本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種檢測金屬厚度的裝置以及一種檢測金屬厚度的方法。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，在測量金屬厚度時，通常是人工或機械利用尺子來測量金屬厚度，但是，相關(guān)技術(shù)存在的缺點是，效率低，并且測量精度差。因此，相關(guān)技術(shù)存在改進的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種高精度且高效率的檢測金屬厚度的裝置。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種檢測金屬厚度的方法。

根據(jù)本發(fā)明一方面實施例提出的檢測金屬厚度的裝置，包括：諧振電路，所述諧振電路包括諧振線圈和諧振電容，其中，所述諧振線圈與待測金屬之間具有預(yù)設(shè)距離；頻率發(fā)生器，所述頻率發(fā)生器用于輸出激勵信號給所述諧振電路，以使所述諧振電路進行諧振工作；功率檢測單元，所述功率檢測單元用于檢測所述諧振電路進行諧振工作時的功率；控制器，所述控制器用于控制所述頻率發(fā)生器產(chǎn)生多個頻率的所述激勵信號，并通過所述功率檢測單元獲取諧振電路進行諧振工作時的最小功率，以及將最小功率對應(yīng)的激勵信號的頻率作為諧振電路的共振頻率，并根據(jù)共振頻率計算待測金屬的厚度。

根據(jù)本發(fā)明實施例提出的檢測金屬厚度的裝置，通過控制器控制頻率發(fā)生器產(chǎn)生多個頻率的激勵信號，并通過功率檢測單元獲取諧振電路進行諧振工作時的最小功率，然后，將最小功率對應(yīng)的激勵信號的頻率作為諧振電路的共振頻率，并根據(jù)共振頻率計算待測金屬的厚度，從而，該裝置能夠自動檢測待測金屬的厚度，并且測量精度高，測量效率高。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器具體用于，根據(jù)所述共振頻率計算所述諧振線圈的電感值，并根據(jù)所述諧振線圈的電感值計算所述待測金屬的厚度。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，所述待測金屬可設(shè)置在所述諧振線圈的正上方。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，所述待測金屬可為鐵、不銹鋼、鋁、銅或鋅。

根據(jù)本發(fā)明另一方面實施例提出的一種檢測金屬厚度的方法，所述檢測金屬厚度的裝 置包括諧振電路和頻率發(fā)生器、所述諧振電路包括諧振線圈和諧振電容、所述諧振線圈與待測金屬之間具有預(yù)設(shè)距離、所述頻率發(fā)生器用于輸出激勵信號給所述諧振電路，所述方法包括以下步驟：檢測所述諧振電路進行諧振工作時的功率；控制所述頻率發(fā)生器產(chǎn)生多個頻率的所述激勵信號，并獲取所述諧振電路進行諧振工作時的最小功率；將所述最小功率對應(yīng)的激勵信號的頻率作為所述諧振電路的共振頻率，并根據(jù)所述共振頻率計算所述待測金屬的厚度。

根據(jù)本發(fā)明實施例提出的檢測金屬厚度的方法，控制頻率發(fā)生器產(chǎn)生多個頻率的激勵信號，并獲取諧振電路進行諧振工作時的最小功率，然后，將最小功率對應(yīng)的激勵信號的頻率作為諧振電路的共振頻率，并根據(jù)共振頻率計算待測金屬的厚度，從而，該方法能夠自動檢測待測金屬的厚度，并且測量精度高，測量效率高。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)所述共振頻率計算所述待測金屬的厚度具體包括：根據(jù)所述共振頻率計算所述諧振線圈的電感值；根據(jù)所述諧振線圈的電感值計算所述待測金屬的厚度。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，所述待測金屬可設(shè)置在所述諧振線圈的正上方。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，所述待測金屬可為鐵、不銹鋼、鋁、銅或鋅。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的檢測金屬厚度的裝置的方框示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的檢測金屬厚度的裝置的示意圖；以及

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的檢測金屬厚度的方法的流程圖。

附圖標(biāo)記：

諧振電路10、頻率發(fā)生器20、功率檢測單元30、控制器40、諧振電容C1、諧振線圈L1和待測金屬Z1。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參考附圖描述本發(fā)明實施例提出的檢測金屬厚度的裝置及方法。

如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的檢測金屬厚度的裝置包括：諧振電路10、頻率發(fā)生器20、功率檢測單元30和控制器40。

其中，諧振電路10包括諧振線圈L1和諧振電容C1，其中，諧振線圈L1與待測金屬 Z1之間具有預(yù)設(shè)距離，待測金屬Z1將影響諧振線圈L1的電感值。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，如圖2所示，待測金屬Z1可設(shè)置在諧振線圈L1的正上方，待測金屬Z1與諧振線圈L1之間的距離可為預(yù)設(shè)距離H(H為根據(jù)需求設(shè)定的定值)。更具體地，待測金屬Z1可設(shè)置在諧振線圈L1的中間空心的正上方。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，待測金屬Z1可為鐵、不銹鋼、鋁、銅或鋅。

頻率發(fā)生器20用于輸出激勵信號給諧振電路10，以使諧振電路10進行諧振工作，根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，激勵信號可為幅值相等且頻率可變的正弦波信號；功率檢測單元30用于檢測諧振電路10進行諧振工作時的功率。

控制器40用于控制頻率發(fā)生器20產(chǎn)生多個頻率的激勵信號，并通過功率檢測單元30獲取諧振電路10進行諧振工作時的最小功率，以及將最小功率對應(yīng)的激勵信號的頻率作為諧振電路10的共振頻率，并根據(jù)共振頻率計算待測金屬的厚度。也就是說，控制器40通過與頻率發(fā)生器20進行通信以控制激勵信號的頻率，控制器40通過與功率檢測單元30進行通信以獲取諧振電路10進行諧振工作時的功率，并且控制器40在獲取諧振電路10的功率的同時還記錄下對應(yīng)的激勵信號的頻率。

需要說明的是，控制器40內(nèi)可預(yù)存共振頻率與待測金屬的厚度的關(guān)系，從而在獲取共振頻率之后，通過查詢共振頻率與待測金屬的厚度的關(guān)系來計算出待測金屬的厚度。根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，共振頻率與待測金屬的厚度之間的關(guān)系可通過仿真或者實驗獲取。

另外，根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，激勵信號的頻率可在第一預(yù)設(shè)功率f0與第二預(yù)設(shè)功率f1之間以預(yù)設(shè)步進變化，例如，頻率發(fā)生器20可輸出頻率在1kHz-100kHz之間變化且預(yù)設(shè)步進為1kHz的激勵信號，即言，頻率發(fā)生器20可依次輸出頻率為1kHz、2kHz、3kHz、…、100kHz的激勵信號。

具體而言，控制器40可通過向諧振電路10施加多個頻率的激勵信號，來獲取諧振電路10的共振頻率。諧振電路10在激勵信號的激勵下將會進行振蕩，并且在不同頻率的激勵信號的激勵下，諧振電路10的工作功率也將不同。其中，激勵信號的頻率越接近諧振電路10的共振頻率，諧振電路10的功率越小，由此諧振電路10在激勵信號的頻率等于共振頻率時消耗能量最小即功率最小，控制器40通過獲取諧振電路10在多個頻率下進行諧振工作時的功率來找出最小功率，從而獲取最小功率對應(yīng)的共振頻率，這樣基于共振頻率與待測金屬的厚度之間的關(guān)系，控制器40最終可根據(jù)共振頻率計算出待測金屬的厚度。

由此，該裝置能夠自動檢測待測金屬的厚度，并且測量精度高，測量效率高。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制器40具體用于根據(jù)共振頻率計算諧振線圈的電感值，并根據(jù)諧振線圈的電感值計算待測金屬的厚度。

具體而言，諧振電路10的共振頻率可反映諧振線圈L1的電感量L的大小。具體地， 諧振線圈L1的電感量L、諧振電容C1的電容量C和共振頻率F之間存在如下關(guān)系： 在保持電容量C固定不變的情況下，可找出共振頻率F與電感量L的關(guān)系，即根據(jù)共振頻率F可計算諧振線圈L1的電感值L。

并且，從電感原理可知，金屬物理量即待測金屬Z1的物理量會影響諧振線圈L1的電感量L。在待測金屬與諧振線圈之間的距離H固定的情況下，諧振線圈L1的電感量L由線圈大小、繞線尺寸、匝數(shù)、繞線材質(zhì)及磁芯物理量決定，而線圈大小、繞線尺寸、匝數(shù)和繞線材質(zhì)均可為固定參數(shù)，此種情況下電感量L將僅受磁芯物理量的決定，而對于同一平面材質(zhì)金屬，影響磁芯物理量的條件為金屬厚度Z，故可建立電感量L與待測金屬的厚度Z關(guān)系，即可根據(jù)電感值L計算待測金屬的厚度Z。

由此，根據(jù)電感量L與厚度Z之間的關(guān)系和共振頻率F與電感量L之間的關(guān)系，可建立共振頻率F與厚度Z之間的關(guān)系，從而控制器40可根據(jù)共振頻率計算出待測金屬的厚度。

另外，由于共振頻率是根據(jù)諧振電路10進行諧振工作時的最小功率獲取的，所以也可建立諧振電路10的最小功率W與厚度Z的關(guān)系，例如W＝n*f(Z)，其中，n為常量，n可根據(jù)最小功率W和共振頻率F設(shè)定，從而控制器40可根據(jù)最小功率W計算出待測金屬的厚度Z。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例提出的檢測金屬厚度的裝置，通過控制器控制頻率發(fā)生器產(chǎn)生多個頻率的激勵信號，并通過功率檢測單元獲取諧振電路進行諧振工作時的最小功率，然后，將最小功率對應(yīng)的激勵信號的頻率作為諧振電路的共振頻率，并根據(jù)共振頻率計算待測金屬的厚度，從而，該裝置能夠自動檢測待測金屬的厚度，并且測量精度高，測量效率高。

基于上述實施例的檢測金屬厚度的裝置，本發(fā)明還提出了一種檢測金屬厚度的方法。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的檢測金屬厚度的方法的流程圖。其中，檢測金屬厚度的裝置包括諧振電路和頻率發(fā)生器、諧振電路包括諧振線圈和諧振電容、諧振線圈與待測金屬之間具有預(yù)設(shè)距離、待測金屬將影響諧振線圈的電感值、頻率發(fā)生器用于輸出激勵信號給諧振電路。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，如圖2所示，待測金屬可設(shè)置在諧振線圈的正上方，待測金屬與諧振線圈之間的距離可為預(yù)設(shè)距離H(H為根據(jù)需求設(shè)定的定值)。更具體地，待測金屬可設(shè)置在諧振線圈的中間空心的正上方。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，待測金屬可為鐵、不銹鋼、鋁、銅或鋅。

如圖3所示，檢測金屬厚度的方法包括以下步驟：

S1：檢測諧振電路進行諧振工作時的功率。

S2：控制頻率發(fā)生器產(chǎn)生多個頻率的激勵信號，并獲取諧振電路進行諧振工作時的最 小功率。

也就是說，在獲取諧振電路的功率的同時還記錄下對應(yīng)的激勵信號的頻率。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，激勵信號可為幅值相等且頻率可變的正弦波信號。更具體地，激勵信號的頻率可在第一預(yù)設(shè)功率f0與第二預(yù)設(shè)功率f1之間以預(yù)設(shè)步進變化，例如，頻率發(fā)生器可輸出頻率在1kHz-100kHz之間變化且預(yù)設(shè)步進為1kHz的激勵信號，即言，頻率發(fā)生器可依次輸出頻率為1kHz、2kHz、3kHz、…、100kHz的激勵信號。

S3：將最小功率對應(yīng)的激勵信號的頻率作為諧振電路的共振頻率，并根據(jù)共振頻率計算待測金屬的厚度。

需要說明的是，可預(yù)存共振頻率與待測金屬的厚度的關(guān)系，從而在獲取共振頻率之后，通過查詢共振頻率與待測金屬的厚度的關(guān)系來計算出待測金屬的厚度。根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，共振頻率與待測金屬的厚度之間的關(guān)系可通過仿真或者實驗獲取。

具體而言，可通過向諧振電路施加多個頻率的激勵信號，來獲取諧振電路的共振頻率。諧振電路在激勵信號的激勵下將會進行振蕩，并且在不同頻率的激勵信號的激勵下，諧振電路的工作功率也將不同。其中，激勵信號的頻率越接近諧振電路的共振頻率，諧振電路的功率越小，由此諧振電路在激勵信號的頻率等于共振頻率時消耗能量最小即功率最小，通過獲取諧振電路在多個頻率下進行諧振工作時的功率來找出最小功率，進而獲取最小功率對應(yīng)的共振頻率，這樣基于共振頻率與待測金屬的厚度之間的關(guān)系，最終可根據(jù)共振頻率計算出待測金屬的厚度。

由此，該測量金屬厚度的方法能夠自動檢測待測金屬的厚度，并且測量精度高，測量效率高。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)共振頻率計算待測金屬的厚度步驟S3具體包括：根據(jù)共振頻率計算諧振線圈的電感值；根據(jù)諧振線圈的電感值計算待測金屬的厚度。

具體而言，諧振電路的共振頻率可反映諧振線圈的電感量L的大小。具體地，諧振線圈的電感量L、諧振電容的電容量C和共振頻率F之間存在如下關(guān)系：在保持電容量C固定不變的情況下，可找出共振頻率F與電感量L的關(guān)系，即根據(jù)共振頻率F可計算諧振線圈的電感值L。

并且，從電感原理可知，金屬物理量即待測金屬的物理量會影響諧振線圈的電感量L。在待測金屬與諧振線圈之間的距離H固定的情況下，諧振線圈的電感量L由線圈大小、繞線尺寸、匝數(shù)、繞線材質(zhì)及磁芯物理量決定，而線圈大小、繞線尺寸、匝數(shù)和繞線材質(zhì)均可為固定參數(shù)，此種情況下電感量L將僅受磁芯物理量的決定，而對于同一平面材質(zhì)金屬，影響磁芯物理量的條件為金屬厚度Z，故可建立電感量L與待測金屬的厚度Z關(guān)系，即可 根據(jù)電感值L計算待測金屬的厚度Z。

由此，根據(jù)電感量L與厚度Z之間的關(guān)系和共振頻率F與電感量L之間的關(guān)系，可建立共振頻率F與厚度Z之間的關(guān)系，從而可根據(jù)共振頻率計算出待測金屬的厚度。

另外，由于共振頻率是根據(jù)諧振電路進行諧振工作時的最小功率獲取的，所以也可建立諧振電路的最小功率W與厚度Z的關(guān)系，例如W＝n*f(Z)，其中，n為常量，n可根據(jù)最小功率W和共振頻率F設(shè)定，從而可根據(jù)最小功率W計算出待測金屬的厚度Z。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例提出的檢測金屬厚度的方法，控制頻率發(fā)生器產(chǎn)生多個頻率的激勵信號，并獲取諧振電路進行諧振工作時的最小功率，然后，將最小功率對應(yīng)的激勵信號的頻率作為諧振電路的共振頻率，并根據(jù)共振頻率計算待測金屬的厚度，從而，該方法能夠自動檢測待測金屬的厚度，并且測量精度高，測量效率高。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包 含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。