计算每个凸面的水平方向上的平均值：Avg1,Avg2,Avg3,Avg4；
计算每个凸面的水平方向上的变异系数：CV1，CV2，CV3，CV4；
计算每个凸面的竖直方向上的平均值：Avg11,Avg12,Avg13,Avg14；
计算每个凸面的竖直方向上的变异系数：CV11，CV12，CV13，CV14；
如果计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，则判定该检测的微阵列盖片10的每个凸面合格。
S3.12，计算每个凸面的水平方向上的平均值的差异，判断计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异是否在该差异的限值范围内。
即，计算每个凸面的水平方向上的平均值Avg1,Avg2,Avg3,Avg4的差异，如果计算得到的差异在该差异的限值范围内，则判定该检测的微阵列盖片10的每个凸面之间的差异合格。
S3.13，当判定计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，同时计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，则判定整张微阵列盖片10合格。
也就是说，需要预先设定表示微阵列盖片10的合格的，每个凸面的水平方向和竖直方向上的平均值和变异系数的限值范围，以及每个凸面的水平方向上的平均值的差异的限制范围；该限值范围应当是根据行业标准或者需求进行设定。其余地，本发明的测量数据还具有最小值、最大值等，同时，记录凸面的数值变化，可以分析出凸面的弯曲变形趋势，用于追溯到包装、运输、生产过程，查找不合格原因。
(2)当所述微阵列盖片为阵列式微阵列盖片时，步骤S3包括：
S3.21，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，判断计算得到的平均值和变异系数是否在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内。
以如图1e所示的具有8个凸起11和凹槽12的阵列式微阵列盖片为例，将每个凸面的水平方向和竖直方向等分为4部分，具有5个测量点，在每个测量点测量若干数据。然后，
计算每个凸面的水平方向上的平均值：Avg1,Avg2,Avg3,Avg4，Avg5,Avg6,Avg7,Avg8；
计算每个凸面的水平方向上的变异系数：CV1，CV2，CV3，CV4，CV5，CV6，CV7，CV8；
计算每个凸面的竖直方向上的平均值：Avg11,Avg12,Avg13,Avg14，Avg15,Avg16,Avg17,Avg18；
计算每个凸面的竖直方向上的变异系数：CV11，CV12，CV13，CV14，CV15，CV16，CV17，CV18；
如果计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，则判定该检测的微阵列盖片10的每个凸面合格。
S3.22，计算每个凸面的水平方向上的平均值的差异，判断计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异是否在差异的限值范围内。
即，计算每个凸面的水平方向上的平均值Avg1,Avg2,Avg3,Avg4，Avg5,Avg6,Avg7,Avg8的差异，如果计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，则判定该检测的微阵列盖片10的每个凸面在水平方向上的差异合格。
S3.23，计算竖直方向上每两个凸面的平均值的差异，判断计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异是否在该差异的限值范围内。
即，计算Avg1和Avg5，Avg2和Avg6，Avg3和Avg7，Avg4和Avg8的差异，如果计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异在该差异的限值范围内，则判定该检测的微阵列盖片10的每个凸面在竖直方向上的差异合格。
S3.24，计算两条对角线端点的两个凸面的差异，判断计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异是否在该差异的限值范围内。
即，计算Avg1和Avg8，Avg4和Avg5的差异，如果计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异在该差异的限值范围内，则判定该检测的微阵列盖片10的对角线的两个凸面的差异合格。
S3.25，当判定计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异在该差异的限值范围内，以及计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异在该差异的限值范围内，则判定整张微阵列盖片10合格。
也就是说，需要预先设定表示微阵列盖片10的合格的，每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围，每个凸面的水平方向上的平均值的差异的限制范围，竖直方向上每两个凸面的平均值的差异的限值范围，以及两条对角线端点的两个凸面的差异的限值范围；该限值范围应当是根据行业标准或者需求进行设定。其余地，本发明的测量数据还具有最小值、最大值等，同时，记录凸面的数值变化，可以分析出凸面的弯曲变形趋势，用于追溯到包装、运输、生产过程，查找不合格原因。
实施例2
如图3所示，本实施例提供的一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测装置，包括：
激光位移传感器1；所述激光位移传感器1垂直于微阵列盖片10的正面；
机械臂；所述机械臂用于将激光位移传感器1沿着微阵列盖片10的各个凸面的水平方向和竖直方向移动，测得若干数据；
数据处理设备2；所述数据处理设备2连接激光位移传感器1，用于利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，基于计算得到的平均值和变异系数判断微阵列盖片10是否弯曲变形。
其中，机械臂可以是其他可固定激光位移传感器1的移动装置，如具有滑轨的支架等，其实现原理应当是在本发明要保护的范围。
另外，激光位移传感器1的选型主要根据精度需求进行选择，一般地，本发明的实施例要求激光位移传感器1的精度达到0.1um。
在一个实施例中，所述机械臂是将激光位移传感器1沿着微阵列盖片10的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，测得若干数据。所述激光位移传感器1的行走路径如图1d和1e所示，在凸面的水平方向和竖直方向的中线上进行测量，使测得的数据更具有代表性。
作为优选，所述机械臂是将激光位移传感器1沿着微阵列盖片10的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，在等距的若干点测得若干数据。例如，将凸面的水平方向和竖直方向等分为4部分，具有5个测量点，在每个测量点测量若干数据。实际上，测量点的数据可以根据需要进行设定，划分越多的测量点，测得的结果越准确，但计算量越大。
其余地，所述数据处理设备2进行计算和比较的方法与实施例1的步骤S3一致。
综上所述，本发明对微阵列盖片10从水平方向和竖直方向两个维度进行了检测，从检测的行走路径上，可以得到微阵列盖片10测量点的平均值和变异系数等参数，从而可以检测到微阵列盖片10是否变形。本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过采用激光位移传感器1，测量数据更加准确、可靠，测量精度更高，避免了传统办法以最小距离代替整个凸面到工作台的情况，更具实用性；并采用二维检测方法，由此分析测量对象，使得测量结果更加具有说服力，真实反映出微阵列盖片10各个凸面是否发生弯曲变形。
2、基于本发明的测量数据，还可以反映出整张盖片的变形趋势，并用于追溯到包装、运输、生产过程，查找不合格原因。

Claims (6)

1.一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，设置激光位移传感器垂直于微阵列盖片的正面；
S2，将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向移动，测得若干数据；
S3，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，基于计算得到的平均值和变异系数判断微阵列盖片是否弯曲变形；
所述微阵列盖片为单列式微阵列盖片或阵列式微阵列盖片；
当所述微阵列盖片为单列式微阵列盖片时，步骤S3包括：
S3.11，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，判断计算得到的平均值和变异系数是否在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内；
S3.12，计算每个凸面的水平方向上的平均值的差异，判断计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.13，当判定计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，同时计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，则判定整张微阵列盖片合格；
当所述微阵列盖片为阵列式微阵列盖片时，步骤S3包括：
S3.21，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，判断计算得到的平均值和变异系数是否在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内；
S3.22，计算每个凸面的水平方向上的平均值的差异，判断计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异是否在差异的限值范围内；
S3.23，计算竖直方向上每两个凸面的平均值的差异，判断计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.24，计算两条对角线端点的两个凸面的差异，判断计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.25，当判定计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异在该差异的限值范围内，以及计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异在该差异的限值范围内，则判定整张微阵列盖片合格。
2.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法，其特征在于，步骤S2中激光位移传感器是沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，测得若干数据。
3.根据权利要求2所述的基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测方法，其特征在于，步骤S2中激光位移传感器是沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，在等距的若干测量点测得若干数据。
4.一种基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测装置，其特征在于，包括：
激光位移传感器；所述激光位移传感器垂直于微阵列盖片的正面；
机械臂；所述机械臂用于将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向移动，测得若干数据；
数据处理设备；所述数据处理设备连接激光位移传感器，用于利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，基于计算得到的平均值和变异系数判断微阵列盖片是否弯曲变形；
所述微阵列盖片为单列式微阵列盖片或阵列式微阵列盖片；
当所述微阵列盖片为单列式微阵列盖片时，所述数据处理设备包括如下步骤：
S3.11，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，判断计算得到的平均值和变异系数是否在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内；
S3.12，计算每个凸面的水平方向上的平均值的差异，判断计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.13，当判定计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，同时计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，则判定整张微阵列盖片合格；
当所述微阵列盖片为阵列式微阵列盖片时，所述数据处理设备包括如下步骤：
S3.21，利用测得的若干数据计算每个凸面在水平方向和竖直方向的平均值和变异系数，判断计算得到的平均值和变异系数是否在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内；
S3.22，计算每个凸面的水平方向上的平均值的差异，判断计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异是否在差异的限值范围内；
S3.23，计算竖直方向上每两个凸面的平均值的差异，判断计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.24，计算两条对角线端点的两个凸面的差异，判断计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异是否在该差异的限值范围内；
S3.25，当判定计算得到的平均值和变异系数在每个凸面的水平方向和竖直方向的平均值和变异系数对应的限值范围内，计算得到的每个凸面的水平方向上的平均值的差异在该差异的限值范围内，计算得到的竖直方向上每两个凸面的平均值的差异在该差异的限值范围内，以及计算得到的两条对角线端点的两个凸面的差异在该差异的限值范围内，则判定整张微阵列盖片合格。
5.根据权利要求4所述的基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测装置，其特征在于，所述机械臂是将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，测得若干数据。
6.根据权利要求4所述的基于激光位移传感器的微阵列盖片二维检测装置，其特征在于，所述机械臂是将激光位移传感器沿着微阵列盖片的各个凸面的水平方向和竖直方向的中线上移动，在等距的若干测量点测得若干数据。
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