超声波式光缆计米误差测量装置的制作方法

本实用新型属于光缆测量技术领域，具体涉及一种超声波式光缆计米误差测量装置。

背景技术：

现有光缆长度计米误差测量方法：在适当长度上(一般选1米)，用钢皮尺沿光缆量得长度减去计米数字确定的长度对前者的相对差。此种测量方法一般需两人操作：首先将光缆拉直，再选取合适的计米开始和结束点同时测量读数，计算读数差值求得实际测量值。这种测量方法的弊端是：1)需两人操作；2)如光缆太细，则拉伸时光缆易受力变长，导致测量长度比实际值大；如光缆太粗，则光缆不容易拉直，导致测量长度比实际值小；3)人工读数引起误差(正确读数需做到：尺边对齐/重合被测对象，必须放正，不能歪斜；尺的刻面必须紧贴被测对象，不能“悬空”；视线在刻度线的正前方，与刻面垂直)。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种可由一人操作、方便放置光缆并使光缆保持平直状态、且避免人工读数引起误差的超声波式光缆计米误差测量装置。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：超声波式光缆计米误差测量装置，包括支架，所述支架上固定设置有可放置待测光缆的光缆容置槽，所述支架上位于所述光缆容置槽的两端分别设置有用于固定待测光缆的固定夹持机构；所述支架上于同一位置处安装有超声波发射器和超声波接收器，所述超声波发射器的发射方向与光缆容置槽的长度方向相同，所述支架上还安装有与所述超声波发射器相对设置的超声波反射板。

作为优选的技术方案，所述光缆容置槽的截面呈V型。

作为优选的技术方案，所述固定夹持机构包括相对设置的上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板之间设置有夹紧螺栓。

作为优选的技术方案，所述超声波反射板沿光缆容置槽的长度方向滑动安装于所述支架上。

作为优选的技术方案，所述支架的高度为0.8～1.2m。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有至少以下有益效果：(1)用短距离测距较准确的超声波测距离代替传统的钢皮尺人工读数测量，检测迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，减少人工测量误差；(2)被测光缆容易固定，且不会被人为拉长；(3)可单人操作完成测量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是固定夹持机构打开时的结构示意图；

图4是超声波测距计时电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，超声波式光缆计米误差测量装置，包括支架1，所述支架1的高度以1m左右为宜，结合人体力学以降低操作人员的疲劳度；所述支架1上固定设置有光缆容置槽2，所述光缆容置槽2的截面呈V型，可以方便放置待测光缆且便于使光缆保持平直的状态；

所述支架1上位于所述光缆容置槽2的两端分别设置有用于固定待测光缆的固定夹持机构3；参考图2和图3，本实施例中，所述固定夹持机构3包括相对设置的上夹板31和下夹板32，所述上夹板31和下夹板32的一侧铰接，另一侧之间设置有夹紧螺栓33，当然固定夹持机构也可以采用U型钳等其他夹持结构。

所述支架1于同一位置处安装有超声波发射器4和超声波接收器，所述超声波发射器4的发射方向与光缆容置槽2的长度方向相同，所述支架1上还安装有与所述超声波发射器4相对设置的超声波反射板5。为方便测量不同长度的光缆，所述超声波反射板5最好沿光缆容置槽2的长度方向滑动安装于所述支架1上，以便调整超声波反射板5与超声波发射器4之间的距离；滑动方式可以采用在支架1上设置直线导轨和超声波反射板5上设置滑块的常用结构实现，在此不再赘述。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。

超声波测距原理为公知技术，具体如下：超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。假设超声波在空气中的传播速度为C，根据计时器记录的时间t(测量距离传播的时间差T＝t/2)，就可以计算出发射点距障碍物的距离L，即：L＝C×T。即时间差测距法。

根据超声波测距公式L＝C×T，可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。

a)时间误差

当要求测距误差小于1mm时，假设声速的传播速度准确，C＝344m/s(20℃室温)，测距时间误差要求<(0.001/344)≈0.000002907s即2.907μs。使用的12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。

b)超声波传播速度误差

超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切的关系。对于超声波测距精度要求达到1mm时，就必须把超声波传播的环境温度考虑进去。例如当温度0℃时超声波速度是332m/s,30℃时是350m/s，温度变化引起的超声波速度变化为18m/s。若超声波在30℃的环境下以0℃的声速测量100m距离所引起的测量误差将达到5m，测量1m误差将达到5cm。

超声波速度与温度的近似公式为：C＝332+0.607×T1式中：T1为实际温度(℃)。

参考图4，具体应用时，可以由温度传感器获得室温T1并在面板T框中显示温度；超声波发射器发出(SEND)超声波于反射板处返回并接受(RECEIVE)回射波，89C51单片机定时器记录传输时间t；则长度L＝(332+0.607×T1)×t/2。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域内的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。