CN104990544B - 基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置 - Google Patents

Abstract

一种基于光栅的单管塔绝对垂直度检测装置，包括设置于单管塔内部的悬挂支架和支撑架，其中悬挂支架位于支撑架上方，悬挂支架底部连接吊绳的上端，吊绳的下端连接吊锤，吊绳的下部套有非透明的套筒，支撑架的中部开有通孔，支撑架上设置有带有中心孔的红外光栅传感器，所述套筒穿过通孔和中心孔，本发明利用红外光栅技术，能够自动、实时、精确的检测单管塔的绝对垂直度，在检测过程中不再需要人为定期的参与，而且其检测的精度能满足现行业的要求；同时整套装置都设置于单管塔的内部，在测量时不会受到地域的限制，也不会受到外界自然、人为等因素的影响。

Description

基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置

技术领域

本发明属于移动通信单管塔技术领域，特别涉及一种基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置。

背景技术

移动通信单管塔是移动通信重要的基础设施之一。单管塔的安全不仅影响到移动通信网络运行安全，更是直接影响到人民群众生命财产安全。为了能有效保证单管塔的安全使用，单管塔的垂直度是判定其安装工程质量优劣的重要指标。此外单管塔经过一段时间使用后，由于单管塔支撑地基的下沉以及受风荷等作用单管塔会发生一定程度的倾斜，如不及时进行维护和校正，其倾斜程度可能会逐渐增加，最终也会影响到单管塔的安全使用。因此，在单管塔的安装及日常巡检维护过程中对其进行垂直度检测是非常必要的。

目前，检测单管塔垂直度普遍采用的方法是人工利用经纬仪和标尺的方法。用此法进行测量时，首先观察地形进行仪器架设，经纬仪安置点与单管塔的距离要保证在单管塔高度的1.5倍左右，另外必须保证两个相互垂直方向都要进行测量，因此要求有足够大的测量地域。在现实环境中，单管塔周围往往有高层建筑物、树木等遮挡，对测量地域受到一定的限制，因此测量起来会非常麻烦。另外，在室外进行测量时由于风力、光线等的影响也会对测量精度造成一定的偏差。从单管塔安全使用的角度考虑其整体中心垂直度要求不大于1/1500，利用目前的检测方法还很难达到这一精度。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置，利用红外光栅技术对单管塔的绝对垂直度进行实时检测，解决了现有技术中单管塔垂直度检测困难的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置，包括设置于单管塔1内部的悬挂支架2和支撑架4，其中悬挂支架2位于支撑架4上方，悬挂支架2底部连接吊绳3的上端，吊绳3的下端连接吊锤7，吊绳3的下部套有非透明的套筒6，支撑架4的中部开有通孔，支撑架4上设置有带有中心孔14的红外光栅传感器5，所述套筒6穿过通孔和中心孔14。

所述套筒6的直径为10mm。

所述红外光栅传感器5由布置在带有中心孔14的印刷电路板10上的红外发射管12和红外接收管11构成，红外发射管12和红外接收管11各有两排，两排红外发射管12分别布置在中心孔14的左侧和下侧，两排红外接收管11分别布置在中心孔14的右侧和上侧，每个红外发射管12均相应地与一个红外接收管11沿所述中心孔14对称。

所述红外光栅传感器5发射的红外光栅所构成的平面垂直于单管塔1的轴线；所述吊绳3顶端在悬挂支架2上的固定点与红外光栅传感器5发射的红外光栅所构成的平面的中心点的连线平行于单管塔1的轴线。

所示套筒6的轴线与吊绳3相重合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的这种基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置，它利用红外光栅技术能够自动、实时、精确的检测单管塔的绝对垂直度。在检测过程中它不再需要人为定期的参与，而且其检测的精度能满足现行业的要求。

2.本发明提供的这种基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置，整套装置都设置于单管塔的内部，因此在测量时不会受到地域的限制，也不会受到外界自然、人为等因素的影响。

3.本发明结构简单合理，生产容易，符合实际需要。

附图说明

图1是根据本发明基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置竖直放置时的结构立体图。

图2是红外光栅传感器的布置示意图。

图3是根据本发明基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置安装于支撑地基后的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置，包括单管塔1，单管塔1内部上方设置有悬挂支架2和支撑架4，悬挂支架2位于支撑架4上方的一定距离处，悬挂支架2上设置有吊绳3，吊绳3顶端固定于悬挂支架2的A点处(如图1所示)、底端连接吊锤7，吊绳3下部至底端处套有直径为10mm的非透明的套筒6，支撑架4设置有红外光栅传感器5，吊绳3、红外光栅传感器5、套筒6、吊线锤7都设置在单管塔1内部，吊绳3顶端固定于悬挂支架2上的A点与红外光栅传感器5发射的红外光栅所构成的平面的中心点(如图1所示的O点)的连线平行于单管塔1的轴线，红外光栅传感器5发射的红外光栅所构成的平面垂直于单管塔1的轴线，支撑架4上有一个通孔，红外光栅传感器5上有一个中心孔14，套筒6的中下部穿过通孔和中心孔14。

如图2所示，红外光栅传感器5由布置在带有中心孔14的印刷电路板10上的红外发射管12和红外接收管11构成，在印刷电路板10左侧和下侧的两排深色二极管为红外发射管12。在印刷电路板10右侧和上侧的两排透明二极管为红外接收管11。每个红外发射管12均相应地与一个红外接收管11沿所述中心孔14对称。工作时，红外发射管12依次发光。当某一红外发射管12发光时，如果中心孔14中有物体，就会对红外光线造成遮挡，在对面一排的红外接收管11上产生阴影，在不同的红外接收管11上产生不同的信号强度。利用红外发射管12依次发光时所产生的红外接收管11上的强度信号分布，就可以计算出遮挡物体所在的坐标位置。

再如图1所示，将本发明整套装置竖直放置后，此时单管塔1的轴线及O、A两点的连线都处于竖直状态，吊绳3受到吊线锤7的重力作用也处于竖直状态。因为吊绳3经过A点且处于竖直状态，所以此时吊绳3与O、A两点的连线相重合，也就是说此时吊绳3经过O点。由于套筒6是套在吊绳3外面的，其轴线和吊绳3相重合，因此套筒6的轴线此时也经过O点。因为O点是红外光栅传感器5发射的红外光栅所构成的平面(以下简称XY平面)的中心点，此时套筒6就会挡住分别射向O点位置的X、Y两方向的两条红外光栅，从而通过红外光栅传感器5就可以确定O的坐标位置，记作O(X₀,Y₀)。

如图3所示，当本发明的整套装置安装于支撑地基8之后,可能由于本身施工安装上的误差或者由于外界自然环境等的影响都会导致单管塔1的倾斜，此时设置于单管塔1内部的悬挂支架2、支撑座4、红外光栅传感器5都会随单管塔1一起倾斜，从而悬挂支架2上A点的空间位置也会发生变化。由于吊绳3只有其顶端固定于悬挂支架2的A点处，其余部位都处于悬空状态，另外其底端受到吊线锤7的重力作用，因此吊绳3、套筒6都会随悬挂支架2上A点位置的变化作相应的平行移动。

按照图3所示的情况，此时通过红外光栅传感器5可以得到套筒6的轴线与XY平面的焦点的坐标，记作O₁(X₁,Y₁)。利用O(X₀,Y₀)及O₁(X₁,Y₁)的坐标，通过数据处理就可以得到吊绳3的位置偏移量，从而得到悬挂支架2上A点的位置变化量，通过进一步的计算就可以得到单管塔1的绝对垂直度。当然在实际情况中，由于受外界环境的影响，单管塔1会不停的摆动，从而导致吊绳3、套筒6也做不停的摆动。此时套筒6的轴线与XY平面的焦点的轨迹大致如图2虚线椭圆所示，通过数据处理可以得到套筒6的轴线与XY平面的焦点的中心坐标，记作类似的利用O(X₀,Y₀)及的坐标，就可以得到单管塔1的绝对垂直度。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围的全部实施方式。

Claims (2)

1.一种基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置，其特征在于，包括设置于单管塔(1)内部的悬挂支架(2)和支撑架(4)，其中悬挂支架(2)位于支撑架(4)上方，悬挂支架(2)底部连接吊绳(3)的上端，吊绳(3)的下端连接吊锤(7)，吊绳(3)的下部套有非透明的套筒(6)，支撑架(4)的中部开有通孔，支撑架(4)上设置有带有中心孔(14)的红外光栅传感器(5)，所述套筒(6)穿过通孔和中心孔(14)，所述红外光栅传感器(5)由布置在带有中心孔(14)的印刷电路板(10)上的红外发射管(12)和红外接收管(11)构成，红外发射管(12)和红外接收管(11)各有两排，两排红外发射管(12)分别布置在中心孔(14)的左侧和下侧，两排红外接收管(11)分别布置在中心孔(14)的右侧和上侧，每个红外发射管(12)均相应地与一个红外接收管(11)沿所述中心孔(14)对称，所述红外光栅传感器(5)发射的红外光栅所构成的平面垂直于单管塔(1)的轴线；所述吊绳(3)顶端在悬挂支架(2)上的固定点与红外光栅传感器(5)发射的红外光栅所构成的平面的中心点的连线平行于单管塔(1)的轴线，所述套筒(6)的轴线与吊绳(3)相重合。

2.根据权利要求1所述基于红外光栅的单管塔绝对垂直度检测装置，其特征在于，所述套筒(6)的直径为10mm。