CN103542912A - 一种基于激光测距的激光水位计 - Google Patents

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胡淼
葛剑虹
朱卫东
丁小勇
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Abstract

本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种基于激光测距的激光水位计，包括激光测距仪、可调缩束系统、高精度感光CCD、上托盘、下托盘、十字水平仪、螺钉、数据处理系统和支架；激光测距仪固定设置在下托盘上；可调缩束系统位于激光测距仪的激光发射口前端；高精度感光CCD固定在激光测距仪的右侧，高精度感光CCD的输出端与数据处理系统相连接；十字水平仪固定在上托盘的表面上，支架一端固定在下托盘的下表面上，上托盘、下托盘通过螺钉相连接。在使用本发明时，使入射激光光束与被测液面的垂直精度较高，同时降低测量误差，能有效、精确的测量液面高度。本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

Description

一种基于激光测距的激光水位计
技术领域
本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种基于激光测距的激光水位计。
背景技术
非接触式测量广泛应用于液面高度检测，现有的水位计中非接触式测量方法有：超声波测距法、传感器测距法、激光测距法。在利用激光测距法测量时，安装有激光光束调整装置，传统激光光束调整装置为在激光测距机上安装一个气泡水平仪，通过调节对抗螺钉来微调激光入射角，由安置在激光器顶部的水平仪来判断激光光束是否与被测液面垂直。这种光束调整装置的精确度存在较大误差，并不能够保证激光测距仪出射激光与被测液面保持高精度的垂直；同时，当激光光束以某一微小的入射角射入待测液面，测量距离的增大会导致更大的误差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的基于激光测距的激光水位计。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明所述的一种基于激光测距的激光水位计，包括激光测距仪、可调缩束系统、高精度感光CCD、上托盘、下托盘、十字水平仪、螺钉、数据处理系统和支架；
所述激光测距仪固定设置在下托盘上；
所述可调缩束系统位于激光测距仪的激光发射口前端，通过调节激光光束，使经液面的反射光束聚焦到高精度感光CCD的接受面上；
所述高精度感光CCD固定在激光测距仪的右侧，高精度感光CCD的输出端与数据处理系统相连接；
所述高精度感光CCD的镜头成像面与接受面相重合设置；
所述十字水平仪固定在上托盘的表面上，支架一端固定在下托盘的下表面上，上托盘、下托盘通过螺钉相连接。
通过调节可调缩束系统使反射光线在数据处理系统的显示屏上距高精度感光CCD中心的距离为0.5mm，从而使激光测距仪的激光光束与被测液面保持很高精度的垂直度。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明合理运用光学原理，使入射激光光束与被测液面的垂直精度较高，同时降低测量误差，能有效、精确的测量液面高度。整个装置的设计体现了对可调缩束系统和高精度感光CCD高精度成像的利用，通过可调缩束系统减小激光束腰半径，适当增大发散角，使经过调整后的光束经液面反射能够被光探测头检测到，并在高精度感光CCD接收面上成像，通过观测计算高精度感光CCD接收屏上光点的位置来确保入射激光光束与液面保持垂直角度，并得到被测液面高度。整套装置精确度高，便携性强，可广泛用于工业定位检测中。本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图； 
附图标记说明：
1、激光测距仪；2、可调缩束系统；3、高精度感光CCD；4、下托盘；
5、上托盘；6、十字水平仪；7、螺钉；8、数据处理系统；9、支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明所述的一种基于激光测距的激光水位计，包括激光测距仪1、可调缩束系统2、高精度感光CCD3、上托盘4、下托盘5、十字水平仪6、螺钉7、数据处理系统8和支架9；
所述激光测距仪1固定设置在下托盘5上；
所述可调缩束系统2位于激光测距仪1的激光发射口前端，通过调节激光光束，使经液面的反射光束聚焦到高精度感光CCD3的接受面上；
所述高精度感光CCD3固定在激光测距仪1的右侧，高精度感光CCD3的输出端与数据处理系统8相连接；
所述高精度感光CCD3的镜头成像面与接受面相重合设置；
所述十字水平仪6固定在上托盘4的表面上，支架9一端固定在下托盘5的下表面上，上托盘4、下托盘5通过螺钉7相连接。
通过调节可调缩束系统2使反射光线在数据处理系统8的显示屏上距高精度感光CCD3中心的距离为0.5mm，从而使激光测距仪1的激光光束与被测液面保持很高精度的垂直度。
本发明的工作过程：调节连接上托盘4、下托盘5的螺钉7，使装置保持水平，打开激光测距仪1的开关，激光测距仪1发出的光线通过被测液面反射至高精度感光CCD3的接受面并在数据处理系统9上成像，同时不断调节位于激光测距仪1前端可调缩束系统2，使得入射光线垂直射入被测液面，最后通过读取激光测距仪1数据，获得被测液面高度。
在使用本发明测量液面高度时，使入射激光光束与被测液面的垂直精度较高，同时降低测量误差，能有效、精确的测量液面高度。另外，该结构简单、设计合理，制造成本低。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (1)

1.一种基于激光测距的激光水位计，其特征在于：包括激光测距仪（1）、可调缩束系统（2）、高精度感光CCD（3）、上托盘（4）、下托盘（5）、十字水平仪（6）、螺钉（7）、数据处理系统（8）和支架（9）；
所述激光测距仪（1）固定设置在下托盘（5）上；
所述可调缩束系统（2）位于激光测距仪（1）的激光发射口前端，通过调节激光光束，使经液面的反射光束聚焦到高精度感光CCD（3）的接受面上；
所述高精度感光CCD（3）固定在激光测距仪（1）的右侧，高精度感光CCD（3）的输出端与数据处理系统（8）相连接；
所述高精度感光CCD（3）的镜头成像面与接受面相重合设置；
所述十字水平仪（6）固定在上托盘（4）的表面上，支架（9）一端固定在下托盘（5）的下表面上，上托盘（4）、下托盘（5）通过螺钉（7）相连接。
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