一种物体表面粗糙程度的检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种物体表面粗糙程度的检测方法及系统。一种物体表面粗糙程度的检测系统，包括：交流电压信号获取模块，用于通过压电晶体发生压电效应从而产生交流电压信号；交流电压信号预处理模块，用于对交流电压信号进行预处理，并且将交流电压信号转换成电压数字信号；电压数字信号处理模块，用于将电压数字信号分成电压数字信号段，并且获取每一个电压数字信号段的峰值频率点；异常峰值频率点清理模块，用于判断峰值频率点是否异常；粗糙程度判断模块，用于通过粗糙程度值判断物体表面粗糙程度是否合格。本发明专利技术对场地、设备以及使用人员的要求极低，能够实时有效的对物体表面的粗糙程度进行获取，从而判断物体表面的粗糙程度是否符合要求。是否符合要求。是否符合要求。

【技术实现步骤摘要】
一种物体表面粗糙程度的检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及粗糙度检测
，特别地涉及一种物体表面粗糙程度的检测方法及系统。

技术介绍

[0002]物体表面的粗糙程度是指物体表面具有一些有间距的小峰谷，不同的物体对粗糙程度的要求不一样，如果人行道上的粗糙程度过低的话，在下雨的时候会造成打滑的情况，如果一些工业生产的零件表面粗糙程度过高的话，会造成设备上的损坏。
[0003]目前的粗糙程度的检测方法有对比法、光切法、干涉法和触针法；但是对比法人为影响因素较大，会造成较大误差，光切法过于繁琐，干涉法常用于实验室，触针法接触到的面积太小，效率过低。
[0004]因此需要一种物体表面粗糙程度的检测方法及系统。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本申请提供一种物体表面粗糙程度的检测方法及系统。
[0006]作为本申请的一个方面，提供一种物体表面粗糙程度的检测方法。
[0007]一种物体表面粗糙程度的检测方法，包括如下步骤：
[0008]S1：将压电晶体在待测物体表面进行匀速滑动，在匀速滑动过程中，压电晶体因为压电效应而产生交流电压信号；
[0009]S2：压电晶体和模数转换器通过有线连接，将产生的交流电压信号进行预处理，预处理包括交流电压信号转换和小直流电压信号的放大，最后通过模数转换器将预处理好的直流电压信号转换为电压数字信号；
[0010]S3：将电压数字信号传输至处理终端，并且按照预设时间间隔将电压数字信号分成Q段电压数字信号段，再获取每一个电压数字信号段的峰值频率点；
[0011]S4：判断S3中获取的峰值频率点是否为异常峰值频率点，若峰值频率点判定为异常峰值频率点，则将异常峰值频率点进行删除，反之，则将峰值频率点进行保留；
[0012]S5：通过S4中保留的峰值频率点计算电压算术平均偏差和电压不平度十点峰值，从而获取粗糙程度值，并且根据粗糙程度值判断物品表面是否符合标准。
[0013]作为本专利技术的一个优选，对于步骤S2，预处理的步骤如下：首先对交流电压信号进行转换，转换步骤如下：将交流电压信号进行分压限幅，将交流电压信号的幅度量化至模数转换器电路的量程之内，再采用典型的二阶低通滤波器电路对交流电压信号进行滤波处理，最后通过全波整流电路将交流电压信号转换成小直流电压信号；然后对转换获得的小直流电压信号进行处理，处理步骤如下：先将小直流电压信号进行滤波处理，再通过精密增益差分放大器将小直流电压信号转换成单端信号的形式，再次对小直流电压信号进行滤波，最后接入比例运算电路，将小直流电压信号放大至预设标准直流电压信号的范围之内；最后，将预处理好的直流电压信号通过模数转换器转换成电压数字信号。
[0014]作为本专利技术的一个优选，对于步骤S3，将S2中得到的数字信号传输至处理终端进行处理，处理方法如下：电压数字信号是一个电压随时间变化的序列，将电压数字信号按照预设时间间隔分为Q段电压数字信号段，q＝1，2，3
…
Q，从中选取电压数字信号段L
q
，并且从电压数字信号段L
q
中随机采集N个时域样本点，并且将X(n)作为这些时域样本点的值，其中，n为时域样本点的编码，n＝1，2，3
…
N，再将时域样本点的值X(n)进行快速傅里叶变换，快速傅里叶变换公式为：其中j表示复向量，从而得到频域图像，频域图像的横坐标为频率f，且纵坐标为m，m＝|X(k)|，其中k为频域样本点的编码，k＝1，2，3
…
N，且时域样本点的值X(n)在频域中所对应的值为X(k)；在频域图像中的纵坐标m中获取峰值M，即M＝m
max
，并且获取峰值M
q
所对应的频率F
q
，将(M
q
，F
q
)作为电压数字信号段L
q
的峰值频率点。
[0015]作为本专利技术的一个优选，对于步骤S4，判断方法如下：将获取的峰值频率点中的峰值及对应的频率和预设的最高峰值、预设的最低峰值、预设的最高频率和预设的最低频率进行对比，若峰值频率点的峰值大于预设的最高峰值，且峰值对应的频率小于预设的最小频率，则判定此峰值频率点为异常峰值频率点；若峰值频率点的峰值小于预设的最低峰值，且峰值幅度对应的频率大于预设的最大频率，也将此峰值频率点判定为异常峰值频率点；最后将异常峰值频率点进行删除，其他的峰值频率点进行保留。
[0016]作为本专利技术的一个优选，对于步骤S5，将S4中保留的峰值频率点进行分析，通过公式获取电压算术平均偏差R
a
，再从保留的峰值频率点按照峰值大小进行排列，获取前十个最大的峰值M
P
，p＝1，2，3
…
10利用公式10利用公式获取电压不平度十点峰值R
z
，最后通过公式Ω＝S1×
R
a
+S2×
R
Z
获取粗糙程度值Ω，其中，S1和S2均为预设的比例系数；将获取的粗糙程度值Ω和预设的粗糙程度值γ进行对比，若Ω大于γ，则说明此物品表面粗糙程度过大，不符合要求；反之，则说明物体表面粗糙程度符合要求。
[0017]作为本专利技术的一个优选，所述的模数转换器的过程为取样、保持、量化和编码。
[0018]作为本申请的另一个方面，还提供一种物体表面粗糙程度的检测系统。
[0019]一种物体表面粗糙程度的检测系统，包括：
[0020]交流电压信号获取模块，用于通过压电晶体发生压电效应从而产生交流电压信号；
[0021]交流电压信号预处理模块，用于对交流电压信号进行预处理，并且将交流电压信号通过模数转换器转换成电压数字信号；
[0022]电压数字信号处理模块，用于将电压数字信号分成电压数字信号段，并且获取每一个电压数字信号段的峰值频率点；
[0023]异常峰值频率点清理模块，用于判断峰值频率点是否异常，若判定峰值频率点为异常，则将异常峰值频率点进行删除，反之，则保留；
[0024]粗糙程度判断模块，用于通过粗糙程度值判断物体表面粗糙程度是否合格。
[0025]作为本专利技术的一个优选，还包括：
[0026]粗糙程度监测模块，用于通过电子显示屏显示电压数字信号和粗糙程度值。
[0027]本专利技术具有以下优点：
[0028]1本专利技术利用压电效应将物体表面轮廓的变化转变成交流电压信号的变化，再将交流电压信号进行预处理，得到电压数字信号，再将电压数字信号分成电压数字信号段，并且计算每一段电压数字信号段对应的峰值频率点，通过这些峰值频率点计算出电压算术平均偏差和电压不平度十点峰值，再通过对电压算术平均偏差和电压不平度十点峰值的计算，获取粗糙程度值，从而判断物体表面的粗糙程度。
[0029]2本专利技术对场地、设备以及使用人员的要求极低，能够实时有效的对物体表面的粗糙程度值进行获取，从而判断物体表面的粗糙程度是否符合要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物体表面粗糙程度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将压电晶体在待测物体表面进行匀速滑动，在匀速滑动过程中，压电晶体因为压电效应而产生交流电压信号；S2：压电晶体和模数转换器通过有线连接，将产生的交流电压信号进行预处理，预处理包括交流电压信号转换和小直流电压信号的放大，最后通过模数转换器将预处理好的直流电压信号转换为电压数字信号；S3：将电压数字信号传输至处理终端，并且按照预设时间间隔将电压数字信号分成Q段电压数字信号段，再获取每一个电压数字信号段的峰值频率点；S4：判断S3中获取的峰值频率点是否为异常峰值频率点，若峰值频率点判定为异常峰值频率点，则将异常峰值频率点进行删除，反之，则将峰值频率点进行保留；S5：通过S4中保留的峰值频率点计算电压算术平均偏差和电压不平度十点峰值，从而获取粗糙程度值，并且根据粗糙程度值判断物品表面是否符合标准。2.如权利要求1所述的一种物体表面粗糙程度的检测方法，其特征在于，对于步骤S2，预处理的步骤如下：首先对交流电压信号进行转换，转换步骤如下：将交流电压信号进行分压限幅，将交流电压信号的幅度量化至模数转换器电路的量程之内，再采用典型的二阶低通滤波器电路对交流电压信号进行滤波处理，最后通过全波整流电路将交流电压信号转换成小直流电压信号；然后对转换获得的小直流电压信号进行处理，处理步骤如下：先将小直流电压信号进行滤波处理，再通过精密增益差分放大器将小直流电压信号转换成单端信号的形式，再次对小直流电压信号进行滤波，最后接入比例运算电路，将小直流电压信号放大至预设标准直流电压信号的范围之内；最后，将预处理好的直流电压信号通过模数转换器转换成电压数字信号。3.如权利要求2所述的一种物体表面粗糙程度的检测方法，其特征在于，对于步骤S3，将S2中得到的数字信号传输至处理终端进行处理，处理方法如下：电压数字信号是一个电压随时间变化的序列，将电压数字信号按照预设时间间隔分为Q段电压数字信号段，q＝1，2，3
…
Q，从中选取电压数字信号段L
q
，并且从电压数字信号段L
q
中随机采集N个时域样本点，并且将X(n)作为这些时域样本点的值，其中，n为时域样本点的编码，n＝1，2，3
…
N，再将时域样本点的值X(n)进行快速傅里叶变换，快速傅里叶变换公式为：域样本点的值X(n)进行快速傅里叶变换，快速傅里叶变换公式为：其中j表示复向量，从而得到频域图像，频域图像的横坐标为频率f，且纵坐标为m，m＝|X(k)|，其中k为频域样本点的编码，k＝1，2，3
…
N，且时域样本点的值X(n)在频域中所对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明坤，李沈江，孙明乾，
申请(专利权)人：广州珀泰检测仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：