CN220829179U - 基于多路测距传感器的厚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多路测距传感器的厚度测量装置，包括：壳体，其用于安装固定各个部件；至少两个及以上的测距传感器，所述测距传感器之间两两相对布置并以发射端方向相对安装，两个相对布置的测距传感器之间形成物体测量感应区；运算处理模块，其分别与测距传感器、显示屏和模式开关电性连接，用于接收处理测量数据并输出给显示屏；模式开关，其用于输入操作和模式切换；显示屏，用于输出显示测量结果；电源，其用于对显示屏、测距传感器和运算处理模块进行供电；该厚度测量装置能够快速完成调试标定和厚度测量，操作简单方便，且该厚度测量装置结构简单，制造成本低，安装维修方便。

Description

基于多路测距传感器的厚度测量装置

技术领域

本实用新型涉及测厚装置技术领域，更具体的说涉及一种基于多路测距传感器的厚度测量装置。

背景技术

在一些特种材料或者精密材料加工领域，需要对片状材料进行厚度测量，用于判定切割材料的状态和可用性，不同精密材料的特性区别很大，传统仪器的测量方法多数为接触式检测，这对精密材料来说，会对表面造成一定的破坏，因此非接触式测量工具是一个更好选择。

现有非接触式高精度测量设备，需要进行很好的定位和标定，并且结构都较为复杂，制造成本较高，并且测厚装置安装较为困难，安装后的调试使用也较为繁琐，因此，需要设计一种结构简单，安装调试和测量厚度操作简单的厚度测量装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于多路测距传感器的厚度测量装置，该厚度测量装置能够快速完成调试标定和厚度测量，操作简单方便，且该厚度测量装置结构简单，制造成本低，安装维修方便。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于多路测距传感器的厚度测量装置，包括：

壳体，其用于安装固定各个部件；

至少两个及以上的测距传感器，所述测距传感器之间两两相对布置并以发射端方向相对安装，两个相对布置的测距传感器之间形成物体测量感应区；

运算处理模块，其分别与测距传感器、显示屏和模式开关电性连接，用于接收处理测量数据并输出给显示屏；

模式开关，其用于输入操作和模式切换；

显示屏，用于输出显示测量结果；

电源，其用于对显示屏、测距传感器和运算处理模块进行供电。

进一步的，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述测距传感器、运算处理模块和电源均安装于下壳体上，所述上壳体可拆卸连接与下壳体上并罩住测距传感器、运算处理模块和电源，所述显示屏安装于上壳体上。

进一步的，所述壳体设置有开口测量槽，所述物体测量感应区位于开口测量槽内，并且壳体位于开口测量槽的两侧设置有透光结构。

进一步的，所述模式开关呈U形块状，所述模式开关位于开口测量槽内并能够在开口测量槽内进行移动，并且模式开关朝向开口测量槽开口的一端设置有标定块。

进一步的，所述模式开关朝向开口测量槽开口的一端设置有安装孔，所述标定块卡接于安装孔内。

进一步的，所述模式开关的顶部和底部均设置有若干防滑锯齿。

进一步的，所述壳体位于远离开口测量槽的一端设置有避位腔，所述模式开关的U形开口朝向远离开口测量槽的一端并能够伸入避位腔中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本基于多路测距传感器厚度测量装置可快速对物体的厚度进行测量，并且可置读取数据的时间间隔给定均值，使测量数据更精准，并且该厚度测量装置的测量操作较为简单，只需放置到两个测距传感器之间即可，并且无需精准定位；

并且本基于多路测距传感器的厚度测量装置对物体进行测量时，可采用多种测量方式，如动态测量方式、静态测量方式或动态与静态结合测量方式等，可测量物体多组不同位置处的厚度值或是多组相同位置处的厚度值，最终在取其平均厚度值，实现精准测量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1为基于多路测距传感器的厚度测量装置的结构示意图一；

图2为基于多路测距传感器的厚度测量装置的结构示意图二；

图3为基于多路测距传感器的厚度测量装置的内部结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为模式开关位于标定模式处的示意图；

图6为模式开关位于标定块更换模式处的示意图；

图7为模式开关位于测量模式处的示意图；

图8为基于多路测距传感器的厚度测量方法的流程示意图；

图9为标定模式的原理示意图；

图10为测量模式的原理示意图。

图中标记为：1、壳体；101、下壳体；102、上壳体；103、开口测量槽；104、避位腔；105、透光结构；2、显示屏；3、模式开关；301、防滑锯齿；302、安装孔；4、测距传感器；401、信号光束；5、运算处理模块；6、电源；7、物体测量感应区；8、标定块；9、待测物体；

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

一种基于多路测距传感器4的厚度测量装置，如图1-7所示，包括：

壳体1，其用于安装固定运算处理模块5、测距传感器4、显示屏2和电源6；

至少两个及以上的测距传感器4，所述测距传感器4之间两两相对布置并以发射端方向相对安装，两个相对布置的测距传感器4之间形成物体测量感应区7；

运算处理模块5，其分别与测距传感器4、显示屏2和模式开关3电性连接，用于接收处理测量数据并输出给显示屏2；

模式开关3，其用于输入操作和模式切换；

显示屏2，用于输出显示测量结果；

电源6，其用于对显示屏2、测距传感器4和运算处理模块5进行供电。

本实施例中优选的，如图1-4所示，所述壳体1包括上壳体102和下壳体101，所述测距传感器4、运算处理模块5和电源6均安装于下壳体101上，所述上壳体102可拆卸连接与下壳体101上并罩住测距传感器4、运算处理模块5和电源6，所述显示屏2安装于上壳体102上；

具体的，通过把壳体1设置成上壳体102和下壳体101，使测距传感器4、运算处理模块5和电源6均能够安装于壳体1内部，并且可通过拆卸上下壳体101来进行拆装，便于安装和后期的维修更换。

本实施例中优选的，如图1-7所示，所述壳体1设置有开口测量槽103，所述测距传感器4、运算处理模块5和电源6均位于壳体1内部，所述物体测量感应区7位于开口测量槽103内，并且壳体1位于开口测量槽103的两侧设置有透光结构105；

具体的，把测距传感器4安装在壳体1内，从而能够隐藏保护测距传感器4，并通过透光结构105保证测距传感器4的信号光束401穿过壳体1进入到开口测量槽103内照射到待测物体9或标定块8上。

本实施例中优选的，如图4所示，所述透光结构105为透光通槽。

本实施例中优选的，如图1-7所示，所述模式开关3呈U形块状，所述模式开关3位于开口测量槽103内并能够在开口测量槽103内进行移动，并且模式开关3朝向开口测量槽103开口的一端设置有标定块8。

本实施例中优选的，如图4所示，所述模式开关3朝向开口测量槽103开口的一端设置有水平贯穿的安装孔302，所述标定块8卡接于安装孔302内，所述安装孔302的两端孔口处均设置有倒角；通过设置安装孔302来对标定块8进行安装，从而方便标定块8的装卸，安装时，直接插入到安装孔302内即可，拆卸时直接把标定孔从安装孔302内顶出即可。

本实施例中优选的，如图4和6所示，所述模式开关3的顶部和底部均设置有若干防滑锯齿301，从而增加模式开关3顶部和底部的摩擦力，便于手动滑动模式开关3。

本实施例中优选的，如图1-2所示，所述壳体1位于远离开口测量槽103的一端设置有避位腔104，所述模式开关3的U形开口朝向远离开口测量槽103的一端并能够伸入避位腔104中，从而壳体1顶部表面平齐，美观性更好。

一种基于多路测距传感器4的厚度测量方法，如图8所示，该厚度测量方法中至少包括三种模式：

标定模式，其用于标定相对布置的两个测距传感器4的间距；

标定块8更换模式，其用于对标定块8进行更换；

测量模式，其用于测量物体厚度，并且能够设置读取数据的时间间隔，给定均值；

该方法测量步骤如下：

S1、选择是否进行标定模式，对两个测距传感器4之间的测量间距进行修正，若进行标定模式则跳转至S1.1，若不进行标定模式则跳转至S2；

S1.1、控制模式开关3，使标定块8滑动位于两个测距传感器4的物体测量感应区7之间，如图5所示，进行标定模式，用于标定当前被测厚度；

S1.2、单个测距传感器4照射到标定块8后，将测量数据反馈给运算处理模块5，通过标定公式进行计算，修正两个测距传感器4之间的测量间距；

S1.3、当标定后的测量数据不准确时，如图6所示，控制模式开关3选择进行标定块8更换模式，随后把模式开关3上的标定块8取下，再换上新的标定块8，然后跳转至步骤S1.1。

S2、控制模式开关3选择进行测量模式，如图7所示，将待测物体9放入开口测量槽103内并位于物体测量感应区7处，利用两个测距传感器4测量单侧距离数据并反馈给运算处理模块5，通过测厚公式进行计算，测出物体厚度，且通过多次测量数据得出平均厚度值。

本实施例中优选的，在步骤S2中，可选择采用动态测量方式、静态测量方式或动态与静态结合测量方式。

本实施例中优选的，如图9所示，所述S1.2中的标定公式为：

L＝L10+L20+H

式中：L为两个测距传感器4之间的测量间距，L10为其中一个测距传感器4的测量距离，L20为另一个测距传感器4的测量距离，H为标定块8厚度。

本实施例中优选的，如图10所示，所述步骤S2中的测厚公式为：

T＝L-L11-L21＝L10+L20+H-L11-L21

式中：L为两个测距传感器4之间的测量间距，L11为其中一个测距传感器4的测量距离，L21为另一个测距传感器4的测量距离，L10，L20为之前测定的数值，H为标定块8的厚度，T为待测物体9厚度。

工作原理及过程：

以两个测距传感器4为例，将两个测距传感器4固定在壳体1上，并使两个测距传感器4的信号发射端相对布置，并将测距传感器4通过通信总线的方式接入运算处理模块5，无需精确固定安装位置，在安装完成后通过标定模式对两个测距传感器4之间的距离进行标定校验。

在安装完成后或是需要对两个测距传感器4之间的测量距离进行修正，则选择进行标定模式，将模式开关3移动至标定模式位置处，此时进入标定模式，模式开关3会带动标定块8位于两个测距传感器4之间，两个测距传感器4分别在标定块8单侧进行照射，随后将测量数据反馈给运算处理模块5，然后通过标定公式进行计算，得出两个测距传感器4之间的距离，从而校准修正两个测距传感器4的测量间距。

随后利用标定后的两个测距传感器4之间的测量间距作为基准，将待测物体9放入到开口测量槽103内(两个测距传感器4之间)，两个测距传感器4进行照射检测，再反馈测量数据给运算处理模块5，通过测厚公式进行计算，可快速物体的厚度。

在测量物体厚度时，可根据需求选择采用动态测量方式、静态测量方式或动态与静态结合测量方式；

采用动态测量方式，则是将物体移动经过两个测距传感器4之间(滑动进入到开口测量槽103内)，两个测距传感器4不断对物体进行测量且测量不同位置，同时设置好读取数据的时间间隔，从而得到多个物体不同位置处的厚度值，得出平均厚度值；

采用静态测量方式，则是将物体放置在两个测距传感器4之间保持静止(进入到开口测量槽103内后保持不动)，固定测量位置，使两侧测距传感器4对物体的固定测量位置进行测量反馈并多次读取数据，并得出平均厚度值；

采用动态与静态结合测量方式，则是通过将物体移动经过两个测距传感器4之间，同时通过控制物体的移动速度和设置读取数据的时间间隔，从而可得到多组不同位置处的厚度值和多组相同位置处的厚度值，最终在取其平均厚度值。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于多路测距传感器的厚度测量装置，其特征在于，包括：

壳体，其用于安装固定各个部件；

至少两个及以上的测距传感器，所述测距传感器之间两两相对布置并以发射端方向相对安装，两个相对布置的测距传感器之间形成物体测量感应区；

运算处理模块，其分别与测距传感器、显示屏和模式开关电性连接，用于接收处理测量数据并输出给显示屏；

模式开关，其用于输入操作和模式切换；

显示屏，用于输出显示测量结果；

电源，其用于对显示屏、测距传感器和运算处理模块进行供电。

2.根据权利要求1所述的基于多路测距传感器的厚度测量装置，其特征在于：所述壳体包括上壳体和下壳体，所述测距传感器、运算处理模块和电源均安装于下壳体上，所述上壳体可拆卸连接与下壳体上并罩住测距传感器、运算处理模块和电源，所述显示屏安装于上壳体上。

3.根据权利要求1所述的基于多路测距传感器的厚度测量装置，其特征在于：所述壳体设置有开口测量槽，所述物体测量感应区位于开口测量槽内，并且壳体位于开口测量槽的两侧设置有透光结构。

4.根据权利要求3所述的基于多路测距传感器的厚度测量装置，其特征在于：所述模式开关呈U形块状，所述模式开关位于开口测量槽内并能够在开口测量槽内进行移动，并且模式开关朝向开口测量槽开口的一端设置有标定块。

5.根据权利要求4所述的基于多路测距传感器的厚度测量装置，其特征在于：所述模式开关朝向开口测量槽开口的一端设置有安装孔，所述标定块卡接于安装孔内。

6.根据权利要求5所述的基于多路测距传感器的厚度测量装置，其特征在于：所述模式开关的顶部和底部均设置有若干防滑锯齿。

7.根据权利要求6所述的基于多路测距传感器的厚度测量装置，其特征在于：所述壳体位于远离开口测量槽的一端设置有避位腔，所述模式开关的U形开口朝向远离开口测量槽的一端并能够伸入避位腔中。