一种舞台吊杆高度监测系统的制作方法
专利名称:一种舞台吊杆高度监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及光栅传感器领域，提供一种舞台吊杆高度监测系统，包括声波接收单元、声波发射单元以及光纤光栅传感器，所述声波发射单元由依次连接的单片机、发射驱动电路、定向发射换能器组成，所述声波接收单元由悬臂梁、外壳和安装在外壳上带有滤网的外盖组成，所述悬臂梁上设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪相连，光纤光栅解调仪与计算机相连，所述定向发射换能器和声波接收单元均固定于吊杆上。本实用新型结构简单，使用方便，能够对舞台吊杆高度进行实时精确监测。
【专利说明】
-种舞台吊杆高度监测系统
技术领域
[0001] 本实用新型设及光栅传感器领域，具体的说是一种舞台吊杆高度监测系统，用于 实时监测吊杆的高度。
【背景技术】
[0002] 舞台吊杆是舞台上用于悬挂灯光、幕布、场景、演出吊架、特种表演器材的一种升 降设备。
[0003] 根据舞台布景要求，单根吊杆必须准确地升降到确定高度(而且吊杆左右一致）， 多根吊杆必须相互协同高度，才能最大限度地为舞台效果服务。在舞台演出中，往往要求对 多根吊杆同时进行操作，由于场间转换时间紧迫，目测空间狭小，操作难度极高，准确度难 W保证，运就要求发明一种舞台吊杆高度实时监测装置，为舞台吊杆高度自动化操作提供 技术保障。
[0004] 现有的吊杆高度监测方法主要有两种：一是利用多圈电位器，通过减速齿轮安装 在吊杆减速机的输出轴上，运种监测装置虽然价格便宜，但检测精度较低，误差大，误差高 达5~IOcm;二是利用旋转编码器监测，但该设备价格昂贵，且与其配套的采集设备性能要 求较高，采集设备的价格也比较高，从而增加了整个监测系统的制造成本。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种舞台吊杆 高度监测系统，能够对舞台吊杆高度进行实时精确监测，其结构简单，使用方便。
[0006] 本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的：一种舞台吊杆高度监测系统， 包括声波接收单元、声波发射单元W及光纤光栅传感器，所述声波发射单元由依次连接的 单片机、发射驱动电路、定向发射换能器组成，所述声波接收单元由悬臂梁、外壳和安装在 外壳上带有滤网的外盖组成，所述悬臂梁上设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器与 光纤光栅解调仪相连，光纤光栅解调仪与计算机相连，所述定向发射换能器和声波接收单 元均固定于吊杆上。
[0007]在上述技术方案中，所述光纤光栅传感器包括光纤和化agg光栅，所述化agg光栅 布置于光纤上，所述光纤均匀贴合在悬臂梁上。
[000引在上述技术方案中，该系统包括预警装置，所述预警装置与计算机相连。
[0009] 本实用新型舞台吊杆高度监测系统与现有技术相比具有W下优点：
[0010] (1)利用声响系统对舞台吊杆高度进行实时监测；
[0011] (2)能够实现吊杆左右位置的一致化；
[0012] (3)利用光纤光栅传感器减小误差，同时光纤光栅传声器还可W屏蔽外来干扰；
[0013] (4)可W实现集成控制，通过误差校核，确保各吊杆高度测高一致；
[0014] 巧)安装方便，使用简单。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的安装示意图。
[0016] 图2为本实用新型中声波接收单元的示意图。
[0017] 图3为本实用新型中悬臂梁部分的俯视图。
[0018] 图4为本实用新型的工作原理图。
[0019] 图5为本实用新型的工作方法流程图。
[0020] 其中：1.吊杆，2.定向发射换能器，3.声波接收单元，4.外壳，5.带有滤网的外 盖，6.悬臂梁，7.光纤，8.Bragg光栅。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0022] 如图1、2、3所示，本实施例提供一种舞台吊杆高度监测系统，包括声波接收单元、 声波发射单元W及光纤光栅传感器，所述声波发射单元由依次连接的单片机、发射驱动电 路、定向发射换能器组成，所述声波接收单元由悬臂梁、外壳和安装在外壳上带有滤网的外 盖组成，所述悬臂梁上设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪相连， 光纤光栅解调仪与计算机相连，所述定向发射换能器和声波接收单元均固定于吊杆上。在 定向发射换能器的两边安装有声波接收单元，同时定向发射换能器在发射时，声波接收单 元不工作，在定向发射换能器发射后，间隔一段时间，声波接收单元才开始工作。
[0023] 在上述实施例中，所述光纤光栅传感器包括光纤和化agg光栅，所述化agg光栅布 置于光纤上，所述光纤均匀贴合在悬臂梁上。
[0024] 在上述实施例中，该系统包括预警装置，所述预警装置与计算机相连。
[0025] 使用时，如图4、5所示，本实用新型舞台吊杆高度监测系统的具体工作流程如下：
[0026] (1)开始工作时，计算机对单片机发射开始工作信号，单片机接受到开始工作信号 后，进行初始化，使其满足发射一定时间长度ti的IOOHz的正脉冲的要求；
[0027] (2)在单片机开始发射脉冲的同时向计算机发射脉冲开始信号；当脉冲信号达到 一定的时间
后，单片机停止发射；
[0028] (3)在发射驱动电路接受到单片机发射的脉冲信号后，对脉冲信号进行功率放大， 使其驱动固定在吊杆上的定向发射换能器发射定向舞台台面的声波；
[0029] (4)舞台台面反射声波，引起固定在吊杆上的的接收单元的悬臂梁振动，从而引起 贴合在悬臂梁上的光纤中光的波长变化；
[0030] (5)计算机接受到脉冲开始信号后，开始计时，当时间为
，Smin为最小 的测量高度时，启动光纤光栅解调仪；
[0031] (6)光纤光栅解调仪将波长信号转化为数字信号，送入计算机中；
[0032] (7)计算机对送入的数字信号转换成应变值，同时采用中屯、频率为IOOHz的数字滤 波器，对转化后的应变值进行滤波处理；
[0033] (8)对滤波后的信号进行判断，判断其是否超过阔值并持续一定时间，持续一定时 间是为了用于判断，信号的可靠性，判断其是lOOHz的脉冲信号，而不是干扰信号，如果没有 满足要求，则继续重复(7)中的操作；
[0034] (9 )如果满足，则停止计时，得到计时的时间t3;高虔
[0035] 本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种舞台吊杆高度监测系统，其特征是:包括声波接收单元、声波发射单元以及光纤 光栅传感器，所述声波发射单元由依次连接的单片机、发射驱动电路、定向发射换能器组 成，所述声波接收单元由悬臂梁、外壳和安装在外壳上带有滤网的外盖组成，所述悬臂梁上 设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪相连，光纤光栅解调仪与计 算机相连，所述定向发射换能器和声波接收单元均固定于吊杆上。2. 根据权利要求1所述的舞台吊杆高度监测系统，其特征是:所述光纤光栅传感器包括 光纤和Bragg光栅，所述Bragg光栅布置于光纤上，所述光纤均匀贴合在悬臂梁上。3. 根据权利要求1所述的舞台吊杆高度监测系统，其特征是：该系统包括预警装置，所 述预警装置与计算机相连。
【文档编号】G01S15/08GK205720657SQ201620366923
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】王汉熙, 陶雨庭, 郑晓钧, 胡佳文, 肖乐, 沈任斌
【申请人】武汉理工大学
【专利摘要】本实用新型涉及光栅传感器领域，提供一种舞台吊杆高度监测系统，包括声波接收单元、声波发射单元以及光纤光栅传感器，所述声波发射单元由依次连接的单片机、发射驱动电路、定向发射换能器组成，所述声波接收单元由悬臂梁、外壳和安装在外壳上带有滤网的外盖组成，所述悬臂梁上设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪相连，光纤光栅解调仪与计算机相连，所述定向发射换能器和声波接收单元均固定于吊杆上。本实用新型结构简单，使用方便，能够对舞台吊杆高度进行实时精确监测。
【专利说明】
-种舞台吊杆高度监测系统
技术领域
[0001] 本实用新型设及光栅传感器领域，具体的说是一种舞台吊杆高度监测系统，用于 实时监测吊杆的高度。
【背景技术】
[0002] 舞台吊杆是舞台上用于悬挂灯光、幕布、场景、演出吊架、特种表演器材的一种升 降设备。
[0003] 根据舞台布景要求，单根吊杆必须准确地升降到确定高度(而且吊杆左右一致）， 多根吊杆必须相互协同高度，才能最大限度地为舞台效果服务。在舞台演出中，往往要求对 多根吊杆同时进行操作，由于场间转换时间紧迫，目测空间狭小，操作难度极高，准确度难 W保证，运就要求发明一种舞台吊杆高度实时监测装置，为舞台吊杆高度自动化操作提供 技术保障。
[0004] 现有的吊杆高度监测方法主要有两种：一是利用多圈电位器，通过减速齿轮安装 在吊杆减速机的输出轴上，运种监测装置虽然价格便宜，但检测精度较低，误差大，误差高 达5~IOcm;二是利用旋转编码器监测，但该设备价格昂贵，且与其配套的采集设备性能要 求较高，采集设备的价格也比较高，从而增加了整个监测系统的制造成本。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种舞台吊杆 高度监测系统，能够对舞台吊杆高度进行实时精确监测，其结构简单，使用方便。
[0006] 本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的：一种舞台吊杆高度监测系统， 包括声波接收单元、声波发射单元W及光纤光栅传感器，所述声波发射单元由依次连接的 单片机、发射驱动电路、定向发射换能器组成，所述声波接收单元由悬臂梁、外壳和安装在 外壳上带有滤网的外盖组成，所述悬臂梁上设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器与 光纤光栅解调仪相连，光纤光栅解调仪与计算机相连，所述定向发射换能器和声波接收单 元均固定于吊杆上。
[0007]在上述技术方案中，所述光纤光栅传感器包括光纤和化agg光栅，所述化agg光栅 布置于光纤上，所述光纤均匀贴合在悬臂梁上。
[000引在上述技术方案中，该系统包括预警装置，所述预警装置与计算机相连。
[0009] 本实用新型舞台吊杆高度监测系统与现有技术相比具有W下优点：
[0010] (1)利用声响系统对舞台吊杆高度进行实时监测；
[0011] (2)能够实现吊杆左右位置的一致化；
[0012] (3)利用光纤光栅传感器减小误差，同时光纤光栅传声器还可W屏蔽外来干扰；
[0013] (4)可W实现集成控制，通过误差校核，确保各吊杆高度测高一致；
[0014] 巧)安装方便，使用简单。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的安装示意图。
[0016] 图2为本实用新型中声波接收单元的示意图。
[0017] 图3为本实用新型中悬臂梁部分的俯视图。
[0018] 图4为本实用新型的工作原理图。
[0019] 图5为本实用新型的工作方法流程图。
[0020] 其中：1.吊杆，2.定向发射换能器，3.声波接收单元，4.外壳，5.带有滤网的外 盖，6.悬臂梁，7.光纤，8.Bragg光栅。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0022] 如图1、2、3所示，本实施例提供一种舞台吊杆高度监测系统，包括声波接收单元、 声波发射单元W及光纤光栅传感器，所述声波发射单元由依次连接的单片机、发射驱动电 路、定向发射换能器组成，所述声波接收单元由悬臂梁、外壳和安装在外壳上带有滤网的外 盖组成，所述悬臂梁上设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪相连， 光纤光栅解调仪与计算机相连，所述定向发射换能器和声波接收单元均固定于吊杆上。在 定向发射换能器的两边安装有声波接收单元，同时定向发射换能器在发射时，声波接收单 元不工作，在定向发射换能器发射后，间隔一段时间，声波接收单元才开始工作。
[0023] 在上述实施例中，所述光纤光栅传感器包括光纤和化agg光栅，所述化agg光栅布 置于光纤上，所述光纤均匀贴合在悬臂梁上。
[0024] 在上述实施例中，该系统包括预警装置，所述预警装置与计算机相连。
[0025] 使用时，如图4、5所示，本实用新型舞台吊杆高度监测系统的具体工作流程如下：
[0026] (1)开始工作时，计算机对单片机发射开始工作信号，单片机接受到开始工作信号 后，进行初始化，使其满足发射一定时间长度ti的IOOHz的正脉冲的要求；
[0027] (2)在单片机开始发射脉冲的同时向计算机发射脉冲开始信号；当脉冲信号达到 一定的时间
后，单片机停止发射；
[0028] (3)在发射驱动电路接受到单片机发射的脉冲信号后，对脉冲信号进行功率放大， 使其驱动固定在吊杆上的定向发射换能器发射定向舞台台面的声波；
[0029] (4)舞台台面反射声波，引起固定在吊杆上的的接收单元的悬臂梁振动，从而引起 贴合在悬臂梁上的光纤中光的波长变化；
[0030] (5)计算机接受到脉冲开始信号后，开始计时，当时间为
，Smin为最小 的测量高度时，启动光纤光栅解调仪；
[0031] (6)光纤光栅解调仪将波长信号转化为数字信号，送入计算机中；
[0032] (7)计算机对送入的数字信号转换成应变值，同时采用中屯、频率为IOOHz的数字滤 波器，对转化后的应变值进行滤波处理；
[0033] (8)对滤波后的信号进行判断，判断其是否超过阔值并持续一定时间，持续一定时 间是为了用于判断，信号的可靠性，判断其是lOOHz的脉冲信号，而不是干扰信号，如果没有 满足要求，则继续重复(7)中的操作；
[0034] (9 )如果满足，则停止计时，得到计时的时间t3;高虔
[0035] 本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种舞台吊杆高度监测系统，其特征是:包括声波接收单元、声波发射单元以及光纤 光栅传感器，所述声波发射单元由依次连接的单片机、发射驱动电路、定向发射换能器组 成，所述声波接收单元由悬臂梁、外壳和安装在外壳上带有滤网的外盖组成，所述悬臂梁上 设有光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪相连，光纤光栅解调仪与计 算机相连，所述定向发射换能器和声波接收单元均固定于吊杆上。2. 根据权利要求1所述的舞台吊杆高度监测系统，其特征是:所述光纤光栅传感器包括 光纤和Bragg光栅，所述Bragg光栅布置于光纤上，所述光纤均匀贴合在悬臂梁上。3. 根据权利要求1所述的舞台吊杆高度监测系统，其特征是：该系统包括预警装置，所 述预警装置与计算机相连。
【文档编号】G01S15/08GK205720657SQ201620366923
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】王汉熙, 陶雨庭, 郑晓钧, 胡佳文, 肖乐, 沈任斌
【申请人】武汉理工大学
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