CN106895806A - 一种基于多维度传感器的监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多维度传感器的监测装置，属于粒子加速器位置监测技术领域。该装置是由承重底座、调节底板、转换基板、夹紧调节机构、调节螺栓、静力水准仪、倾角传感器、线位置探测器、位敏探测器、位敏探测器支架组成。本发明中每个传感器都有一个自身坐标系，监测粒子加速器中某元部件不同时刻相对于参考点位置姿态变化，通过计算机将各个监测系统采集的数据输出并通过相关计算转换到以转换基板为基础的统一坐标系下，在统一的坐标系下考量被监测元部件坐标的变动，并将各传感器的相对位置姿态监测转化为统一坐标系下的位置姿态监测，从而实现在统一坐标系下实时监测元部件位置姿态变化情况，即可确定是否对位置姿态的变动进行调整。

Description

一种基于多维度传感器的监测装置

技术领域

本发明涉及位置监测的技术领域，特别涉及一种基于多维度传感器的监测装置，适用于粒子加速器相对位置变化监测。

背景技术

随着科技发展需要，对粒子加速器关键元部件的稳定性要求越来越高，它们的定位精度和运行时其相对位置的稳定性决定着整个机器是否正常运行，比如新一代同步辐射光源、粒子对撞机等大科学工程的建造，整个系统对于准直安装的精度和机器运行时元部件的位置变化量要求非常高。在机器运行的过程中，关键元部件相对位置的监测尤为重要。目前，在粒子加速器的建设和使用中高精度位置监测设备主要有静力水准系统和线位置探测器等。大多数位置监测装置是单独使用的，它们基于各自不同的基准，且各个监测装置的监测范围有限，在数据分析上需要分段分类进行，要求工作人员不断进入现场勘察，以确定各个监测设备之间相互的关系，并在数据分析上进行必要的调整。这些监测结果无法在一个统一的坐标系下有效反映各部件之间位置的相对变化，而局部元部件位置变化往往影响到整个机器设备正常运行。这些监测手段不仅操作繁琐、工作量大，而且效率低、整体精度低、可靠性差。因此在高精度的基础上，本发明采用各种可行的位置监测装置对机器设备元部件位置姿态进行实时监测，并将各个监测装置采集的数据转换到统一坐标系下，在统一的坐标系中考量各元部件的相对位置变动，从而实现多维度位置监测，保证机器的正常稳定运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于多维度传感器的监测装置，能够监测到物体在统一坐标系下的相对位置变化，从而可以在统一坐标系下考量元部件位置姿态变化对加速器运行的影响，提高监测的可靠性。

为了有效的解决单个监测装置如上所述的不足，本发明按如下方式实现：一种基于多维度传感器的监测装置，由承重底座、调节底板、转换基板、夹紧调节机构、调节螺栓、静力水准仪、倾角传感器、线位置探测器、位敏探测器、位敏探测器支架组成。所述的承重底座起到支撑传感器的作用，可通过双头螺柱紧固于被监测物体或机器上。所述的调节底板通过双头螺柱与承重底座相连接。所述的转换基板置于调节底板上方，通过夹紧调节机构与调节底板相连接，转换基板上开有沉孔。所述的夹紧调节机构位于转换基板和调节底板的四周，通过旋转夹紧调节机构上的调节螺栓可使转换基板在调节底板上自由平动。所述的静力水准仪，倾角传感器，线位置探测器，位敏探测器支架均通过紧定螺钉固定于转换基板上方。所述的位敏探测器水平放置于位敏探测器支架的V型槽上。所述的静力水准仪，倾角传感器，线位置探测器，位敏探测器所监测到的坐标位置将通过相应的计算换算到转换基板的坐标系中，以转换基板的坐标系为基准作为统一坐标系，从而更精确的得出物体设备在统一坐标系中的相对位置变化。

其中，所述夹紧调节机构可通过旋钮调节螺栓实现对转换基板位置的精密调节。

其中，所述转换基板的材质为铟瓦钢。

其中，所述沉孔直径为38.1mm。

本发明所述的一种基于多维度传感器的新型监测系统的积极效果在于：

当单独使用某种位置监测装置时其工作状态都是基于各自不同的基准，且各个监测装置的监测范围有限，数据分析需要分段分类进行。同时还需要工作人员不断进入现场勘察，确定各个监测段之间相互关系，然后进行必要的调整。而本发明可在粒子加速器运行中对机器元部件的相对位置变化进行实时监测，并将各监测传感器数据综合，转换到统一坐标系下进行分析，这将极大提高整体监测数据可用性和工作效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的结构俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。

在图1中，本发明一种基于多维度传感器的监测装置是由承重底座1、调节底板2、夹紧调节机构3、调节螺栓4、转换基板5、位敏探测器支架6、位敏探测器7、线位置探测器8、静力水准仪9、倾角传感器10构成。

在图2中，本发明一种基于多维度传感器的监测装置，其核心工作部件为调节底板2、夹紧调节机构3、转换基板5、位敏探测器7、线位置探测器8、静力水准仪9、倾角传感器10。

承重底座1通过双头螺柱与调节底板2相连接，并具有调节竖直方向的功能。调节底板2上方装有转换基板5。转换基板5表面开有四个沉头圆孔，以此为基准可以建立转换基板5的自身坐标系，并以此作为其他监测传感器的全局坐标基准。转换基板5与调节底板2的四边装夹有夹紧调节机构3，夹紧调节机构3上的调节螺栓4可用于转换基板5的平面调节。位敏探测器7水平放置于位敏探测器支架6的V型槽上。位敏探测器7，线位置探测器8，静力水准仪9，倾角传感器10均有自身坐标系，时刻监测着物体的坐标值，并输出相应的坐标数据。通过相应的计算可将所监测到的坐标数据换算至转换基板5的坐标系下，以转换基板坐标系作为统一坐标系，在统一坐标系下更加精确可靠的完成元部件位置变化的整体监测。

首先，利用三坐标测量机以转换基板5表面的沉孔为基准，建立转换基板5的坐标系。将承重底座1通过双头螺柱固定在被监测物体上，旋转连接承重底座1与调节底板2的螺柱来调节调节底板2上各个传感器在竖直方向上的高度。再将转换基板5放置于调节底板2上方，旋转夹紧调节机构3上的调节螺栓4调整转换基板5的水平位置，以达到理想工作状态。通过夹紧调节机构3固定转换基板5与调节底板2。根据静力水准仪9输出的数值得出物体在竖直方向上的坐标，根据倾角传感器10输出的数值得到该时刻物体的角度坐标，再综合线位置探测器8、位敏探测器7输出的坐标值进行整体的换算，从而得到该时刻以转换基板5为基准的统一坐标系下物体的位置坐标。对应不同时刻，物体在统一坐标系下均有一个坐标数值，经过相关坐标转换关系计算最终可精确得出在该坐标系下被监测物体相对位置姿态的变化。

Claims (4)

1.一种基于多维度传感器的监测装置，主要由承重底座、调节底板、转换基板、夹紧调节机构、调节螺栓、静力水准仪、倾角传感器、线位置探测器、位敏探测器、位敏探测器支架组成，其特征在于：所述的承重底座起到支撑传感器的作用，可通过双头螺柱紧固于被监测物体或机器上，所述的调节底板通过双头螺柱与承重底座相连接，所述的转换基板置于调节底板上方，通过夹紧调节机构与调节底板相连接，转换基板上开有四个沉孔，所述的夹紧调节机构位于转换基板和调节底板的四周，通过旋转夹紧调节机构上的调节螺栓可使转换基板在调节底板上自由平动，所述的静力水准仪，倾角传感器，线位置探测器，位敏探测器支架均通过紧定螺钉固定于转换基板上方，所述的位敏探测器水平放置于位敏探测器支架的V型槽上，所述静力水准仪、倾角传感器、线位置探测器、位敏探测器都有相对独立的测量基准，并可转换到以转换基板为基础的统一坐标系下，在统一的坐标系下对它们的监测结果进行考量。

2.如权利要求1所述的一种基于多维度传感器的监测装置，其特征在于：所述夹紧调节机构可通过旋钮调节螺栓实现对转换基板位置的精密调节。

3.如权利要求1所述的一种基于多维度传感器的监测装置，其特征在于：所述转换基板的材质为铟瓦钢。

4.如权利要求1所述的一种基于多维度传感器的监测装置，其特征在于：所述沉孔直径为38.1mm。