专利名称：带有光斑传感器的多功能水准尺的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种土木工程测量所使用的水准尺，特别是一种带有 光斑传感器的多功能水准尺。
背景技术：
目前，公知的水准尺按其读数方式大致可分为两类 一、普通水准 尺，即在尺身印制有标准刻度，并通过人工观察其望远镜光学成像来读 取相关数据；二、条形码水准尺，适合与电子数字式水准仪、经炜仪等 仪器配套使用，通过图象识别系统来自动读取条形码上的相关信息。而 对于激光水准仪、激光经绵仪等测量仪器，公知的水准尺不能较好地与 其配套使用，并且容易产生以下问题 一、激光测量仪器的激光光斑中 心坐标定位不够精确，从而影响了工程测量的精度；二、不能实现读数 的自动化，从而影响了工程测量的效率。
发明内容
本实用新型是提供一种能在满足传统水准仪和经炜仪、电子数字式 水准仪和经绵仪、激光水准仪和经炜仪等的使用要求的同时，还能使电 子数字式水准仪和经绰仪、激光水准仪和经炜仪等都能实现读数的自动 化的带有光斑传感器的多功能水准尺，以克服上述的不足。
为了实现上述目的，本实用新型由水准尺尺身、水准尺尺面、条形 码、普通刻度和水平水准管构成，其中水准尺尺面、条形码和普通刻度 设置在水准尺尺身的正面，水平水准管设置在水准尺尺身的侧面，其特 点是在水准尺尺身的正面上还设置有线阵CCD象元阵，在水准尺尺身内设置有检测电路，线阵CCD象元阵的输出与检测电路的输入端相连接。
上述检测电路由电源、光斑信号采集器和光斑信号处理器构成，其 电源给光斑信号采集器和光斑信号处理器提供工作电源，光斑信号采集 器的输入端与线阵CCD象元阵的输出相连，光斑信号采集器的输出端与光 斑信号处理器的输入端相连接。
上述光斑信号处理器上还连接有显示器和键盘。 上述光斑信号处理器通过数据传送器与发射天线相连接。 由于本实用新型在水准尺尺身上设置线阵CCD象元阵，使得本实用 新型不仅能与多种不同类型的水准仪和经绵仪配套使用，而且与激光水 准仪和经绵仪配套使用时可以有效地提高其测量精度和效率。
图l为本实用新型的正面结构示意图。 图2为本实用新型的背面结构示意图。
图中1 -水准尺尺身、2 -水准尺尺面、3 -条形码、4.普通刻度、 5-线阵CCD象元阵、6-可充电电源、7-充电插头、8-光斑信号采集 器、9-光斑信号处理器、10-显示器、11-键盘、12-数据传送器、13 -发射天线、14-水平水准管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。 本实用新型在水准尺尺面上同时设有线阵CCD象元阵、普通刻度和条 形码，它们在纵向上的排列均与水准尺竖直边平行(图l )。其中，普通
刻度可与传统水准仪和经绰仪等配套使用，条形码可与电子数字式水准 仪和经绰仪等配套使用，更重要的是线阵CCD象元阵可与激光水准仪和激 光经蟀仪配套使用。前两者的测量方法与原来相比没有任何变化，这里不做过多说明。下面主要介绍后者的测量方法。
线阵CCD光斑传感器表面有很多规则排列的感应象元，激光束投射在 水准尺尺面上会在象元阵产生一个圆形的光斑，光斑内的感应象元会感 应到相应的灰度并将数据传送给处理器。处理器则会根据预设公式分析、 计算出激光光斑的中心坐标。需要强调的是，水准测量只需要光斑中心 竖直方向的坐标，所以处理器的预设计算程序可以做一些简化，其处理 量也会大大减少。
具体操作方法如下
在图l、图2中，激光水准仪和激光经炜仪等激光测量仪器发射的激 光束^:射在线阵CCD象元阵(5 )上形成激光光斑，光斑信号采集器(8 ) 采集相应象元的图象信号并获得对应的感应灰度，这些对应的数据信号 会传送给光斑信号处理器(9 ),光斑信号处理器(9 )根据预设程序分析、 计算、处理这些信号，最终获得激光光斑的中心竖直坐标，并将相应的 结果在显示器(10)上显示。
操作者确认这些测量结果满足要求后，便可通过键盘发出确认相应 的指令，数据传送器(12)会通过发射天线(13)将以上数据传送给激 光水准仪或经绵仪，以便做进一步的处理和存储。
通过以上技术措施，本发明便可以自动、快速、精确的完成对激光 光斑中心竖直坐标的定位，有效地提高了激光水准仪和激光经炜仪等激 光测量仪器的精度和效率。除此之外，它还可以同时满足其他类型的水 准仪和经绰仪的使用要求，实现一尺多用。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现 有技术。
权利要求1、一种带有光斑传感器的多功能水准尺，由水准尺尺身、水准尺尺面、条形码、普通刻度和水平水准管构成，其中水准尺尺面、条形码和普通刻度设置在水准尺尺身的正面，水平水准管设置在水准尺尺身的侧面，其特征在于在水准尺尺身的正面上还设置有线阵CCD象元阵，在水准尺尺身内设置有检测电路，线阵CCD象元阵的输出与检测电路的输入端相连接。
2、 如权利要求l所述的带有光斑传感器的多功能水准尺，其特征在 于检测电路由电源、光斑信号采集器和光斑信号处理器构成，其电源 给光斑信号采集器和光斑信号处理器提供工作电源，光斑信号采集器的 输入端与线阵CCD象元阵的输出相连，光斑信号采集器的输出端与光斑信 号处理器的输入端相连接。
3、 如权利要求2所述的带有光斑传感器的多功能水准尺，其特征在 于光斑信号处理器上还连接有显示器和键盘。
4、 如权利要求2所述的带有光斑传感器的多功能水准尺，其特征在 于光斑信号处理器通过数据传送器与发射天线相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种带有光斑传感器的多功能水准尺，由水准尺尺身、水准尺尺面、条形码、普通刻度和水平水准管构成，其中水准尺尺面、条形码和普通刻度设置在水准尺尺身的正面，水平水准管设置在水准尺尺身的侧面，其特点是在水准尺尺身的正面上还设置有线阵CCD象元阵，在水准尺尺身内设置有检测电路，线阵CCD象元阵的输出与检测电路的输入端相连接。由于本实用新型在水准尺尺身上设置线阵CCD象元阵，使得本实用新型不仅能与多种不同类型的水准仪和经纬仪配套使用，而且与激光水准仪和经纬仪配套使用时可以有效地提高其测量精度和效率。
文档编号G01C9/00GK201307009SQ200820191708
公开日2009年9月9日 申请日期2008年10月27日 优先权日2008年10月27日
发明者冰 熊, 熊伟芬, 胡春林 申请人:武汉理工大学