CN102937440A - 激光感应水准测量标尺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可有效降低成本的激光感应水准测量标尺，设有支撑杆（1）及水准器（2），其特征在于：在支撑杆（1）上连接有可上下滑动的激光接收靶体（4），在激光接收靶体（4）上固定有激光感应阵列（5），所述激光感应阵列（5）通过检测模块（6）与控制模块（7）相接，控制模块（7）的输出与通信模块（8）相接，与通信模块（8）对应设有显控终端（9），在所述激光接收靶体（4）或支撑杆（1）上还设有靶体高度测定器（3）。

Description

激光感应水准测量标尺

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种可有效降低成本的激光感应水准测量标尺。

背景技术

目前，公知的水准测量装置是由一个水准仪和两个水准标尺组成。测量时先将两个水准标尺分别置于地面上的A、B两点，再将水准仪设置在A、B两点的中间位置，为了保证测量精度，一般要求水准仪距两个水准标尺的水平距离相等或大致相等。利用整平后水准仪的水平视线分别照准读取两个水准标尺的标高数值，所测标高数值之差即为地面A、B两点的水准高差，若已知其中一点的高程，即可由高差推算出另一点的高程。现有的水准仪按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、数字水准仪（又称电子水准仪）和激光水准仪等，相对而言，激光水准仪（即激光水准测量）结构简单、照准精度高。激光水准仪是将激光器发出的激光束导入望远镜筒内，使其沿视准轴方向射出水平激光束，可在望远镜物镜前装配一块具有一定遮光图案的玻璃片或金属片，即波带板，使激光束所生衍射干涉。经过望远镜调焦，在波带板的调焦范围内，获得一明亮而精细的十字型或圆形的激光光斑，从而更精确地照准目标。与此同时，必需与激光水准仪配合使用光电感应接收水准标尺。现有的光电感应接收水准标尺是在尺体的量程范围内均安装有由CCD器件组成的光电感应阵列，由于尺体高度通常为2~4米，所以一个尺体就需要数百个CCD器件，成本昂贵，已不具有实用价值。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可有效降低成本的激光感应水准测量标尺。

本发明的技术解决方案是：一种激光感应水准测量标尺，设有支撑杆及水准器，在支撑杆上连接有可上下滑动的激光接收靶体，在激光接收靶体上固定有激光感应阵列，所述激光感应阵列通过检测模块与控制模块相接，控制模块的输出与通信模块相接，与通信模块对应设有显控终端，在所述激光接收靶体或支撑杆上还设有靶体高度测定器。

本发明是由激光接收靶和靶体高度测定器等部件组成，可精准确定激光束的高度。因激光接收靶的有效面积相对光电感应标尺大为减小，所用CCD器件也仅为几十个，与现有技术相比，有效降低了成本，提高了其实用价值。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例的电路原理框图。

图3是本发明实施例2的结构示意图。

图4是本发明实施例3的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1、图2所示：有用金属、塑料或碳纤维等材料制成的柱状支撑杆1，柱状支撑杆1可以是圆形、椭圆形或方形柱体，也可以是两根或多根支撑棍（管）的组合体，与支撑杆1固定连接有水准器2，水准器2采用圆水准器。在支撑杆1上固定有光栅尺10。在支撑杆1连接有可上下滑动的激光接收靶体4，可根据需要将激光接收靶体4固定在合适位置。在激光接收靶体4上固定有激光感应阵列5，激光感应阵列5采用竖向设置的一维PSD（位置敏感探测器，如上海欧光电子科技有限公司的1L60 SU34），激光感应阵列5通过检测模块6与控制模块7相接，控制模块7的输出与通信模块8相接，与通信模块8对应设有显控终端9，在激光接收靶体4上固定有电源模块11。检测模块6为PSD输出信号调理电路，控制模块7采用内嵌A/D电路的单片机（如Silabs的C8051F410），通信模块8采用LCD与键盘接口电路，显控终端9则由LCD显示屏和控制按键组成。在激光接收靶体4上还设有靶体高度测定器3，即光栅尺读数头。

使用本发明实施例1进行水准测量的基本过程为：利用脚架将激光水平线照射器（带激光的水准仪或扫平仪）放置于合适位置并进行整平，使照射器照向测量点，将支撑杆1放置于测量点，初步整平后，上下调整激光接收靶体4的位置，使来自照射器的水平激光线大致投射到激光感应阵列5的中部，精确调整支撑杆1使圆水准器2气泡居中，按下测量控制键，单片机检测模块6输出的PSD信号进行处理，因PSD输出信号直接对应于激光光斑中心位置，可计算出在光斑中心位置在靶体上的高度。单片机同时读取光栅尺读数头输出的数据（靶体高度），将测量的激光光斑中心位置高度与靶体高度相加，即可得到水平激光线在测量点的高度。

实施例2：

如图2、3所示：基本结构同实施例1，与实施例1所不同的是激光感应阵列5采用CCD激光感应线列阵，对应的检测模块6采用基于SPI串行接口的CCD接口电路，控制模块7的核心采用ARM处理器，通信模块8采用蓝牙通信模块，显控终端9采用智能手机。靶体高度测定器3采用磁栅尺读数头，在支撑杆1上安装有磁栅尺10。

使用过程同实施例1。

实施例3：

如图2、4所示：基本结构同实施例1或实施例2，与实施例1或实施例2所不同的是激光感应阵列5采用二维枕形PSD，对应的检测模块6采用二维PSD输出信号调理电路，通信模块8采用WIFI通信模块，显控终端9采用电子手簿。靶体高度测定器3采用激光/红外测距仪来实现，激光/红外测距仪的发射器可安装于靶体4或支撑杆1的底端。

使用过程同实施例1或实施例2。

Claims (1)

1. 一种激光感应水准测量标尺，设有支撑杆（1）及水准器（2），其特征在于：在支撑杆（1）上连接有可上下滑动的激光接收靶体（4），在激光接收靶体（4）上固定有激光感应阵列（5），所述激光感应阵列（5）通过检测模块（6）与控制模块（7）相接，控制模块（7）的输出与通信模块（8）相接，与通信模块（8）对应设有显控终端（9），在所述激光接收靶体（4）或支撑杆（1）上还设有靶体高度测定器（3）。

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