TWI636233B - 用於測量物件厚度的方法及裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於測量物件厚度的裝置被提供。該裝置包括壓縮控制系統，其進一步包括可移動平台、壓縮感測器、及操作耦合至該壓縮感測器的開關裝置。該裝置也包括測量系統，操作耦合至該開關裝置用於接收表示在該開關裝置的觸發事件的信號且配置成測量梯度。該裝置也包括處理電路，操作耦合至該開關裝置及該測量系統用於在接收表示在該開關裝置的該觸發事件的該信號時藉由使用該梯度測量該物件厚度；以及通訊電路，用於發送已測量的該物件厚度至遠端資料庫。

Description

用於測量物件厚度的方法及裝置

此申請案為2012年12月31日所申請之美國專利申請案序號No.13/731929的部份連續案，其主張2012年10月19日所申請之臨時專利申請案序號No.61/715906的利益，且兩個申請案的全部內容以引用方式併入本文。

本揭示通常關於測量裝置及較具體而言關於用於測量物件厚度的方法及裝置。

測量裝置被用來測量物件的不同尺寸。一個此種測量裝置包括用於測量物件厚度的裝置。各種裝置可用於測量各種物件的厚度。它們的一些可包括測厚儀及游標尺(Vernier caliper)。不同厚度測裝置採用不同機制來測量物件厚度。一個此種機制包括放置物件於該厚度測量裝置的二個表面之間以及對著該厚度測量裝置的第二表面壓縮第一表面以測量該第一表面與該第二表面間所放置之物件的厚度。在此種裝置中，該表面的一者被固定且另 一表面藉由使用外力被移動直到該另一表面達到與該物件接觸。

例如可包括人為努力的該外力可根據施行該測量的使用者而變化。由於該測量程序中的人為干擾，該物件厚度的測量可能變化，其導致不一致的測量及不想要的誤差。此外，在傳統厚度測量系統中，該使用者需要手動地注意各個物件的厚度測量。在多個物件的厚度測量需要在預先定義的時間內被施行的情境中，手動地對各個物件注意厚度測量導致人為誤差及時間損失。

因此，有需要一種改良的厚度測量系統以解決前述問題。

簡言之，依據一個實施例，一種用於測量物件厚度的裝置被提供。該裝置包括壓縮控制系統，其進一步包括可移動平台、壓縮感測器、及操作耦合至該壓縮感測器的開關裝置。該裝置也包括測量系統，操作耦合至該開關裝置用於接收表示在該開關裝置的觸發事件的信號且配置成測量梯度。該裝置也包括處理電路，操作耦合至該開關裝置及該測量系統用於在接收表示在該開關裝置的該觸發事件的該信號時藉由使用該梯度測量該物件厚度；以及通訊電路，用於發送已測量的該物件厚度至遠端資料庫。

在另一實施例中，一種測厚儀被提供。該測 厚儀包括壓縮控制系統，其進一步包括：可移動平台，設置於該測厚儀中的凹洞的下表面內，此處該可移動平台包含觸發鍵；彈簧系統，機械耦合至該可移動平台；及開關裝置，位於該觸發鍵下方預定距離處。該測厚儀也包括測量系統，操作耦合至該開關裝置用於接收表示在該開關裝置的觸發事件的信號且配置成測量梯度。該裝置也包括處理電路，操作耦合至該開關裝置及該測量系統用於在接收表示在該開關裝置的該觸發事件的該信號時藉由使用該梯度測量該物件厚度；及通訊電路，用於經由無線媒體發送已測量的該物件厚度至遠端資料庫。

在又一實施例中，一種用於測量物件厚度的方法被提供。該方法包括：放置物件於厚度測量裝置中的可移動平台上；壓縮柱塞於該可移動平台上所放置的該物件上；在由壓縮感測器感測預定壓縮時藉由使用觸發鍵觸發開關裝置；在觸發該開關裝置時藉由使用該測量裝置測量該柱塞的移動距離；藉由使用在觸發該開關裝置時所測量的該距離獲得該物件的厚度測量；及經由無線媒體自動發送該厚度測量至遠端資料庫。

100‧‧‧測厚儀

110‧‧‧凹洞

120‧‧‧上表面

130‧‧‧下表面

140‧‧‧物件

150‧‧‧測厚儀外殼

160‧‧‧柱塞總成

170‧‧‧柱塞

180‧‧‧柱塞凹洞

190‧‧‧箭號

200‧‧‧壓縮控制系統

210‧‧‧可移動平台

220‧‧‧壓縮感測器

230‧‧‧開關裝置

240‧‧‧箭號

250‧‧‧觸發鍵

260‧‧‧預定距離

270‧‧‧額外開關裝置

280‧‧‧額外觸發鍵

290‧‧‧測量系統

295‧‧‧距離

300‧‧‧處理電路

310‧‧‧信號

320‧‧‧通訊電路

330‧‧‧遠端資料庫

340‧‧‧無線媒體

350‧‧‧顯示器單元

400‧‧‧方法

本發明的這些及其他特徵、態樣、及優點將在下列詳細說明參照隨附的圖式加以閱讀時更好地理解，在該圖式中相似特性符號表示該圖式各處的相似部件，其中： 第1圖為依據一個實施例之測厚儀的剖面圖。

第2圖為表示依據一個實施例之一種用於測量物件厚度的方法中所包含的步驟之流程圖。

本揭示的實施例包括一種用於測量物件厚度的裝置。該裝置包括壓縮控制系統，其進一步包括可移動平台、壓縮感測器、及操作耦合至該壓縮感測器的開關裝置。該壓縮控制系統被用來在該可移動平台的預先定義壓縮時觸發開關裝置。該裝置也包括測量系統，其進一步包括處理電路，操作耦合至該開關裝置用於在該開關裝置的觸發事件時測量該物件厚度；以及通訊電路，用於發送已測量的該物件厚度至遠端資料庫。

第1圖為依據一個實施例之測厚儀100的剖面圖的示意圖。測厚儀100包括具有上表面120及下表面130的凹洞110。凹洞110被用來放置厚度必須被測量的物件140。測厚儀100也包括被附加在凹洞110周圍的測厚儀外殼150，其被用來容納測厚儀100的各種組件。測厚儀100也包括測厚儀外殼150內的柱塞總成160。柱塞總成160包括柱塞170，其在施加外力時在箭號190所表示的方向中移動。上表面120也形成柱塞總成160的一部份且包括柱塞凹洞180，其使柱塞170能夠在方向190中移動。在所示實施例中，方向190為垂直。

測厚儀100也包括壓縮控制系統200，其包括可移動平台210、壓縮感測器220、及開關裝置230。可移動平台210被設置於凹洞110的下表面130上且被配置成在施加外力時在箭號240所表示的方向中移動，其在此所示實施例中為垂直。可移動平台210可包括觸發鍵250。觸發鍵250可被定義為從可移動平台210朝向開關裝置230延伸的突起且位於開關裝置230之上使得預定距離260在觸發鍵250與開關裝置230之間被維持。在一個實施例中，可移動平台210可包括砧。

在一個實施例中，壓縮感測器220被操作耦合至可移動平台210且壓縮感測器220可被放置在測厚儀100附近的任何位置。在一個實施例中，壓縮感測器220可位在柱塞總成160上、在柱塞170上、或在可移動平台210下方。在另一實施例中，壓縮感測器220可包括彈簧系統、壓縮感測器、或力感測器。該壓力感測器被配置成感測被施加於物件140上或者柱塞170上的壓力。另一方面，該力感測器被配置成感測被施加於柱塞170上的力。在一個實施例中，該彈簧系統被機械耦合至可移動平台210。在特定實施例中，可移動平台210可包括中空圓柱形狀且該彈簧系統可被設置於可移動平台210內。在另一實施例中，可移動平台210可包括實心圓柱形狀且該彈簧系統可被設置於可移動平台210下方。

壓縮控制系統200進一步包括開關裝置230，其被操作耦合至壓縮感測器220。在壓縮感測器220包括 該彈簧系統的一個實施例中，開關裝置230可位於觸發鍵250下方預定距離260處。在另一實施例中，壓縮控制系統200可進一步包括額外開關裝置270，位於相鄰於開關裝置230。額外開關裝置270被用來啟動測厚儀100。為了啟動測厚儀100，柱塞170被壓低使得柱塞170施加力於可移動平台210上。在施加該力時，該可移動平台在方向中移動，其進一步移動被附接至可移動平台210的額外觸發鍵280。該額外觸發鍵也位於額外開關裝置270之上預定距離260處。額外觸發鍵280的此種移動使額外觸發鍵280能夠達到與額外開關裝置270的實體接觸。額外開關裝置270與額外觸發鍵280間的實體接觸被稱為觸發事件，其啟動測厚儀100用於施行測量。

為了藉由使用該測厚儀來測量物件140的厚度，物件140由使用者或自動化機制(未顯示)放置於可移動平台210上於凹洞110的下表面130處。在放置物件140於可移動平台210上時，在一個實例中該使用者或任何其他人朝向物件140壓縮柱塞170。柱塞170的此種壓縮使柱塞170能夠達到與物件140的接觸(觸碰)，其進一步在向下方向240中壓縮物件140及可移動平台210。

在該實施例中，可移動平台210包括中空圓柱形狀且壓縮感測器220包括該彈簧系統(也稱為220)，如以上所提到，彈簧系統220可位於可移動平台210內。因此，延續可移動平台210在向下方向240中的移動，力被施加於彈簧系統220上，其進一步壓縮彈簧系 統220。彈簧系統220被配置成承受預定壓縮，在其之後彈簧系統220抑制可移動平台210的向下移動。因此，開關裝置230與觸發鍵250間的距離260在設計測厚儀100期間被規定，使得觸發鍵250能夠在到達彈簧系統220的預定壓縮時觸發開關裝置230。彈簧系統220及具觸發鍵250的可移動平台210被安裝於測厚儀100中，使得在到達彈簧系統220的預定壓縮時，觸發鍵250達到與開關裝置230的實體接觸(觸碰)，其施行開關裝置230的觸發事件。如此處所使用，該觸發事件可被定義為由開關裝置230所產生控制信號以藉由使用測量系統290在觸發鍵250觸碰該開關裝置的時刻決定柱塞170的位置(移動)改變的測量。因此，待被理解的是，在達成彈簧系統220的預定壓縮時，觸發鍵250施行觸發事件且開關裝置230送出信號至測量系統290以進行物件140的厚度的測量。為了簡單理解，測厚儀100的應用是針對包括該彈簧系統的實施例加以討論，然而，其他實施例也可能以類似方式加以操作以達成相同結果。

測厚儀100進一步包括測量系統290，其被操作耦合至開關裝置230。在一個實例中，該測量系統接收表示開關裝置230的開關事件的信號310，根據該信號該測量系統290測量在測厚儀100中的柱塞170的梯度移動。如此處所使用，術語「梯度移動」可被定義為從一個點經過另一者中所觀察之屬性(距離為此申請書中的屬性)大小的增加或減少。在一個實施例中，測量系統290 可包括磁條，其可被附接至柱塞170。該磁條在一個實例中包括預先定義的梯度，其可藉由使用磁感測器加以讀取。測量系統290也包括該磁感測器，其可測量該磁條的移動以決定柱塞170已經移動的距離295。在其他實施例中，測量系統290也可包括不同種類的已知測量系統，其可被適當修改成被使用於該測厚儀中以測量柱塞170所行進的距離295。

測厚儀100進一步包括處理電路300，其被操作耦合至開關裝置230及測量系統290。開關裝置230也發送信號310至處理電路300以在執行觸發鍵250所施行的觸發事件時計算物件140的厚度的測量。處理電路300接收信號310及藉由獲得測量系統290所測量的距離295來計算被放置於凹洞110中的物件140的厚度。處理電路300可包括關於柱塞170的內定位置、柱塞170的該內定位置與可移動平台210的內定位置間的距離、觸發鍵250與開關裝置230間的距離之預先安裝的資料、及可被用來計算物件140的厚度的任何其他資料。處理電路300使用已測量距離295及預先安裝的資料來計算物件140的厚度。在計算物件140的厚度時，操作耦合至處理電路290的通訊電路320經由無線媒體340發送物件140的已測量厚度至遠端資料庫330。在一個實施例中，無線媒體340可包括藍芽網路、WiFi網路、或WiMAX網路。在另一實施例中，測厚儀100可進一步包括顯示器單元350，除了遠端資料庫330以外其可接收來自通訊電路320的該厚度 測量。在範例性實施例中，通訊電路320可能與處理電路300分開設置或可被整合於處理電路300內。

第2圖為表示依據一個實施例之一種用於測量物件厚度的方法400中所包含的步驟之流程圖。方法400包括在步驟410中放置物件於厚度測量裝置中的可移動平台上。方法400也包括在步驟420中壓縮柱塞至該可移動平台上所放置的該物件上。方法400進一步包括在步驟430中在由壓縮感測器感測預定壓縮時藉由使用觸發鍵觸發開關裝置。方法400也包括在步驟440中在觸發該開關裝置時藉由使用該測量裝置測量該柱塞的移動距離。方法400也包括在步驟450中藉由使用在觸發該開關裝置時所測量的該距離獲得該物件的厚度測量。方法400進一步包括在步驟460中經由無線媒體自動發送該厚度測量至遠端資料庫。在一個實施例中，經由該無線媒體自動發送該厚度測量至該遠端資料庫可包括經由藍芽網路、WiFi網路、或WiMAX網路自動發送該厚度測量至該遠端資料庫。

一個非限制性實例為使用測厚儀100，其被用來支援測量渦輪引擎中的接口間隙的技術人員，諸如渦輪葉片與護罩間的間隙。在此實例中，技術人員使用測隙規及插入測隙規葉至該間隙中。在抽出該測隙規時，該技術人員放置來自該間隙的該測隙規葉至測厚儀100的可移動平台210上且引起柱塞170自動測量該間隙厚度及通訊該測量。以此方式，較一致的測量被達成。此外該自動報告 容許該系統立即知會該技術人員是否該間隙測量表示需要進一步調查的異常或超出範圍容限。藉由比較該測量與歷史資料，系統可容許剩餘的有效使用壽命及維護的趨勢分析及預測。

待被理解的是，熟練的人員將承認來自不同實施例的各種特徵的互換性以及所述各種特徵與對各特徵的其他已知等效物可被混合且被熟習本技藝之人士匹配而依據本揭示的原理建構額外系統和技術。因此待被理解的是，所附申請專利範圍意圖涵蓋所有此種修改及改變當作落在本發明的準確精神內。

上文所述之用於測量物件厚度的裝置的範例性實施例提供較好的測量儀重複性及再現性。該壓縮控制系統致能以相同大小的力測量該物件厚度，其提供一致的重複性及再現性。該範例性裝置也致能在單一步驟中測量厚度及它的轉錄，降低轉錄誤差及時間損失。經由無線媒體發送該測量至遠端資料庫有助於達成該厚度的一個步驟測量及轉錄。

儘管本發明的僅某些特徵已經在此處被示出及描述，那些熟習本技藝之人士將想到許多修改及改變。因此待被理解的是，所附申請專利範圍意圖涵蓋所有此種修改及改變當作落在本發明的準確精神內。

Claims (18)

1. 一種用於測量物件厚度的裝置，包含：壓縮控制系統，包含：可移動平台；壓縮感測器；開關裝置，操作耦合至該壓縮感測器；測量系統，操作耦合至該開關裝置以用於接收表示在該開關裝置的觸發事件的信號且配置以測量梯度；處理電路，操作耦合至該開關裝置及該測量系統以用於在接收表示在該開關裝置的該觸發事件的該信號時藉由使用該梯度測量該物件厚度；及通訊電路，用於經由無線媒體發送已測量的該物件厚度至遠端資料庫。
2. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該壓縮感測器被操作耦合至該可移動平台。
3. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該壓縮感測器包含彈簧系統、壓力感測器或力感測器。
4. 如申請專利範圍第3項的裝置，其中該彈簧系統被機械耦合至該可移動平台。
5. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該可移動平台包含觸發鍵以施行該觸發事件。
6. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該開關裝置位於觸發鍵下方預定距離處。
7. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該壓縮感測器被操作耦合至柱塞總成。
8. 一種測厚儀，包含：壓縮控制系統，包含：可移動平台，設置於該測厚儀中的凹洞的下表面內，其中該可移動平台包含觸發鍵；彈簧系統，機械耦合至該可移動平台；開關裝置，位於該觸發鍵下方預定距離處；測量系統，操作耦合至該開關裝置以用於接收表示在該開關裝置的觸發事件的信號且配置以測量梯度；處理電路，操作耦合至該開關裝置及該測量系統以用於在接收表示在該開關裝置的該觸發事件的該信號時藉由使用該梯度測量該物件厚度；及通訊電路，用於經由無線媒體發送已測量的該物件厚度至遠端資料庫。
9. 如申請專利範圍第8項的測厚儀，其中該可移動平台包含中空圓柱形狀。
10. 如申請專利範圍第9項的測厚儀，其中該彈簧系統位於該可移動平台內。
11. 如申請專利範圍第8項的測厚儀，其中該可移動平台包含實心圓柱形狀。
12. 如申請專利範圍第11項的測厚儀，其中該彈簧系統位於該可移動平台下方。
13. 如申請專利範圍第8項的測厚儀，進一步包含柱塞總成，設置於測厚儀外殼中的該凹洞的上表面之上。
14. 如申請專利範圍第8項的測厚儀，進一步包含額外開關裝置，為了重複配置而位於相鄰於該開關裝置。
15. 如申請專利範圍第8項的測厚儀，其中該無線媒體包含藍芽網路、Wi-Fi網路、或WiMAX網路。
16. 如申請專利範圍第8項的測厚儀，進一步包含操作耦合至該測厚儀的顯示器單元，其中該通訊電路發送該物件的該厚度測量至除了該遠端資料庫之外的該顯示器單元。
17. 一種用於測量物件厚度的方法，包含：放置物件於厚度測量裝置中的可移動平台上；壓縮柱塞至該可移動平台上所放置的該物件上；在由壓縮感測器感測預定壓縮時藉由使用觸發鍵觸發開關裝置；在觸發該開關裝置時藉由使用該測量裝置測量該柱塞的移動距離；藉由使用在觸發該開關裝置時所測量的該距離獲得該物件的厚度測量；及經由無線媒體自動發送該厚度測量至遠端資料庫。
18. 如申請專利範圍第17項的方法，其中經由該無線媒體自動發送該厚度測量至該遠端資料庫包含經由藍芽網路、Wi-Fi網路、或WiMAX網路自動發送該厚度測量至該遠端資料庫。