一种动态平面分析方法及动态平面高度测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种动态平面分析方法，方法包括：根据超声波原理对动态平面各个高度数据进行检测；根据所述高度数据构建所述动态平面的三维图形；根据所述三维图形计算所述动态平面的评判参数。本发明专利技术还提供了一种动态平面高度测量系统。本发明专利技术采用超声波发射进行高度测量及动态平面的评判参数的计算，本发明专利技术采用超声波为非接触式的距离检测，无任何机械传动部件不与被测平面进行接触，不受电磁干扰、不怕酸碱等强腐蚀性液体，因此，能快速且精确的对动态平面进行高度测量；且超声波的响应时间短，可以实现无滞后的实时测量。

A Dynamic Plane Analysis Method and Dynamic Plane Height Measurement System

【技术实现步骤摘要】
一种动态平面分析方法及动态平面高度测量系统
本专利技术涉及高度测量的
，特别涉及一种动态平面分析方法及动态平面高度测量系统。
技术介绍
高度传感器用于测试被测平面的高度，现有市场上的高度传感器检测高度功能主要集中被测平面相对静止且相对距离变化频率不大的情况下使用。而对于被测平面高度变化频率快且平面快速移动情况下，现有的高度传感器会出现反应不灵敏、检测高度不准确的情况。为此，我们提出了一种动态平面分析方法及动态平面高度测量系统。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种动态平面分析方法及动态平面高度测量系统，具有对动态平面快速且精确的高度测量、响应时间短的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了一种动态平面分析方法，包括：步骤S1、根据超声波原理对动态平面各个高度数据进行检测；步骤S2、根据所述高度数据构建所述动态平面的三维图形。步骤S3、根据所述三维图形计算所述动态平面的评判参数。优选的，所述步骤S1具体包括：步骤S11、通过发射与接收超声波的时间差计算所述动态平面某个位置的高度数据；步骤S12、间隔一设定时间再次发射超声波，循环重复上述步骤，检测出所述动态平面多个位置点的所述高度数据。优选的，所述步骤S11具体包含：步骤S111、超声波探头向所述动态平面发射一设定角度的超声波，并记录发射的第一时刻；信号接收器接收所述超声波的反射回波，并记录接收的第二时刻；步骤S112、通过所述第一时刻及所述第二时刻计算超声波传播的往返时间差；步骤S113、根据所述往返时间差计算所述动态平面与所述超声波探头的测试距离；步骤S114、将所述超声波探头的安装高度减所述测试距离得到所述高度数据。优选的，所述高度数据包含在左右方向上的横向高度值及在前后方向上的纵向高度值。优选的，所述评判参数包含平面度及粗糙度。一种动态平面高度测量系统，包括机架、高度测量传感器、动态平面及主机，所述高度测量传感器沿水平方向滑动设于所述机架上，所述高度测量传感器设于所述动态平面上方，所述高度测量传感器与所述主机连接。优选的，所述高度测量传感器用于对测试平面快速移动或平面高度变化频率快的测试平面进行高度测量。优选的，所述高度测量传感器包括：超声波探头，用于向所述测试平面发射超声波脉冲信号；信号接收单元，用于接收在所述动态平面反射的超声波回波信号；时间计算单元，用于计算超声波往返的传播时间；及高度计算单元，用于根据所述传播时间计算动态平面的高度数据；所述超声波探头、所述信号接收单元均与所述时间计算单元连接，所述时间计算单元与所述高度计算单元连接。优选的，所述超声波探头发射的超声波设有一设定角度，所述超声波探头发射的每一帧超声波的频率都是唯一频率。优选的，所述的动态平面高度测量系统还包括用于显示构建所述动态平面的三维图形及所述动态平面的评判参数的显示屏，所述主机与所述显示屏连接。现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术采用超声波发射进行高度测量及动态平面的评判参数的计算，本专利技术采用超声波为非接触式的距离检测，无任何机械传动部件不与被测平面进行接触，不受电磁干扰、不怕酸碱等强腐蚀性液体，因此，能快速且精确的对动态平面进行高度测量；且超声波的响应时间短，可以实现无滞后的实时测量。附图说明图1为本专利技术实施例的动态平面分析方法的流程图。图2为本专利技术实施例的动态平面高度测量系统的示意图。图3为本专利技术实施例的高度测量传感器的示意图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。超声波是一种高频率的声波，它的方向性好，穿透能力强，且超声波可用于灰尘、雾或蒸汽环境中。将超声波运用于高度测量方法中，因超声波的响应时间较短能实时测量，可以对快速移动或高度频率快速变化的动态平面进行测量，且能得到精确的高度数据。本专利技术通过超声波上述特性，通过超声波在发射与反射接收的时间差计算动态平面的高度数据。图1为本专利技术实施例的动态平面分析方法的流程图，下面结合图1对动态平面分析方法的具体步骤进行描述：步骤S1、根据超声波原理对动态平面各个高度数据进行检测；步骤S2、根据高度数据构建动态平面的三维图形。步骤S3、根据三维图形计算动态平面的评判参数。将动态平面分解为多个位置点，对每个位置点进行高度数据测量，对每个位置点的高度数据测量步骤过程进行描述，通过发射与接收超声波的时间差计算动态平面某个位置的高度数据。具体的，超声波探头向动态平面发射一设定角度的超声波，并记录发射的第一时刻t1；超声波在气体中传播，当超声波遇到动态平面后被反射，信号接收器接收超声波的反射回波，并记录接收的第二时刻t2。通过第一时刻及第二时刻计算超声波传播的往返时间差为Δt＝t2-t1，超声波在空气中传播有一传播速度v0，根据往返时间差计算出动态平面与超声波探头的测试距离d1＝v0*Δt。此时，还需将测试距离换算为动态平面的高度数据h1，该动态平面的高度数据h1为将超声波探头的安装高度h0减测试距离d1，得到高度数据h1＝h0-d1。进一步的，间隔一设定时间再次发射超声波，循环重复上述步骤，检测出动态平面多个位置点的高度数据(h1，h2，h3......hn)，高度数据包含在左右方向上的横向高度值及在前后方向上的纵向高度值。从而，可以由所有的高度数据构成动态平面并构建动态平面的三维图形。当构建完成动态平面的三维图形后，进一步的对动态平面的评判参数进行分析，评判参数包含平面度及粗糙度，通过平面度和粗糙度可以评判动态平面性能。平面度是指具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差；粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，表面粗糙度越小，则表面越光滑。平面度及粗糙度均可以通过测量的动态平面的高度数据进行计算。基于上述的动态平面200分析方法，本专利技术还提供了一种动态平面高度测量系统1，图2为本专利技术实施例的动态平面高度测量系统1的示意图，如图2所示，本实施例的动态平面高度测量系统1包括机架(图中未示)、高度测量传感器100、动态平面200及主机300。其中，高度测量传感器100用于对测试平面快速移动或平面高度变化频率快的测试平面进行高度测量，高度测量传感器100设于动态平面200上方。其中，当高度测量传感器100为多个时，可以同时测量整个动态平面200的各个位置点的高度数据，测量过程更加高效；但并不以此为限，高度测量传感器100的个数可以为1个。具体的，图3为本专利技术实施例的高度测量传感器100的示意图，如图3所示，本实施例的高度测量传感器100包括：超声波探头101、信号接收单元102、时间计算单元103及高度计算单元104。超声波探头101用于向测试平面发射超声波脉冲信号，超声波探头101发射的超声波设有一设定角度，超声波探头101发射的每一帧超声波的频率都是唯一频率。信号接收单元102用于接收在动态平面200反射的超声波回波信号；时间计算单元103用于计算超声波往返的传播时间；高度计算单元104用于根据传播时间计算动态平面200的高度数据。各个部件的连接关系为：超声波探头101、信号接收单元102均与时间计算单元103连接，时间计算单元103与高度计算单元104连接。请继续参阅图2，本实施例的高度测量传感器100与主机300连接，即是高度计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态平面分析方法，其特征在于，包括：步骤S1、根据超声波原理对动态平面各个高度数据进行检测；步骤S2、根据所述高度数据构建所述动态平面的三维图形；步骤S3、根据所述三维图形计算所述动态平面的评判参数。

【技术特征摘要】
1.一种动态平面分析方法，其特征在于，包括：步骤S1、根据超声波原理对动态平面各个高度数据进行检测；步骤S2、根据所述高度数据构建所述动态平面的三维图形；步骤S3、根据所述三维图形计算所述动态平面的评判参数。2.根据权利要求1所述的动态平面分析方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：步骤S11、通过发射与接收超声波的时间差计算所述动态平面某个位置的高度数据；步骤S12、间隔一设定时间再次发射超声波，循环重复上述步骤，检测出所述动态平面多个位置点的所述高度数据。3.根据权利要求2所述的动态平面分析方法，其特征在于，所述步骤S11具体包含：步骤S111、超声波探头向所述动态平面发射一设定角度的超声波，并记录发射的第一时刻；信号接收器接收所述超声波的反射回波，并记录接收的第二时刻；步骤S112、通过所述第一时刻及所述第二时刻计算超声波传播的往返时间差；步骤S113、根据所述往返时间差计算所述动态平面与所述超声波探头的测试距离；步骤S114、将所述超声波探头的安装高度减所述测试距离得到所述高度数据。4.根据权利要求1所述的动态平面分析方法，其特征在于，所述高度数据包含在左右方向上的横向高度值及在前后方向上的纵向高度值。5.根据权利要求1所述的动态平面分析方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董辉，周再建，唐春鹏，朱晓东，何万顺，段光辉，阮鹏，蒲金成，
申请(专利权)人：东莞市诺丽电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44