一種位移誤差探測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到探測出激光監(jiān)測橋梁位移過程中環(huán)境因素引起的監(jiān)測中產(chǎn)生的誤差。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代技術(shù)中在使用激光實時監(jiān)測橋梁位移過程中，激光在傳輸?shù)倪^程中難免會受到周圍環(huán)境因素的影響，從而對橋梁位移監(jiān)測過程造成誤差。為了提高橋梁位移監(jiān)測技術(shù)的準確度，需要采用科學(xué)的技術(shù)方案來探測出誤差，并消除誤差。
[0003]激光在大氣環(huán)境中傳輸?shù)倪^程，難免會受到大氣環(huán)境中懸浮的各種氣溶膠粒子、塵埃微粒、大氣湍流旋渦和各種降水粒子(如:霧、霾、云、雨、煙塵等)的影響，或是受到空氣中上下層密度的不均勻分布的影響，從而導(dǎo)致激光的傳輸路徑發(fā)生改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、安裝調(diào)試簡便、工作穩(wěn)定可靠的一種位移誤差探測裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種位移誤差探測裝置，其特征在于:包括相互配合的激光信號發(fā)射單元和激光信號接收單元，所述激光信號發(fā)射單元為用來對激光信號接收單元發(fā)射激光束的激光器，所述激光信號接收單元包括線陣PSD器件、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述線陣PSD器件接收激光束將光信號轉(zhuǎn)換為電信號傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對電信號進行處理后得出激光光斑的位移數(shù)據(jù)。
[0006]所述的激光信號發(fā)射單元還包括能將激光器發(fā)射的激光束擴束為一定尺寸大小的激光光束的擴束透鏡。
[0007]所述的激光信號接收單元還包括能把傳輸來的激光束成像在線陣PSD器件光敏面上的成像透鏡。
[0008]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括PSD處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、上位機，所述的單片機通過總線接口與上位機相連，所述單片機通過A/D轉(zhuǎn)換器與PSD處理電路相連。
[0009]本發(fā)明具有下述優(yōu)點:
1.本發(fā)明的一種位移誤差探測裝置，充分利用了激光信號單向性好的優(yōu)點，工作穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊；
2.本發(fā)明中采用的線陣PSD，測量精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點。
[0010]
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明在應(yīng)用時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的原理示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明中光學(xué)原理示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明中PSD處理電路示意圖。
[0014]圖5是本發(fā)明中A/D轉(zhuǎn)換器電路示意圖。
[0015]圖6是本發(fā)明中單片機電路示意圖。
[0016]圖例說明:
1、激光信號發(fā)射單元；2、激光信號接收單元；11、激光器；12、擴束透鏡；13、擴束透鏡；21、成像透鏡；22、線陣PSD器件；23、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；231、PSD處理電路；232、A/D轉(zhuǎn)換器；233、單片機；234、上位機；3、激光束。
[0017]具體實施方法
以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0018]參見圖1、圖2所示，本發(fā)明的一種位移誤差探測裝置，包括相互配合的激光信號發(fā)射單元1與激光信號接收單元2，激光信號發(fā)射單元1包括激光器11和擴束透鏡12和擴束透鏡13，激光信號接收單元2包括成像透鏡21、線陣PSD器件22、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)23，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)23包括PSD處理電路231、A/D轉(zhuǎn)換器232、單片機233、上位機234。具體實施過程為:由激光信號發(fā)射單元1中的激光器11發(fā)射的激光束3，經(jīng)過擴束透鏡12和擴束透鏡13，擴束成為一定尺寸大小的激光光束，傳輸至激光信號接收單元2中的成像透鏡21后，成像在線陣PSD器件22上，線陣PSD器件22將激光束3的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后輸出給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)23中的PSD處理電路231，PSD處理電路231將處理后的電信號傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器232與單片機233，單片機233控制A/D轉(zhuǎn)換器232采集來自于PSD處理電路231處理后的電壓信號數(shù)據(jù)，最后單片機233將數(shù)據(jù)送至上位機234上顯示。如果激光信號發(fā)射單元1發(fā)生位移，那么激光束3成像在激光信號接收單元2中的線陣PSD器件22上也會同步的產(chǎn)生相應(yīng)的位移?？紤]到如果激光信號發(fā)射單元1沒有發(fā)生位移，但是激光信號接收單元2中的線陣PSD器件22上卻能采集到激光光斑發(fā)生的位移，這是因為環(huán)境因素對激光器11發(fā)射的激光束3在空氣中傳輸過程造成的影響導(dǎo)致了這樣的誤差結(jié)果。因此該位移誤差探測裝置便可以探測出環(huán)境因素導(dǎo)致的誤差數(shù)據(jù)。
[0019]參見圖3所示，激光信號發(fā)射單元1發(fā)射的激光束3本應(yīng)該沿著該圖中實線所示的傳輸路徑傳輸，但受到環(huán)境因素的影響后，其傳輸路徑發(fā)生改變，卻沿著圖中虛線所示的傳輸路徑傳輸，通過成像透鏡21后，在線陣PSD器件22上產(chǎn)生位移Λ d。
[0020]參見圖4所示，圖4中左圖為線陣PSD的I/V轉(zhuǎn)換電路，它將線陣PSD器件22輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號后，同時輸出給圖4中的右圖上下兩圖所示的加法電路與減法電路，分別進行加法運算與減法運算處理后，輸出給圖5中的A/D轉(zhuǎn)換器232，圖6中的單片機233控制A/D轉(zhuǎn)換器232進行數(shù)據(jù)的采集，最后，單片機233通過總線接口將數(shù)據(jù)傳輸至上位機234上顯示。
[0021]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種位移誤差探測裝置，其特征在于:包括相互配合的激光信號發(fā)射單元(1)和激光信號接收單元(2)，所述激光信號發(fā)射單元(1)為用來對激光信號接收單元(2)發(fā)射激光束(3)的激光器(11)，所述激光信號接收單元(2)包括線陣PSD器件(22)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(23)，所述線陣PSD器件(22)接收激光束(3)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(23)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(23)對電信號進行處理后得出激光光斑的位移數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種位移誤差探測裝置，其特征在于:所述的激光信號發(fā)射單元(1)還包括能將激光器(11)發(fā)射的激光束(3 )擴束為一定尺寸大小的激光光束的擴束透鏡(12)和擴束透鏡(13)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種位移誤差探測裝置，其特征在于:所述的激光信號接收單元(2 )還包括能把傳輸來的激光束(3 )成像在線陣PSD器件光敏面上的成像透鏡(21)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種位移誤差探測裝置，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(23)包括PSD處理電路(231)、A/D轉(zhuǎn)換器(232)、單片機(233)、上位機(234)，所述的單片機(233)通過總線接口與上位機(234)相連，所述單片機(233)通過A/D轉(zhuǎn)換器(232)與PSD處理電路(231)相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種位移誤差探測裝置，包括相互配合的激光信號發(fā)射單元（1）和激光信號接收單元（2），所述激光信號發(fā)射單元（1）為用來對激光信號接收單元（2）發(fā)射激光束（3）的激光器（11），所述激光信號接收單元（2）包括線陣PSD器件（22）、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（23），所述線陣PSD器件（22）接收到激光束（3）將光信號轉(zhuǎn)換為電信號傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（23），所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（23）對電信號進行處理后得出激光光斑的位移數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、測量精度高、安裝調(diào)試簡便、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。
【IPC分類】G01B11/02
【公開號】CN105333825
【申請?zhí)枴緾N201510820582
【發(fā)明人】翟芳華, 彭潤伍, 張筆雨
【申請人】長沙理工大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月24日