CN107179068A - 一种高灵敏度光电式水平检测装置 - Google Patents

一种高灵敏度光电式水平检测装置 Download PDF

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刘志壮
张文昭
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Abstract

该发明涉及一种高灵敏度光电式水平检测装置，该装置包括暗箱、平面镜、PSD光电传感器、细丝、激光器。暗箱成长方体形，其下底面固定平面镜、上底面固定PSD光电传感器，细丝将激光器悬挂在暗箱上底面的中心位置。当暗箱水平放置时，激光器的光斑照到平面镜后反射到PSD光电传感器中心；当暗箱倾斜时，激光器的光斑照到平面镜后反射到PSD光电传感器的非中心，PSD光电传感器将光斑偏离中心的位移大小转换为与之成比例电流，由电流大小换算暗箱的倾斜度。

Description

一种高灵敏度光电式水平检测装置
技术领域
该发明涉及到传感技术、光电技术和机械技术，特别是将它们融合在一起构成水平检测技术。
背景技术
水平检测在建筑、工农业生产、科研、国防和日常生活常常用到，特别是科学实验中有时对水平检测和自动水平调整要求很高，常用的灵敏度和分辨率低不能满足需求。本发明设计一种用光反射法提高光斑位移灵敏度的水平检测装置。
发明内容
为了提高水平检测仪的灵敏度与分辨率，设计一种高灵敏度光电式水平检测装置。该发明包括暗箱（1）、平面镜（2）、PSD光电传感器（3）、细丝（4）、激光器（5）。暗箱（1）的下底面固定平面镜（2）、上底面固定PSD光电传感器（3），细丝（4）将激光器（5）悬挂在暗箱（1）的上底面的中心位置，激光器（5）可以绕O点在竖直平面摆动。暗箱（1）成长方体形，内壁成黑色，不透光也不反光；平面镜（2）成长方形。PSD光电传感器（3）采用型号为BOS-PSD0018，将光位移转换为电流变化。细丝（4）上端固定在暗箱（1）上底面中心，下端悬挂激光器（5）；激光器（5）光线向下射到平面镜（2）上，经平面镜（2）反射到PSD光电传感器（3）上。
该发明的有益特征是灵敏度和分辨率高，反应快。
附图说明
图1为发明结构示意图，图2为发明倾斜时结构图，图3为PSD光电传感器原理图；图1~图3中，1为暗箱、2为平面镜、3为PSD光电传感器、4为细丝、5为激光器。
具体实施方式
该发明包括暗箱（1）、平面镜（2）、PSD光电传感器（3）、细丝（4）、激光器（5）。暗箱（1）的下底面固定平面镜（2）、上底面固定PSD光电传感器（3），细丝（4）将激光器（5）悬挂在暗箱（1）的上底面的中心位置，激光器（5）可以绕O点在竖直平面摆动。暗箱（1）成长方体形，内壁成黑色，不透光也不反光；平面镜（2）成长方形。PSD光电传感器（3）采用型号为BOS-PSD0018，将光位移转换为电流变化。细丝（4）上端固定在暗箱（1）上底面中心，下端悬挂激光器（5）；激光器（5）光线向下射到平面镜（2）上，经平面镜（2）反射到PSD光电传感器（3）上。
工作原理：当暗箱（1）水平放置时，激光器（5）的光线竖直向下照射到平面镜（2）A点，经平面镜（2）反射到PSD光电传感器（3）的O点。当暗箱（1）向左倾斜时，激光器（5）的光线向下照射到平面镜（2）B点，反射到PSD光电传感器（3）的C点，光斑向左位移y，倾斜角越大，位移y越大；相似当暗箱（1）向右倾斜时，反射到PSD光电传感器（3）的光斑向O点右边位移，倾斜角越大，向右位移越大；
进一步，当光斑照射到PSD光电传感器（3）O点时，PSD光电传感器（3）的电极I和电极II输出电流分别为I1和I2相等，当光斑偏离O点时，PSD光电传感器（3）的电极I和电极II输出电流I1和I2不相等，I1与I2的差值与光斑偏离O点的距离y成正比；
进一步，用放大电路将I1和I2转换成电压，获得与暗箱倾斜角相关的电压输出，只要测量出电压，便可以计算获得暗箱的倾斜角，判断暗箱是否水平。

Claims (4)

1.一种高灵敏度光电式水平检测装置，其特征是包括暗箱（1）、平面镜（2）、PSD光电传感器（3）、细丝（4）、激光器（5）。暗箱（1）的下底面固定平面镜（2）、上底面固定PSD光电传感器（3），细丝（4）将激光器（5）悬挂在暗箱（1）的上底面的中心位置，激光器（5）可以绕O点在竖直平面摆动。
2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度光电式水平检测装置，其特征是暗箱（1）成长方体形，内壁成黑色，不透光也不反光；平面镜（2）成长方形。
3.根据权利要求1所述的一种高灵敏度光电式水平检测装置，其特征是PSD光电传感器（3）采用型号为BOS-PSD0018，将光位移转换为电流变化。
4.根据权利要求1所述的一种高灵敏度光电式水平检测装置，其特征是细丝（4）上端固定在暗箱（1）上底面中心，下端悬挂激光器（5）；激光器（5）光线向下射到平面镜（2）上，经平面镜（2）反射到PSD光电传感器（3）上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109436196A (zh) * 2018-10-23 2019-03-08 上海船舶研究设计院（中国船舶工业集团公司第六0四研究院） 船舶倾斜试验装置、船舶及船舶倾斜试验方法
CN117073634A (zh) * 2023-08-18 2023-11-17 苏州奥格瑞玛仓储设备有限公司 货架倾斜监测预警系统

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