[发明专利]基于温度补偿的测距装置、方法、系统和调高器设备

说明书

本发明涉及一种基于温度补偿的测距装置、方法、系统和调高器设备，通过利用振荡电路对电容进行充放电，其中电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板，然后利用信号处理电路获取充放电回路中电信号的信号频率，同时通过温度检测模块检测喷嘴温度信息以表征喷嘴和待切割工件之间的空气温度的变化，最终采用温度补偿模型处理信号频率和喷嘴温度信息，以对由信号频率对应的间距数据进行温度补偿，从而得到准确的间距数据。

技术领域

本发明涉及调高器技术领域，特别是涉及一种基于温度补偿的测距装置、方法、系统和调高器设备。

背景技术

随着激光器价格的逐年降低，对于钣金加工，激光切割由于其速度快，效率和精度高等优点逐渐得到广泛推广。在钣金激光切割加工过程中，为了使切口处获得最大的功率密度及辅助气体压强，需要调高设备实时检测并控制喷嘴和板材之间的间距，保证激光的焦点在整个切割过程中，位于工件表面以下靠近材料上表面板厚的1/3处。

而在一些超精密激光加工应用中，通常将喷嘴和待切割工件作为电容传感器的两个极板，通过外接电路对电容传感器进行充电，同时测量充电回路中的电信号以计算得到电容传感器极板间的间距值，然而由于环境温度的变化，计算得到的间距值通常会与真实的间距值存在误差。

发明内容

基于此，有必要提供一种基于温度补偿的测距装置、方法和可读存储介质，以解决不能准确测得喷嘴和待切割工件之间的间距的问题。

一种基于温度补偿的测距装置，应用于调高器设备，所述测距装置包括：

振荡电路，用于对电容进行充放电，所述电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板；

信号处理电路，与所述振荡电路连接，用于获取充放电回路中电信号的信号频率；

温度检测模块，用于检测喷嘴温度信息；

数据处理模块，分别与所述信号处理电路和所述温度检测模块连接，用于利用预设温度补偿模型处理所述信号频率和所述喷嘴温度信息，以获取间距数据，所述间距数据为所述喷嘴和所述待切割工件之间的间距数据。

在其中一个实施例中，所述信号处理电路还用于获取多组分别对应各环境温度的样本电信号，并根据各所述样本电信号获取所述样本电信号的样本信号频率；

所述温度检测模块还用于检测多组分别对应各环境温度的样本喷嘴温度信息；

所述数据处理模块还用于获取多组分别对应各环境温度的样本间距数据，并根据多组所述样本间距数据、所述样本信号频率和所述样本喷嘴温度信息生成所述预设温度补偿模型。

在其中一个实施例中，所述信号处理电路包括：

差分放大单元，与所述振荡电路连接，用于对所述电信号进行差分放大处理；

转换单元，与所述差分放大单元连接，用于将所述电信号由时域转换到频域，并获取所述电信号的一次谐波所对应的频率，以作为所述信号频率。

在其中一个实施例中，所述预设温度补偿模型包括：

各所述样本喷嘴温度下，所述样本信号频率和所述样本间距数据的关系曲线；和/或

各所述样本喷嘴温度下，所述样本信号频率和所述样本间距数据的数值对照表。

一种调高器设备，包括上述的基于温度补偿的测距装置，还包括喷嘴、导通连接件和底座，所述喷嘴、所述导通连接件和所述底座依次机械连接，且所述导通连接件和所述底座电连接，共同用于

连接温度检测模块和数据处理模块；

连接所述喷嘴和振荡电路。