[发明专利]非接触式压力检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置及检测方法，特别涉及一种非接触式压力检测装置及其检测方法。

背景技术

现有接触式电容压力传感器，其输出存在非线性，寄生电容和分布电容影响灵敏度和测量精度，硅压力传感器对工况的温度有限制。随着工业测量领域的不断扩展，对高温工况的测量、测量精度及测量速度的不断提高,传统的接触式压力传感器已经无法满足工业界的需求，因此要提供一种测量精度高、稳定性好、能测量高温介质压力的非接触式压力传感器己成为当务之亟。

发明内容

本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种非接触式压力检测装置及其检测方法，该检测装置及检测方法不仅能测量高温介质压力，而且分辨率高、稳定性好、测量精度高、使用安全可靠。

本发明是这样实现的：

方案(一)：

一种非接触式压力检测装置，其特征在于：包括与被测物体相连接且能根据被测物体压力变化而产生形变的弹性部件、固设于弹性部件上的参照块、用于向参照块发射光线的入射光源组件以及用于获取参照块反射或散射后光线的聚焦摄像组件，所述入射光源组件包括沿光线入射方向上依次设置于入射光轴上的光源、光线会聚透镜，所述聚焦摄像组件包括沿光线聚焦方向上依次设置于聚焦光轴上的成像聚焦透镜以及数字图像传感器，所述入射光轴和聚焦光轴偏折了设定的角度，所述非接触式压力检测装置还包括与数字图像传感器连接的智能图像处理装置，智能图像处理装置能获取数字图像传感器的图像信息从而根据反射或散射后光斑在图像传感器上的位置变化计算出参照块的位移量，进而计算出被测物体压力的变化。

进一步地，该装置还包括基座以及设置于基座体内的光线反射腔，所述光线反射腔靠近参照块的一端与外部相连通，另一端位于基座体内，所述光线反射腔的开口端固设有用于与被测物体相连接的连接件，所述连接件位于光线反射腔内的一端设有开口朝向光线反射腔的引压腔，所述连接件上设有用于连通引压腔和被测物体的引压孔，所述弹性部件封设于引压腔的开口上，所述参照块固设于弹性部件位于光线反射腔一侧的表面上，所述光线反射腔位于基座体内的一端设有与外部相连通的聚光基座安装孔，所述光线反射腔的侧壁设有与外部相连通且轴线与聚光基座安装孔的轴线偏折设定角度的成像基座安装孔；该装置还包括安装于聚光基座安装孔上的聚光基座以及安装于成像基座安装孔上的成像基座，所述光线会聚透镜安装于聚光基座位于光线反射腔内的一端，所述光源安装于聚光基座内，所述成像聚焦透镜安装于成像基座位于光线反射腔内的一端，所述数字图像传感器安装于成像基座内。

优选的，所述光线反射腔包括设置于基座上端的圆柱形空腔以及设置于基座中部且与圆柱形空腔相连通的倒圆锥形空腔，所述圆柱形空腔的上端与外部相连通且下端与倒圆锥形空腔上端相连，所述聚光基座安装孔与倒圆锥形空腔的下端相连通，所述成像基座安装孔设置于倒圆锥形空腔的侧壁上。

优选的，所述光源上设有2-20个引脚一，所述引脚一外侧套有绝缘子一，所述数字图像传感器上设有2-20个引脚二，所述引脚二外侧套有绝缘子二。

优选的，所述光线反射腔为真空腔。

优选的，所述基座、连接件、聚光基座、成像基座和参照块采用金属材料制作。

优选的，所述弹性部件为恒弹性簧片。

优选的，所述光源为LED光源。

方案(二)：

一种非接触式压力检测装置的检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

①该检测装置不与被测物体连接时，弹性部件未产生形变，打开光源和数字图像传感器，光源发出的光经光线会聚透镜射到参照块表面后，反射或散射光经成像聚焦透镜聚焦成像在数字图像传感器的光敏面上，智能图像处理装置即可获取数字图像传感器采集到的光斑图像信息，弹性部件未产生形变时的光斑为元点光斑；

②将检测装置的连接件与被测物体进行连接，弹性部件根据被测物体压力变化而产生形变，智能图像处理装置将数字图像传感器采集到的图像信息与步骤①的元点光斑图像信息进行对比并计算出位移量，然后智能图像处理装置将位移量转化成4-20mA的电流信号，再根据电流的大小计算压力的大小。

较之现有技术而言，本发明具有以下优点：

(1)本发明提供的非接触式压力检测装置及其检测方法，不仅能测量高温介质压力，而且分辨率高、稳定性好、测量精度高、使用安全可靠；

(2)本发明提供的非接触式压力检测装置，所述光线反射腔为真空腔，光传播没有能量损失，反射效果好；