[发明专利]非接触非侵入式测量方法及测量装置

权利要求书

1．一种通过预先记录图形并确定物理量测量装置(10)的位置和取向进行测量的非接触非侵入式测量方法，所述图形表示测量部分、所述测量部分与所述物理量测量装置(10)之间的距离，以及所述物理量测量装置(10)在测量时相对所述测量部分的取向，所述方法包括以下步骤：

(A)在非接触状态下将被测物体(9)布置在规定的空间，同时将定位机构(4)安排在探头(2)的检测位置，以由所述定位机构(4)检测预先记录的测量部分的图形，并调整探头(2)位置，使被检测的所述图形的位置与所记录的图形位置吻合；

(B)将距离测量机构(6)调整在所述探头(2)的检测位置上，并调整所述探头(2)位置，使得所述测量部分的距离达到所述预先记录的距离；

(C)将取向确定机构(8)调整在所述探头(2)的检测位置，并将检测位置确定为所述测量部分处于所述预先记录的取向上；

(D)在将所述物理量测量装置(10)调整在所述探头(2)的检测位置之后，移动该装置至由所述取向确定机构(8)确定的位置，再以来自所述物理量测量装置(10)的测量光照射所述测量部分，并检测从所述测量部分输出的光之后，得到物理量。

2．如权利要求1所述的非接触非侵入式测量方法，其特征在于其中

所述探头(2)成圆环形，使所述测量部分安排于所述探头(2)的中心，而在步骤(B)中使得所述测量部分的所述预先记录的距离被设定为等于形成所述探头(2)之圆环的半径。

3．如权利要求1所述的非接触非侵入式测量方法，其特征在于其中

所述步骤(A)包括由预先定位装置(52)定位所述被测物体(9)的步骤，并在这之后取去所述预先定位装置(52)，以便在非接触状态下，将所述被测物体安排在所述规定的空间。

4．如权利要求1所述的非接触非侵入式测量方法，其特征在于重复确定所述物理量测量装置(10)位置和取向的操作，用以多次测量所述物理量。

5．一种测量装置，其特征在于包括：

成环形的探头(2)，它被设置在测量部分以非接触方式布置的空间周围；

支承机构(20,30)支承所述探头(2)可沿X、Y及Z轴方向移动，假设一个与通过所述探头(2)中心的平面垂直相交的平面为X-Y平面，与通过所述探头(2)中心的X-Y平面垂直相交的轴是Z轴，所述支承机构将所述探头(2)可旋转地支承在包含所述圆环的平面内；

传感器，它包括定位机构(4)、距离测量机构(6)、取向确定机构(8)和物理量测量装置(10)，它们沿着所述探头(2)的圆环布置，并向着中心安装其上；

位置控制部件，它用于提供表示所述测量部分的图形的位置、所述测量部分与在测量中位于所述圆环和Z轴间交点的检测位置之间的距离，以及所述物理量测量装置(10)在测量中关于所述测量部分的取向，以便将所述定位机构(4)相对以非接触状态布置在规定空间内的被测物体(9)安排在所述检测位置；它还用于在所述定位机构(4)检测预先记录之所述测量部分的图形，使所述被检测的图形的位置与所述记录的图形吻合时，通过沿所述X和Y轴方向控制所述支承机构(30)，调整所述探头(2)的位置；将所述距离测量机构(6)调整于所述检测位置；通过沿所述Z轴方向控制所述支承机构(20)，使所述距离到被所述距离测量机构(6)检测的所述测量部分达到预先记录的距离，调整所述探头(2)的位置；将所述取向确定机构(8)调整在所述检测位置处，确定此位置，使由所述取向确定机构(8)检测的所述测量位置处于预先记录的取向；将所述物理量测量装置(10)调整在所述检测位置处，并将该装置移至由所述取向确定机构(8)所确定的位置；

数据处理器，它从由所述位置控制部件定位之物理量测量装置(10)的检测信号计算物理量。

6．如权利要求5所述的测量装置，其特征在于其中所述定位机构(4)为二维图形传感器。

7．如权利要求5所述的测量装置，其特征在于其中

所述距离检测机构(6)包括：第一光束照射光学系统(6a)，用于以光束照射被测物体；位置检测装置(6c)，它接受所述被测物体(9)反射的光束；以及受光体光学系统(6b)，它用于将所述被测物体(9)反射的光会聚在所述位置检测装置(6c)上，以便根据会聚在所述位置检测装置(6c)上的位置，检测所述检测位置与被测物体(9)之间的距离。