一种基于线阵CCD的新型垂直摆倾斜仪的制作方法

文档序号:14034167阅读:178来源:国知局

本发明涉及机械结构以及地球物理与大地观测领域,是一种地壳结构、基础与建筑物倾斜变形观测的新型专用测量仪器,尤其涉及一种基于线阵ccd的新型垂直摆倾斜仪。



背景技术:

倾斜仪用于长期测量混凝土大坝、面板坝、土石坝等水工建筑物的倾斜变化量,同样适用于工民用建筑、道路、桥梁、隧道、路基、土建基坑等的倾斜测量,并可方便实现倾斜测量的自动化,地壳形变通常依赖高精度倾斜仪去观测。垂直摆倾斜仪运用摆的铅垂原理,由吊丝、摆杆、摆锤三部分组成。垂直摆在没有振动的条件下处于铅垂状态,当发生倾斜变化时,摆平衡位置发生变化,摆和支架之间的相对位置发生变化,通过传感器将摆的微小信号转换成电信号并加以放大。由于地倾斜的相对变化量很小,摆的相对偏移量也很小,因此必须有一个高精度的测微系统,测量摆的位置变化。

目前,垂直摆倾斜仪一般采用接触式测量,而且电学式传感器存在电学漂移的问题。

线阵ccd,ccd英文全称:charge-coupleddevice,中文全称:电荷耦合元件。可以称为ccd图像传感器,也叫图像控制器。线阵ccd也就是线阵图像传感器。线阵ccd:用一排像素扫描过图片,做三次曝光——分别对应于红、绿、蓝三色滤镜,正如名称所表示的,线性传感器是捕捉一维图像。结构简单,成本较低。由于其单排感光单元的数目可以做得很多,在同等测量精度的前提下,其测量范围可以做的较大,并且由于线阵ccd实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高,能够实现动态测量,并能在低照度下工作,所以线阵ccd广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种基于线阵ccd的新型垂直摆倾斜仪,以ccd器件为核心的光电一体化智能型位移传感器作位移检测单元,无电学漂移问题,可靠性强,实现真正的非接触式测量,同时要消除电学漂移,保证仪器的长期稳定性指标。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种基于线阵ccd的新型垂直摆倾斜仪,固定于被测物体基础上,对倾斜变化量进行测量,包括:摆线3、ccd测量仪器4、三角支架9、摆锤7与阻尼油桶6;

所述的ccd测量仪器4设于三角支架9中部,摆线3上端固定于三角支架9顶端,穿过ccd测量仪器4的测量区,下端连接摆锤7;摆锤7设于阻尼油桶6中;

所述的三角支架9通过预埋地脚螺杆12与被测物体基础固定;所述的ccd测量仪器4包括两路相互垂直的线阵ccd及平行光源的光电位移传感器,从两个方向对摆线3的位置信息进行测量。

所述的三角支架9包括:摆架顶板1、底板8与三根调节杆10;

摆架顶板1固定于三根调节杆10顶端,底板8固定于三根调节杆10底端,构成圆锥台状三角支架9;调节杆10伸缩调节三角支架9高度与垂直度;底板8通过预埋地脚螺杆12与被测物体基础固定;

三角支架9中部设有仪器安装板5,ccd测量仪器4安装于仪器安装板5上。

所述的三角支架9还包括固定板2,固定于摆架顶板1下方辅助支撑三角支架9。

所述的ccd测量仪器4还连接数据采集器11,采集ccd测量仪器4的输出数据。

所述的ccd测量仪器4内设有发热元件。

由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明实施例提供的一种基于线阵ccd的新型垂直摆倾斜仪,以ccd器件为核心的光电一体化智能型位移传感器作位移检测单元,无电学漂移问题,可靠性强,实现真正的非接触式测量,同时要消除电学漂移,保证仪器的长期稳定性指标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的基于线阵ccd的新型垂直摆倾斜仪的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

如图1所示,一种基于线阵ccd的新型垂直摆倾斜仪,固定于被测物体基础上,对倾斜变化量进行测量,其特征在于,包括:摆线3、ccd测量仪器4、三角支架9、摆锤7与阻尼油桶6;所述的三角支架9包括:摆架顶板1、底板8与三根调节杆10;摆架顶板1固定于三根调节杆10顶端,底板8固定于三根调节杆10底端,仪器安装底板5直径大于摆架顶板1直径,构成圆锥台状三角支架9;调节杆10伸缩调节三角支架9高度;所述的三角支架9还包括固定板2,固定于摆架顶板1下方辅助支撑三角支架9,起辅助固定与加强结构的作用。

所述的三角支架9通过预埋地脚螺杆12与被测物体基础固定;具体的是底板8通过预埋地脚螺杆12与被测物体基础固定。这里的固定要求刚性耦合,刚性耦合就是刚性连接,连接的两者不存在相对位移与变形。调节杆10可以分别调节高度,从而对三角摆架9的高度和垂直度进行调整并实现自锁。

所述的ccd测量仪器4设于三角支架9中部,具体的三角支架9中部设有仪器安装板5,ccd测量仪器4安装于仪器安装板5上。摆线3上端固定于三角支架9顶端,具体的固定于摆架顶板1上,摆线3穿过ccd测量仪器4的测量区,下端连接摆锤7;摆锤7设于阻尼油桶6中;阻尼油桶6设于底板8上。

所述的ccd测量仪器4包括两路相互垂直的线阵ccd及平行光源的光电位移传感器,从两个方向对摆线3的位置信息进行测量。所述的ccd测量仪器4还连接数据采集器11,采集ccd测量仪器4的输出数据。

所述的ccd测量仪器4内设有发热元件。发热元件可以使用ptc陶瓷发热元件,属于公知技术,这里不再赘述。发热元件防止平行光源镜面和ccd接收器接收屏表面产生雾化结露,影响测量。

本例中,摆线3、摆锤7和阻尼油桶6组成垂直摆。摆线3用含nb超英瓦丝,由于ccd测量仪器4内设置了两路相互垂直的线阵ccd及平行光源的光电位移传感器,从两个方向对摆线3的位置信息进行测量,平行光垂直照射ccd光接收器窗口,摆线3置于光路中,其阴影投射到光接收器上被ccd识别、处理、量化成与摆线3位置相对应的数据,通过连续观测摆线3的位置信息,实现对被测物体发生倾斜变化进行观测。

ccd测量仪器4是采用线阵ccd进行测量的仪器,常用于测量领域,属于的公知技术,这里不再赘述。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种基于线阵CCD的新型垂直摆倾斜仪,固定于被测物体基础上,对倾斜变化量进行测量,包括:摆线(3)、CCD测量仪器(4)、三角支架(9)、摆锤(7)与阻尼油桶(6);所述的CCD测量仪器(4)设于三角支架(9)中部,摆线(3)上端固定于三角支架(9)顶端,穿过CCD测量仪器(4)的测量区,下端连接摆锤(7);摆锤(7)设于阻尼油桶(6)中;所述的三角支架(9)通过预埋地脚螺杆(12)与被测物体基础固定;所述的CCD测量仪器(4)包括两路相互垂直的线阵CCD及平行光源的光电位移传感器,从两个方向对摆线(3)的位置信息进行测量。以CCD器件为核心的光电一体化智能型位移传感器作位移检测单元,无电学漂移问题,可靠性强,实现真正的非接触式测量,同时要消除电学漂移,保证仪器的长期稳定性指标。

技术研发人员:李宏;陈葛天;孙起伟;张鸿旭;刘凤秋;董建业;喻建军;熊玉珍
受保护的技术使用者:中国地震局地壳应力研究所
技术研发日:2017.12.14
技术公布日:2018.03.27
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