[發明專利]使用光學傳感器的耐磨液壓/氣動活塞位置感測裝置及方法

在審

• 申請號: 201780067515.5
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN110036261A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 蒂莫西·韋伯斯特
• 申請（專利權）人: 蒂莫西·韋伯斯特
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 顧一明

本發明涉及一種使用自校準及重新校準的光學傳感器(230,925)以測量活塞桿位移，自校準能進行未校準光學傳感器(230,925)的現場校準，在操作期間，重新校準能檢測及校正活塞桿(200)及/或光學傳感器(230,925)的磨損及損壞。活塞桿(200)表面的校準位置(210)被光學傳感器(230)成像，所述成像是使用激光或適用于光學計算機鼠標的暗場透鏡，自然表面圖樣的位置可使用在需要的校準位置(210)，以減少或免除標記校準位置(210)的需要，標記的校準位置(210)是判定活塞桿絕對位置所使用的空間獨特編碼序列，只儲存校準位置(210)的顯著特征省下海量存儲器，減低各校準位置(210)的內存需求能做出密集或連續的校準位置(210)，多個校準位置(210)特征與多個光學傳感器(230,925)共同集體地提供局部表面(208)損壞的免除，使用接近傳感器，飛行時間傳感器(925)及累積相對位移(031)以估計活塞桿(200)絕對位移，及減少比較所需的空間獨特校準位置(210)數目以判定活塞桿絕對位移。

技術領域

本發明涉及自校準及重新校準光學傳感器用以測量活塞桿位移，以便能作初步場校準及重新校準以校正磨損及損壞，及使用接近傳感器，飛行時間傳感器，累積相對位移以估算活塞桿絕對位移，及減少為要判定活塞桿絕對位移用于比較所需的空間獨特校準位置數目，藉此減低所需內存儲存及計算資源，其能做出密集或連續的校準位置，及使用自然發生的斑點圖樣作為校準位置減低使用標記編碼序列作為校準位置的需求。

背景技術

有關活塞位置傳感器(例如美國專利US9027460B2號)，通過串聯電共振以測量位置，實際上并不容易實施，油傳導性相對于溫度及壓力是可變的，此外油傳導性對溫度及壓力的關是需再描述為石油時代的特征。

光學運動傳感器(例如美國專利US8525777B2號,US9086738B2號,US9342164B2號,US7737947 B2號,US8692880 B2號)測量表面的相對移動，但無法判定相對于表面的絕對位置。

光學位置傳感器(例如美國專利號US8482607B2號)能用以判定在校準位置的絕對位置，并不包括有效率構件以儲存校準位置影像，結果只有少數校準位置可與結果儲存起來，以致所估算絕對位置誤差可一直明顯成長，直到在校準位置加以校正。

光學位置傳感器(例如歐盟專利EP2769104B1號)依賴一光學檢測碼圖樣及使用光導管，蝕刻或以其它方式添加此等光學檢測碼圖樣明顯增加制造成本。

光學位置傳感器(例如美國專利號US9134116B2號)使用多個激光及/或傳感器，比起使用單一激光及傳感器可能做到的，提供弧形活塞表面較大覆蓋率，但無法判定相對于表面的絕對位置。

光學位置傳感器(例如歐洲專利EP2775268A1號)使用同調或近乎同調光以聚集斑點干擾影像用于各位置，所儲存斑點干擾影像之間的位置是完全未知。不用影像壓縮及/或顯著點識別，儲存大量足夠有用點所需內存大小是大到不能實現。

光學對準傳感器(例如中國專利CN2015/075823號)使用影像顯著特征以對準影像，然而不儲存影像顯著特征及絕對位置，結果不可能判定絕對位置。

光學特征匹配(例如美國專利US9449238B2號)使用在沖擊影像外觀的不利條件中提高影像相關性，然而未提供影像收集構件且受限于界限分明的正規影像。

光學表面移動傳感器使用限定短波長的光(例如美國專利US8847888B2號)以減低光表面透射及增加光表面反射，然而減低光透射未提供最常使用金屬活塞桿任何優勢，窄頻帶紅光與藍光的組合較適合用以穿透可能存在的油膜且達到光學上極致密的金屬。

光學表面移動傳感器(例如美國專利US7728816B2號,US9052759B2號)調整沿著X及Y軸的量測分辨率是根據沿著所述軸的估算速度，然而未提供收集及儲存影像的構件。