本发明专利技术涉及一种测量不规则物体体积的装置，包括一带有盖体的密封测量室、真空泵、安装在测量室内的差分压力传感器、绝对压力传感器及微处理器；测量室内还可设置一个以上的充气气囊，测量室及充气气囊分别通过对外连接的阀装置与外部气体相连通；真空泵分别通过阀装置与测量室及充气气囊的气体入口相连通；微处理器分别与测量室、真空泵、差分压力传感器、绝对压力传感器及各阀装置电连接，用于控制阀门及真空泵，存储标定曲线，采集、记录差分压力传感器及绝对压力传感器的压力信号，累计、记录阀装置的开通时间，并换算出物体体积。本发明专利技术操作简单，不受物体形状的限制，测量数据准确。完全可以实现对零碎物体的准确测定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测量物体体积的方法和装置，具体涉及的是一种测量不规则形状物体体积的方法和装置。
技术介绍
工农业以及科学实验等诸多领域都需要测量物体的体积，而物体的形状又不可能全部都是规则的形状。目前对不规则形状物体体积的测量，最常采用的是利用阿基米德原理或者使用三维激光扫描技术来测量。利用阿基米德原理测量物体体积可测量任意形状的物体体积，操作简单，费用低，但是需要把物体浸入水中，对于很多精密的以及不能浸入水中的物体无法使用。三维激光测量技术的出现和发展为获取不规则物体的体积提供了全新的技术手段。而随着激光技术、半导体技术、微电子技术、计算机技术、传感器等技术的发展和应用需求的推动，三维激光扫描测量装置在精度、速度、易操作性、轻便、抗干扰能力等性能方面大幅度提升，扫描对象不断扩大，应用领域不断扩展，逐步成为快速获取空间实体三维模型的主要方式之一 。三维激光扫描测量技术克服了传统测量技术的局限性，采用非接触主动测量方式直接获取高精度三维数据，能够对任意物体进行扫描，快速将现实世界的信息转换成可以处理的数据。它具有应用领域广泛、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等特点，其输出格式可直接与CAD、三维动画等工具软件接口。实际应用中，根据三维激光扫描数据的特点及建模需求，选用相应的数据处理策略和方法。现有各种类型的点云数据处理软件，如三维激光扫描仪配带的相应点云数据处理软件或逆向工程领域比较著名的商业点云处理软件， 一般都具有点云数据编辑、拼接与合并、数据点三维空间量测、点云数据可视化、空间数据三维建模、紋理分析处理和数据转换等功能，但它们往往具有通用的处理功能，对于特定的数据处理效果有一定的不足之处，在功能和性能上也或多或少存在一定缺陷，且一般比较昂贵。目前尽管三维激光扫描测量技术应用领域广泛，但相关的理论与方法研究仍有待于完善。具体到体积测定时，三维激光扫描数据处理量大，需要配置内存大和高速CPU计算机，扫描和数据处理时间长。很多时候，使用者只需要知道物体的体积，但三维激光扫描需要先对物体逐点扫描建立物体的三维数字模型，然后才能得到体积，不仅费时，而且浪费资源。三维激光扫描对被测物体的表面要求比较高，物体表面如果太暗，太亮，或太粗糙，都会妨碍激光读取，从而影响测量精度。三维激光扫描对工作环境的要求也比较高，环境必须相对恒温，没有灰尘，震动小。在许多工业场所，这些要求往往达不到。另外，三维激光扫描不能用于测量零碎物体，例如一定体积的药物粉剂，工业粉末，造纸的木屑，建筑上的沙子和碎石的体积等。人们常常需要测量零碎物体的体积，从而知道物体放置在一起时的空隙率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简单方便、易于操作、成本低、测量快速，可在最大多数工作环境下工作的新型测量不规则形状物体体积的装置。本专利技术的另 一个目的是提供一种使用上述装置测量不规则形状物体体积的方法。为达上述目的，本专利技术采用了以下技术方案一种测量不规则形状物体体积的装置，包括测量室、真空泵、差分压力传感器、绝对压力传感器及^f鼓处理器；测量室为一带有盖体的密封容器，其上设有气体入口，气体入口通过对外连接的阀装置与外部气体相连通；真空泵通过阀装置与测量室的气体入口相连通，用于在测量室中产生真空；差分压力传感器安装在测量室内，用于监测测量室内的压力；绝对压力传感器安装在气体入口处，用于测量通入的气体压力；微处理器采用PIC18F452微处理器。分别与测量室、真空泵、差分压力传感器、绝对压力传感器及各阀装置电连接，用于控制阀门及真空泵存储标定曲线，采集、记录差分压力传感器及绝对压力传感器的压力信号，累计、记录阀装置的开通时间，并换算出物体体积。测量室内还可设置一个或一个以上的充气气嚢，充气气嚢分别通过阀装置与外部气体及真空泵相连通；绝对压力传感器装i殳于充气气囊的入口处，用于测量通入充气气嚢内的气体压力。对于没有孔隙的物体,例如金属块,测量室内也可不设置气嚢。如果不设置气嚢，被测物体放在测量室内，在测量室内达到真空后，外部气体直接放入测量室内，通过进入的气体体积可得知被测物体的体积。此时，因为被测物体没有孔隙，无须考虑气体进入孔隙会影响体积的测量。气体可以环绕被测物体并且直接接触被测物体，无需使用气囊隔离气体和被测物体。而在测定有孔隙的物体时，则需设置充气气嚢，充气气嚢根据物体的大小可对称设置两个，或上下左右四个或更多个，以气嚢充气后能够完全包裹纟皮测物体为准。与充气气嚢相连通的外部气体可为外部大气或外部高压气体。另外，还可在与大气相通的阀装置与外部大气之间装设一气体体积流量计，用于测量流入测量室和充气气嚢内物体的体积；气体体积流量计与处理器电连接，微处理器可采集并记录气体体积流量计的数据信息。测量室内还可设有一用于放置被测物品的支架，微处理器采用PIC18F452樣i处理器。一种测量不身见则物体体积的方法，包括如下步骤(1 )将未放置物品的测量室及充气气嚢抽取真空；(2)向充气气嚢/测量室内通入大气直至气嚢/测量室内压力与大气压力平衡或通入高压气体至一预定压力值，记录通入气体体积；(3 )将被测物体放入测量室内，用真空泵将测量室和充气气嚢中抽成真空；(4 )将大气通入充气气嚢/测量室内直至与大气压力相平衡或通入高压气体至(2)中所设预定压力值，记录通入气体体积；(5 )以未放置物品时进入充气气嚢/测量室的气体体积减去放入被测物品时充气气嚢/测量室的气体体积，即可得到被测物体体积。可使用绝对压力传感器来获取流入充气气嚢/测量室中的大气体积，当通气管道内径固定时，流入充气气嚢/测量室的大气体积等于大气流入充气气嚢/测量室至气压平衡的时间差乘以通气管路的横截面积再乘以气体的流速。公式为V-(L-T。hS，式中T的单位是秒，S是平方厘米，V是厘米/秒，V是毫升。由于样品室内部的体积远小于外部大气的体积，大气流入充气气横截面积，所以流入充气气嚢/测量室的大气体积可以由绝对压力传感器测得的大气流入充气气嚢/测量室至气压平衡的时间差和通气管路113的横截面积来决定，即当通气管路113的截面积一定时，流入充气气嚢/测量室的大气体积和大气流入充气气嚢/测量室至气压平纟軒时的时间成正比。力乾入充气气嚢/测量室的大气体积、可以用气乂玉平4軒时的时间来表达。具体才乘作时，可先将一系列已知体积的标准物体逐一放入测量室内测量，可以测得对于不同标准物体气压平衡的时间。这个体积和气压平衡时间的关系就是系统的标定曲线。把未知体积物体放入测量室内测量，得到对应未知物体的气压平衡时间，将气压平衡时间代入系统的标定曲线，即可得到未知物体的体积。或者，通过与外部大气相通的阀门和外部大气之间接入的气体体积流量计记录流经气体体积流量计的气体体积。以测量室没有任何被测物体时气体体积流量计记录的体积减去测量室内有被测物体时的气体的体积，既得出被测物体的体积。本专利技术测量不规则物体体积的装置结构简单，4乘作方便，制作成本低，测量速度快，可在科研、学校、工业场所等任意环境下进行操作使用，无环境限制，其换算及记录的过程完全由微处理器自动完成，实现了自动化操作。本专利技术测量不规则物体体积的方法以同等条件下达到压力平衡时的测量室内气体体积在未加入任何被测物体与加入被测物体的气体体积差来测定不规则物体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量不规则物体体积的装置，其特征在于：包括测量室、真空泵、差分压力传感器、绝对压力传感器及微处理器；测量室为一带有盖体的密封容器，其上设有气体入口，气体入口通过对外连接的阀装置与外部气体相连通；真空泵通过阀装置与测量室的气体入口相连通，用于在测量室产生真空；差分压力传感器安装在测量室内，用于监测测量室内的压力；绝对压力传感器安装气体入口处，用于测量通入的气体压力；微处理器分别与测量室、真空泵、差分压力传感器、绝对压力传感器及各阀装置电连接，用于控制阀门及真空泵，存储标定曲线，采集、记录差分压力传感器及绝对压力传感器的压力信号，累计、记录阀装置的开通时间，并换算出物体体积。
【技术特征摘要】
1、一种测量不规则物体体积的装置，其特征在于包括测量室、真空泵、差分压力传感器、绝对压力传感器及微处理器；测量室为一带有盖体的密封容器，其上设有气体入口，气体入口通过对外连接的阀装置与外部气体相连通；真空泵通过阀装置与测量室的气体入口相连通，用于在测量室产生真空；差分压力传感器安装在测量室内，用于监测测量室内的压力；绝对压力传感器安装气体入口处，用于测量通入的气体压力；微处理器分别与测量室、真空泵、差分压力传感器、绝对压力传感器及各阀装置电连接，用于控制阀门及真空泵，存储标定曲线，采集、记录差分压力传感器及绝对压力传感器的压力信号，累计、记录阀装置的开通时间，并换算出物体体积。2、 根据权利要求1所述的测量不规则物体体积的装置，其 特征在于测量室内设置一个或一个以上的充气气嚢，充气气嚢分别通 过阀装置与外部气体及真空泵相连通；绝对压力传感器装设于充 气气嚢的入口处，用于测量通入充气气嚢内的气体压力。3、 根据权利要求2所述的测量不规则物体体积的装置，其 特征在于所述充气气嚢在测量室内对称设置2个或4个。4、 根据权利要求1-3中任一所述的测量不规则物体体积的 装置，其特征在于1_ ^4r 丄ri 、；s /.厶,、,m jJ士 审tt 厶L An L i ,':n 厶 J士>4r /i_ /J_ 、—伴巧入-L，迅日'、j n衣且乂 T邱入nj々itg文衣--(^ 积流量计，用于测量流入测量室和充气气嚢内气体的体积；气体体积 流量计与处理器电连接，微处理器可采集并记录气体体积流量计 的数据信息。5、 根据权利要求4所述的测量不规则物体体积的装置，其 特征在于测量室内设有一用于放置被测物体的支架；微处理器采用 PIC18F452 ^鼓处理器。...
【专利技术属性】
技术研发人员：何天青，金燕平，
申请(专利权)人：常州广为仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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