构造光反射面的方法、光路反射仪及竖直激光校准装置与流程

1.本发明涉及光反射元件及校准技术领域，尤其涉及构造光反射面的方法、光路反射仪及竖直激光校准装置。


背景技术：

2.目前，检测竖直度的方式有竖直激光校准仪或使用铅垂线等。
3.其中，竖直激光校准仪，是根据仪器内部的倾角传感器来寻找一个竖直向下的方向并打出一道激光来判断被检物体的竖直偏差度的一种仪器。使用时，将一个竖直激光仪卡在被检目标上，然后在激光仪下方卡上一个标靶，通过激光仪里的倾角传感器来找到一个向下竖直的方向并发射激光打在标靶上，通过肉眼来识别激光在标靶上的偏移，继而判断竖直度。
4.铅垂线，是使用一条一端绑有重圆锥的金属，通过重力来达到向下竖直，从而来找到一个竖直向下的方向。
5.目前的竖直方向检测方式，存在的问题有：1.现有的激光锤准仪是根据激光仪内部额外加装的倾角传感器来感应仪器在水平面的夹角，根据夹角大小来调整仪器的姿态达到水平并使得激光发射口是一个竖直向下的方向，但是前市面上的倾角传感器（如sca103t）精度最高为0.001
°
，并且这种倾角传感器会极大程度上受到温度影响而产生温漂影响，使得精度降低；此外，其判断竖直方向的偏差度是人眼观察激光打在标靶上的光点距离标靶上标出的x和y轴的偏差，这样通过人眼识别在精度上会有很大影响。
6.2.使用铅垂线来寻找竖直度，将会受到风力、振动等外部因素的影响，并且使用人眼来直接观察，在精度上无法达到高精度的检测指标。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本技术的发明人研究出一个解决方案，即采用一个光反射元件来反射激光并使两道光路穿过透明板，透明板上会有两道光路的光点，通过分析两个光点的重合度来判断竖直度。但，这种方法对光反射元件的水平度要求高，因为该光反射元件的水平度对检测精度影响较大。基于此，本技术提供构造光反射面的方法、光路反射仪及竖直激光校准装置，首先解决光反射元件水平度的问题，其次再解决竖直度检测精度的问题。
8.本技术通过下述技术方案实现：构造光反射面的方法，包括以下步骤：将金属镓置于一容腔中；对金属镓加热使金属镓变成液态，液态金属镓的液面与水平面平行；对液态金属镓降温使液态金属镓变成固态金属镓，使得固态金属镓的顶面形成与水平面平行的光反射面。
9.一种光路反射仪，包括载体、处理器、制冷装置和制热装置，制冷装置和制热装置
均与处理器连接；所述载体具有一镓放置空腔，镓放置空腔中装有金属镓，镓放置空腔顶部有供光透过的透光孔；制热装置用于对金属镓加热，制冷装置用于对金属镓制冷。
10.进一步的，所述透光孔处安装有第一透明板。
11.进一步的，所述镓放置空腔设有透气孔，透气孔配有孔塞。
12.进一步的，制冷装置、制热装置分别位于镓放置空腔的两侧。
13.进一步的，所述载体呈盒子状，处理器、制冷装置和制热装置封装在盒子状的载体中。
14.进一步的，处理器连接有无线通信模块。
15.竖直激光校准装置，包括激光仪、第二透明板和所述的光路反射仪；激光仪位于第二透明板上方，光路反射仪位于第二透明板下方。
16.进一步的，竖直激光校准装置还包括图像采集器，图像采集器置于第二透明板的上方，图像采集器用于采集激光仪发射的光以及在光路反射仪反射的光在第二透明板上形成的光点。
17.进一步的，所述图像采集器与第二透明板相连。
18.优选地，激光仪为点激光或线激光发射仪。
19.与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1，本技术的光路反射仪可构造一个水平的光反射面，而且不论载体如何放置，都不会影响其提供的光反射面的水平度，其使用方便，同时可保证光反射面的水平度；2，本技术的竖直激光校准装置采用一个可构造出水平面的光路反射仪来反射激光并使两道光路穿过第二透明板，使得第二透明板上会有两道光路的光点，通过观察、分析两个光点的重合度来判断竖直度，因光路反射仪可构造一个水平的光反射面，因此可大大提高竖直激光校准装置的检测精度；3，本技术采用图像采集器来采集透明板上两个光路的光点，配合图像处理技术，使得精度再次提升；4，使用本技术的竖直激光校准装置，若检测距离为100米，偏差值为0.5毫米，则等效精度为0.0003
°
，相比于现有技术，检测精度得到大幅度提升；5，本技术避免了传统激光垂准仪依靠倾角传感器精度不够，以及温度影响的问题；同时，又不会受到风力、振动等外部因素的影响；6，本发明精度高，可合理且有效地进行竖直方向偏差的检测工作，利于科学地判断被检目标在竖直方向的偏差度，从而判定检测目标是否达标；若采用本发明来校准电梯导轨的竖直度，可降低设备的使用风险，有效防止安全事故的发生。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术实施方式的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施方式的限定。
21.图1光路反射仪的结构示意图；图2是竖直激光校准装置的示意图。
具体实施方式
22.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.本发明公开一构造光反射面的方法，包括以下步骤：将金属镓置于一容腔中；对金属镓加热使金属镓变成液态，液态金属镓的液面与水平面平行；对液态金属镓降温使液态金属镓变成固态金属镓，使得固态金属镓的顶面形成与水平面平行的光反射面。
29.基于上述方法，本发明公开一光路反射仪，如图1所示，光路反射仪包括载体1、处理器2、制冷装置3和制热装置4。处理器2、制冷装置3和制热装置4均装于载体1上。制冷装置3和制热装置4均与处理器2连接。
30.载体1具有一镓放置空腔11，镓放置空腔11中装有金属镓5。镓放置空腔11顶部有供光透过的透光孔，透光孔处安装有第一透明板6。透光孔的大小、形状不作限定。作为一个较佳的实施方式，透光孔与镓放置空腔11内部大小一致。
31.在另一个实施例中，镓放置空腔11设有透气孔，透气孔配有孔塞7。取下孔塞7，可使镓放置空腔11内部与外部气压平衡，减少空气对光路的影响。透气孔最好设于镓放置空
腔11顶部。
32.本实施例中载体1呈盒子状，处理器2、制冷装置3和制热装置4封装在盒子中。盒子中有多个容置腔，其中一个容置腔为镓放置空腔11，处理器2置于另一个容置腔中。
33.由于金属镓不能使用金属容器存放，所以整个载体1使用塑料材质，并且第一透明板6也为塑料板。
34.制冷装置3和制热装置4用于对镓放置空腔11内的金属镓5进行加热或制冷。本实施例中的制冷装置3、制热装置4均与镓放置空腔11的外侧壁连接，制冷装置3、制热装置4分别位于镓放置空腔11的两侧。
35.处理器2可选择单片机，制冷装置3可选择制冷片，制热装置4可选择制热片。由于金属镓的熔点为29.78
°
c，所以可将制热片的温度固定为35.78
°
c；制冷片温度固定为24.78
°
c，以此来转变金属镓的物理状态，可通过第一透明板6来肉眼观察金属镓是否达到固态或液态。
36.在另一个实施例中，可通过温度传感器来感应温度，继而间接检测金属镓是否达到固态或液态。
37.处理器2连接有通信模块，以实现数据的传输。通信模块可为蓝牙、红外、wifi等无线通信设备，也可为有线通信方式。当然的，载体1上还装有电源8，以给用电元件供电。本发明通过启动制热装置4，可使镓放置空腔11内的金属镓5变为液态，液态金属镓的液面为水平面；然后，关闭制热装置4，打开制冷装置3，使液态的金属镓5变成固态，继而在镓放置空腔11中形成一个水平的光反射面51。
38.本发明的光路反射仪10，不论载体1如何放置，都不会影响其提供的光反射面51的水平度，其使用方便，其能有效保证光反射面51的水平度。
39.如图2所示，本发明公开的竖直激光校准装置，包括光路反射仪10、激光仪20和第二透明板30，激光仪20位于第二透明板30上方，光路反射仪10位于第二透明板30下方。
40.第二透明板30可为亚克力板、透明玻璃板等，激光仪20的光可为点激光、线激光。
41.在另一个实施例中，竖直激光校准装置还包括图像采集器40，图像采集器40用于采集因激光穿过第二透明板30而在第二透明板30上形成的光点。图像采集器40可为ccd、cmos等。
42.图像采集器器40可以通过固定槽50卡在第二透明板30上方。最好的，图像采集器器40的视野可涵盖第二透明板30的整个上表面。
43.竖直激光校准装置的工作原理：将激光仪20装于被测对象上，采用一个可构造出水平面的光路反射仪10来反射激光并使两道光路穿过第二透明板30，使得第二透明板30上会有两道光路的光点，通过观察、分析两个光点的重合度来判断竖直度。
44.相对于肉眼观察，若采用图像处理技术来分析两个光点的重合度，能够使得精度有很大提升。
45.下面，对竖直激光校准装置的具体应用进行举例说明。
46.应用例1检测竖直度在电梯轨道的竖直检测上有着很大的作用，电梯轨道的竖直偏差是否合规会直接关系到对重的正常使用以及轿厢的运行安全。所以，校准方式的精度是否达标
就显得尤为重要，使用精度不合规的竖直方向检测手段将会对电梯导轨等需要对竖直方向偏差度检测的设备带来严重的安全隐患，或影响正常使用。基于此，本应用例采用本发明提供的竖直激光校准装置，来对电梯轨道的竖直度进行检测，方法如下：将激光仪20安装在电梯的导轨上，激光仪20下方放置光路反射仪10，将第二透明板30置于激光仪20和光路反射仪10之间，确保激光仪20发出的光能够穿过第二透明板30并射向光路反射仪10；图像采集器40置于第二透明板30上方且图像采集器40的视野能够完全覆盖第二透明板30。通过无线方式例如红外遥控装置来控制光路反射仪10工作，制热装置4启动，金属镓5变为液体状并达形成水平面，再控制制冷装置3使得金属镓5变成固态，金属镓5顶面形成水平的固体镜面；然后，打开激光仪20，激光仪20发出的激光透过第二透明板30射到金属镓5形成的固体镜面上，经固体镜面反射后再次通过第二透明板30，从而在第二透明板30上形成两个光点，图像采集器40采集到包含两个光点的图像，处理器通过图像识别技术分析两个光点的距离差，继而判断电梯导轨的竖直度是否合规。
47.值得一提的是，如果对精度要求不高，可不使用图像采集器40，而直接用肉眼观察两个光点的重合度。
48.使用本发明的竖直激光校准装置，若检测距离为100米，偏差值为0.5毫米，则等效精度为0.0003
°
。此处的检测距离指激光仪20与光路反射仪10之间的距离。
49.本发明避免了传统激光垂准仪依靠倾角传感器精度不够，以及温度影响的问题；同时，又不会受到风力、振动等外部因素的影响。
50.本发明精度高，可合理且有效地进行竖直方向偏差的检测工作，利于科学地判断被检目标在竖直方向的偏差度，从而判定检测目标是否达标，继而降低设备的使用风险，防止安全事故的发生。
51.以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。