環形器件內外徑測量裝置制造方法
【專利摘要】本發明的環形器件內外徑測量裝置，包括測量池和超聲探頭，待測量環形器件放置于測量池中；其中，所述測量池包括供油閥、液位檢測單元、泄油閥和呈圓柱體狀的箱體，液位檢測單元設置于箱體內的預設液位高度處，且液位檢測單元與供油閥相連，泄油閥設置于箱體的底部，油介質通過供油閥流入箱體內，當液位檢測單元檢測到油介質超過預設液位高度，控制供油閥關閉；所述箱體在同一高度處的圓周上互為垂直的位置設置有一對探頭預留孔，從而形成單層探頭預留孔結構；所述超聲探頭放置于探頭預留孔處，用于對待測量環形器件進行測量。
【專利說明】環形器件內外徑測量裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及超聲波測量，尤其是涉及環形器件內外徑測量裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，常用的非接觸式測量方法有超聲波、激光和紅外線，其中：
[0003] 在激光測距中，當激光傳感器工作時，先由激光發射單元對準目標發射激光脈沖， 經目標反射后，激光向各方向散射，部分散射光返回到傳感器的接收器，接收頭可以接收到 部分反射的信號，再被光學系統接收后成像到雪崩光電二極管上，由此產生光信號，通過測 量光脈沖發射到返回的時間，即用往返時間乘以光速再除以二便能測定目標距離。但是，激 光傳感器必須及其精確地測定傳輸時間，而由于光速太快，往往會影響測量結果，另外，激 光測距裝置的制作難度較大、成本高且存在安全問題。
[0004] 在紅外線測距中，紅外傳感器利用紅外信號遇到不同距離的障礙物反射的強度不 同的原理進行障礙物遠近的檢測。紅外傳感器具有一對二極管能夠發射和接收紅外信號， 發射管發射特定頻率的紅外信號，接收管接收這種頻率的紅外信號，當紅外的檢測方向遇 到障礙物時，紅外信號反射回來被接收管接收，經過處理之后，就可以得到目標距離。但是， 紅外傳感器在測量過程中容易受到外界環境的影響，如灰塵、強光的干擾，從而導致測量結 果不準確，并且紅外線測距的量程短、方向性差。
[0005] 在超聲波測距中，超聲波對固體、液體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固 體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波， 碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方 面。以超聲波作為檢測手段，必須產生超聲波和接收超聲波。實現這種功能的裝置就是超 聲波傳感器，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。其的工作原理就是利用壓電效應，當 傳感器發射超聲波時，脈沖信號激勵超聲波發射器向外發射超聲波。當發射的超聲波碰到 障礙物時，會被反射。當反射的聲波被超聲波接收器接收到，停止計時。傳感器接收端將超 聲波轉化為電信號送到單片機，根據發射與接收的時間差與超聲波的傳播速度來計算被測 物體的距離。
[0006] 超聲波具有頻率高、波長短、繞射小、方向性好并能夠為反射線定向傳播等優點， 同時超聲波傳感器模塊能量消耗小有利于測距。其中，在中、小距離測量時，超聲波傳感器 的分辨率、方向性都優于紅外線測距，而且成本較低，安全性高，從成本及安全性方面考慮， 超聲波測距傳感器優于激光測距傳感器。由于超聲波的指向性強，能量消耗緩慢，在介質中 傳播的距離較遠，因而超聲波可以用于距離的測量，與電磁的或光學的方法相比，它不受光 線、被測對象顏色等影響。對于被測物處于黑暗、在灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣環境 下有一定的適應能力。因此，在液位測量、機械手控制、車輛自動導航、物體識別等方面有廣 泛應用。特別是應用于空氣測距，由于空氣中波速較慢，其中回波信號中包含的沿傳播方向 上的信號很容易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其準確度也較其他方法高。而且超聲波 傳感器具有結構簡單、體積小、信號處理可靠等特點。
[0007] 在現有技術中，尚未有能夠精確地對環形器件內外徑進行測量的方案。
【發明內容】
[0008] 本發明提供一種環形器件內外徑測量裝置，包括測量池和超聲探頭，待測量環形 器件放置于測量池中；
[0009] 其中，所述測量池包括供油閥、液位檢測單元、泄油閥和呈圓柱體狀的箱體，液位 檢測單元設置于箱體內的預設液位高度處，且液位檢測單元與供油閥相連，泄油閥設置于 箱體的底部，油介質通過供油閥流入箱體內，當液位檢測單元檢測到油介質超過預設液位 高度，控制供油閥關閉；
[0010] 所述箱體在同一高度處的圓周上互為垂直的位置設置有一對探頭預留孔，從而形 成單層探頭預留孔結構；
[0011] 所述超聲探頭放置于探頭預留孔處，用于對待測量環形器件進行測量。
[0012] 進一步的，所述箱體在同一高度處的圓周上每間隔45度設置有一探頭預留孔，從 而形成單層探頭預留孔結構。
[0013] 進一步的，所述箱體從底部到所述預設液位高度的不同高度處分別設置有單層探 頭預留孔結構。
[0014] 進一步的，各個單層探頭預留孔結構之間間隔相同高度。
[0015] 進一步的，所述液位檢測單元為浮球或距離傳 感器。
[0016] 本發明的有益效果是：通過將超聲探頭放置于測量池上的一對相互垂直的探頭預 留孔中，在待測環形器件放置于測量池后，通過在測量池中添加油介質，超聲探頭發出的超 聲波在油介質內遇到障礙物形成回波，從而能夠對待測環形器件的內外徑進行測定，具有 較高的精確度，且測量裝置無需接觸待測量環形器件；
[0017] 通過在箱體同一高度處的圓周上每間隔45度設置一探頭預留孔，從而形成單層 探頭預留孔結構，其中，任一互為垂直的2個超聲探頭可用于對待測量環形器件的內外徑 進行測量，另外6個超聲探頭2能夠對測量結果進行校驗，并且，由此也可以確定待測量環 形器件的圓度；
[0018] 通過在箱體從底部到所述預設液位高度的不同高度處分別設置單層探頭預留孔 結構，能夠測量到待測量環形器件在不同高度處的內外徑，甚至圓度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明環形器件內外徑測量裝置的結構圖；
[0020] 圖2是本發明箱體的結構圖；
[0021] 圖3是本發明環形器件內外徑測量裝置測量的幾何模型示意圖；
[0022] 圖4是本發明環形器件內外徑測量裝置在一種實施例下的結構圖；
[0023] 其中，1為待測量環形器件，2為超聲探頭，3為供油閥，4為液位檢測單元，5為泄油 閥，6為箱體,61為探頭預留孔。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細描述。
[0025] 本申請的環形器件內外徑測量裝置，包括測量池和超聲探頭2,待測量環形器件I 放置于測量池中；其中，所述測量池包括供油閥3、液位檢測單元4、泄油閥5和呈圓柱體狀 的箱體6,液位檢測單元4設置于箱體6內的預設液位高度處，且液位檢測單元4與供油閥 3相連，泄油閥5設置于箱體6的底部，油介質通過供油閥3流入箱體6內，當液位檢測單元 4檢測到油介質超過預設液位高度，控制供油閥3關閉；所述箱體6在同一高度處的圓周上 互為垂直的位置設置有一對探頭預留孔61，從而形成單層探頭預留孔結構；所述超聲探頭 2放置于探頭預留孔61處，用于對待測量環形器件1進行測量。
[0026] 通過將超聲探頭放置于測量池上的一對相互垂直的探頭預留孔中，在待測環形器 件放置于測量池后，通過在測量池中添加油介質，超聲探頭發出的超聲波在油介質內遇到 障礙物形成回波，從而能夠對待測環形器件的內外徑進行測定，具有較高的精確度，且測量 裝置無需接觸待測量環形器件。
[0027] 如圖1所示，在本申請中，環形器件內外徑測量裝置包括測量池和超聲探頭2,待 測量環形器件1放置于測量池中，且可以放置在測量池內任意位置，待測量環形器件1可以 為機車車輛的整體軸承。
[0028] 具體的，測量池包括供油閥3、液位檢測單元4、泄油閥5和呈圓柱體狀的箱體6,液 位檢測單元4設置于箱體6內的預設液位高度處，且液位檢測單元4與供油閥3相連，泄油 閥5設置于箱體6的底部。
[0029] 當測量時，測量池充滿油介質，油介質通過供油閥3流入箱體6內，當液位檢測單 元4檢測到油介質超過預設液位高度，控制供油閥3關閉，通過泄油閥5能夠將箱體6內的 油介質排出，定期對油介質進行更換，防止測量引入外界環境的影響。所述液位檢測單元4 可以為浮球或距離傳 感器。
[0030] 具體的，如圖2所示，箱體6在同一高度處的圓周上互為垂直的位置設置有一對探 頭預留孔61，從而形成單層探頭預留孔結構。超聲探頭2放置于探頭預留孔處61，超聲探頭 2發出的超聲波在油介質內遇到障礙物形成回波，從而能夠測定距離，進行對待測量環形器 件1進行測量，無需接觸即可自動測量。
[0031] 在本申請中，通過相互垂直的兩個超聲探頭2,能夠實現對環形器件內徑和外徑的 測量。如圖3所示，以0為圓心，半徑為r的小圓和半徑為R的大圓分別表示待測量環形器 件1的內徑圓和外徑圓，若箱體6內徑為已知值R'，通過相互垂直的兩個超聲探頭A和H 進行超聲波測量，能夠得到AB = a, AC = b，AE = d，HI = e，HJ = f，HL = g，HM = h，待測 量環形器件I內外徑計算過程如下：
【權利要求】
1. 環形器件內外徑測量裝置，其特征在于，包括測量池和超聲探頭（2)，待測量環形器 件（1)放置于測量池中； 其中，所述測量池包括供油閥（3)、液位檢測單元（4)、泄油閥（5)和呈圓柱體狀的箱體 (6)，液位檢測單元（4)設置于箱體￠)內的預設液位高度處，且液位檢測單元（4)與供油 閥（3)相連，泄油閥（5)設置于箱體（6)的底部，油介質通過供油閥（3)流入箱體（6)內， 當液位檢測單元（4)檢測到油介質超過預設液位高度，控制供油閥（3)關閉； 所述箱體（6)在同一高度處的圓周上互為垂直的位置設置有一對探頭預留孔（61)，從 而形成單層探頭預留孔結構； 所述超聲探頭（2)放置于探頭預留孔（61)處，用于對待測量環形器件（1)進行測量。
2. 如權利要求1所述的環形器件內外徑測量裝置，其特征在于，所述箱體（6)在同一高 度處的圓周上每間隔45度設置有一探頭預留孔￠1)，從而形成單層探頭預留孔結構。
3. 如權利要求1所述的環形器件內外徑測量裝置，其特征在于，所述箱體（6)從底部到 所述預設液位高度的不同高度處分別設置有單層探頭預留孔結構。
4. 如權利要求3所述的環形器件內外徑測量裝置，其特征在于，各個單層探頭預留孔 結構之間間隔相同高度。
5. 如權利要求1所述的環形器件內外徑測量裝置，其特征在于，所述液位檢測單元（4) 為浮球或距離傳感器。
【文檔編號】G01B17/06GK104390610SQ201410621147
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】楊濤, 永遠, 陳輝, 韓奎, 謝小川 申請人:西南交通大學