CN115494264B - 用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置及方法，包括标准转速源、挡片、支架，所述标准转速源与支架固定连接，所述挡片通过轴承转动安装在支架上，且所述标准转速源与支架传动连接；当挡片转动到第一极限位置时，所述挡片将测速仪测速时的一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号一；当挡片转动到第二极限位置时，所述挡片将测速仪测速时的另一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号二，本发明通过标准转速源将稳定、准确的转速转换成运动物体的运动线速度，以达到检测的目的。

Description

用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置及方法，属于计量技术领域。
背景技术
利用两束相隔一定距离的平行光线，测量运动物体
Figure 880642DEST_PATH_IMAGE001
运动速度的测速仪的工作原理是：通过运动物体对光线的遮挡或反射，使得测量电路中两个触发器得到相应的触发信号。如图1所示，两束平行光线测量速度的测速仪包括两束平行光线单元，分别记为平行光线单元一和平行光线单元二，平行光线单元一包括光源一和触发器一，，所述光源一与触发器一相对设置（遮挡），或者光源一与触发器一设置在一起（反射）；平行光线单元二包括光源二和触发器二，光源二与触发器二相对设置（遮挡），或者光源二与触发器二设置在一起（反射）。利用先后两个触发信号的时间间隔与两束平行光线的距离，通过下式可得到运动物体的运动速度：
Figure 226173DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，
Figure 376531DEST_PATH_IMAGE003
表示运动物体的运动速度（所需检测的速度），
Figure 174723DEST_PATH_IMAGE004
表示测速仪两个光源的距离（两束平行光线之间距离），
Figure 904782DEST_PATH_IMAGE005
表示两个触发信号的时间间隔。
目前国内外检测这种测速仪的方法是利用能够测量自身速度的测速仪（如非接触测速仪或GPS测速仪等）认定为标准测速仪，安装在一个运动物体上（如各种车辆），以一定的速度通过此种测速仪，然后两个测速仪所测的数值进行比较，得到相应的结果。
现有的检测方法存在的问题：
1、缺乏安全性：试验所使用的标准测速仪一般是安装机动车上的，那么检测高速就需要车辆跑出很高的速度。在实际交通情况下无疑是非常危险的。
2、准确性不高：由于道路上坡度情况不同，风向、风速、气压以及车轮路面摩擦等都随时在变化着，所以汽车无法以准确恒定的速度行驶，使得安装在汽车上的标准测速仪的标准速度的准确性不高，从而导致检测的准确性不高。
3、检测数据无法重复再现：由于机动车在外界现场试验中各种环境情况的变化，使得我们的车辆无法重复跑出两次完全相同的速度，所以无法进行计量数据的重复再现。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置及方法，本发明不仅可大大提高安全性与准确性，而且计量数据可以重复再现。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置，包括标准转速源、挡片、支架，所述标准转速源与支架固定连接，所述挡片通过轴承转动安装在支架上，且所述标准转速源与支架传动连接。当挡片转动到第一极限位置时，所述挡片将测速仪测速时的一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号一；当挡片转动到第二极限位置时，所述挡片将测速仪测速时的另一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号二。
优选的：挡片转速与所需检测的速度关系如下：
Figure 839240DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 363762DEST_PATH_IMAGE007
表示挡片转速，
Figure 649250DEST_PATH_IMAGE003
表示所需检测的速度，
Figure 917420DEST_PATH_IMAGE008
表示测速仪两个光源与挡片的轨迹的圆心形成的圆心角，
Figure 971964DEST_PATH_IMAGE004
表示测速仪两个光源的距离。
优选的：所述挡片安装在标准转速源的输出转轴上，且所述挡片与标准转速源的输出转轴同轴转动。
优选的：所述测速仪的一个光源设置于挡片的轨迹的圆心的左侧，所述测速仪的另一个光源设置于挡片的轨迹的圆心的右侧。
优选的：测速仪的光源到挡片的轨迹的圆心的距离均小于挡片的长度。
优选的：所述测速仪的两个光源的圆心、挡片的轨迹的圆心在一条直线上。
优选的：所述挡片为木片、塑料片或者为金属片。
一种用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测方法，所述测速仪包括光源一、光源二、触发器一、触发器二，所述光源一与触发器一相对设置，光源二与触发器二相对设置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将光源一和触发器一安装在支架的侧边，使得当挡片转动到第一极限位置时，挡片将光源一射向触发器一的平行光线遮挡。将光源二和触发器二安装在挡片安装在支架的侧边，使得当挡片转动到第二极限位置时，挡片将光源二射向触发器二的平行光线遮挡。
步骤2，根据所需检测的速度得到挡片转速：
Figure 729704DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 502488DEST_PATH_IMAGE007
表示挡片转速，
Figure 308770DEST_PATH_IMAGE003
表示所需检测的速度，
Figure 483400DEST_PATH_IMAGE008
表示测速仪两个光源与挡片的轨迹的圆心形成的圆心角，
Figure 349724DEST_PATH_IMAGE004
表示测速仪两个光源的距离。
步骤3，启动标准转速源，使得挡片的挡片转速为
Figure 344225DEST_PATH_IMAGE007
。
步骤4，开启测速仪，由于挡片以
Figure 954198DEST_PATH_IMAGE007
的挡片转速依次通过测速仪的光源一、光源二产生的平行光线，并对平行光线遮挡，使得对应的触发器一、触发器二触发，测速仪根据触发器一、触发器二的触发信号得到测量速度。
步骤5，将所需检测的速度与测量速度进行作差，得到差值，如果差值在允许的误差范围内，在表明测速仪合格。
优选的：测速仪根据触发器一、触发器二的触发信号得到测量速度时，选择挡片转动时的挡片转速平稳的时段。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
1、安全性高：本发明只需利用标准转速源做为检测标准，模拟出运动物体以各种速度通测速仪检测区域，不需要使用车辆在架设有此种测速仪的车道上高速行驶，因此具有很好的安全性。
2、准确性高：由于使用标准转速源，标准器的准确度都可以满足0.01%以上，而其稳定度可以达到0.001%，所以可很好的模拟出物体以各种标准速度通过测速仪的情况，准确的测量出测速误差。
3、测量数据可重复再现：使用此种方法可以在实验室条件下进行检测，由于使用标准转速源，各种转速都可以可随意设定，因此可重复进行检测，实现测量数据可重复再现。
4、减轻检测技术人员的工作强度和压力，由于实现了实验室内模拟检测的问题，所以无需使用机动车在测速仪检测区域内来回多次以各种速度行驶，大大降低了工作强度。
附图说明
图1为测速仪的测速原理示意图。
图2为本发明用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的结构示意图。
图3为本发明用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1所示，测速仪包括两束平行光线单元，分别记为平行光线单元一和平行光线单元二，平行光线单元一包括光源一4和触发器一，，所述光源一4与触发器一相对设置（遮挡），或者光源一4与触发器一设置在一起（反射）；平行光线单元二包括光源二5和触发器二，光源二5与触发器二相对设置（遮挡），或者光源二5与触发器二设置在一起（反射）。利用先后两个触发信号的时间间隔与两束平行光线的距离，通过下式可得到运动物体的运动速度。我们可以发现这种测速仪的两个光源（光源一4、光源二5）相隔的距离
Figure 983334DEST_PATH_IMAGE004
在安装好以后，输入到测速仪内的，是一个恒定不变的值，及
Figure 286139DEST_PATH_IMAGE004
是一个常数，通过公式（1）可以知道影响测速仪测量运动物体的运动速度
Figure 564674DEST_PATH_IMAGE003
的参数只有两个触发信号的时间间隔
Figure 978338DEST_PATH_IMAGE005
。所以怎样为这种测速仪提供一个准确、稳定的时间间隔信号是检测测速仪的关键。
如图2所示，本发明的一种用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置包括标准转速源1、挡片2、支架3，标准转速源1的准确度都至少满足0.01%，并至少拥有0.001%的稳定度。所述标准转速源1与支架3固定连接，所述挡片2通过轴承转动安装在支架3上，且所述标准转速源1与支架3传动连接；当挡片2转动到第一极限位置时，所述挡片2将测速仪测速时的一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号一；当挡片2转动到第二极限位置时，所述挡片2将测速仪测速时的另一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号二。
挡片转速与所需检测的速度关系如式子（3）所示。
所述挡片2安装在标准转速源1的输出转轴11上，且所述挡片2与标准转速源1的输出转轴11同轴转动，这样挡片2的转速与标准转速源1的输出转速一致，便于控制挡片2的转速。
所述测速仪的一个光源设置于挡片2的轨迹的圆心的左侧，所述测速仪的另一个光源设置于挡片2的轨迹的圆心的右侧。所述测速仪的两个光源的圆心、挡片2的轨迹的圆心在一条直线上，便于测速仪的两个光源的安装。
测速仪的光源到挡片2的轨迹的圆心的距离均小于挡片2的长度，便于挡片2对平行光线的遮挡/反射。
所述挡片2为木片、塑料片或者为金属片，只要能够对平行光线遮挡/反射即可，挡片2先后轮流遮挡测速仪触发器的光线，已达到模拟运动物体通过测速仪的情况。
一种用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的计量方法，如图3所示，包括以下步骤：
步骤1，将光源一4和触发器一安装在支架3的侧边，使得当挡片2转动到第一极限位置时，挡片2将光源一4射向触发器一的平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号一。将光源二5和触发器二安装在挡片2安装在支架3的侧边，使得当挡片2转动到第二极限位置时，挡片2将光源二5射向触发器二的平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号二。
步骤2，根据所需检测的速度得到挡片转速。
Figure 861980DEST_PATH_IMAGE009
（2）
令
Figure 335687DEST_PATH_IMAGE010
，联立式子（1）和（2）得到：
Figure 304780DEST_PATH_IMAGE011
进而得到：
Figure 990976DEST_PATH_IMAGE006
（3）
其中，
Figure 994704DEST_PATH_IMAGE012
表示挡片转过测速仪两个光源的时间，
Figure 639312DEST_PATH_IMAGE013
表示挡片角速度，
Figure 892439DEST_PATH_IMAGE007
表示挡片转速，
Figure 647905DEST_PATH_IMAGE003
表示所需检测的速度，
Figure 240561DEST_PATH_IMAGE008
表示测速仪两个光源与挡片2的轨迹的圆心形成的圆心角，
Figure 56070DEST_PATH_IMAGE004
表示测速仪两个光源的距离。
步骤3，启动标准转速源1，使得挡片的挡片转速为
Figure 734176DEST_PATH_IMAGE007
。
步骤4，开启测速仪，由于挡片以
Figure 293333DEST_PATH_IMAGE007
的挡片转速依次通过测速仪的光源一4、光源二5产生的平行光线，并对平行光线遮挡，使得对应的触发器一、触发器二触发，测速仪根据触发器一、触发器二的触发信号得到测量速度。测速仪根据触发器一、触发器二的触发信号得到测量速度时，选择挡片转动时的挡片转速平稳的时段，这样使得触发器一、触发器二触发时间更接近，误差更小。
步骤5，将所需检测的速度与测量速度进行作差，得到差值，如果差值在允许的误差范围内，在表明测速仪合格。
本实施例中测速仪的两个光源（光源一4、光源二5）分别安装在转轴的两边，并使得光源一4、输出转轴11、光源二5在一条直线上，并且光源一4、、光源二5与输出转轴11的距离应小于木片或塑料片的长度。根据设定的两个光源（光源一4、光源二5）相隔的距离和所需要检测的速度，计算出调节标准转速源的转速，检测测速仪的各种速度。本实施例选用KLH-20型激光束源，测量频率为500Hz。两个光源（光源一4、光源二5）相距3m，其检测数据如表1所示：
表1 KLH-20型激光束源500Hz测量频率的检测数据
Figure 6074DEST_PATH_IMAGE014
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：选用SLDS-D型光束源，测量频率为300Hz，其检测数据如表2所示：
表2 SLDS-D型光束源300Hz测量频率的检测数据
Figure 726906DEST_PATH_IMAGE015
实施例3
本实施例与实施例1的区别之处在于：选用SLDS-H500-200A型光束源，测量频率为2kHz，其检测数据如表3所示：
表3 SLDS-H500-200A型光束源2kHz测量频率的检测数据
Figure 157887DEST_PATH_IMAGE016
本发明在预置好两束平行光之间的距离后，通过需要检测的速度确定标准转速源1的转速，进而控制了两束平行光线触发的两个信号的时间间隔。所以调节标准转速源的转速就可以用于检测这种测速仪的各种速度，得到稳定、可靠、准确的速度源。通过标准转速源将稳定、准确的转速转换成运动物体的运动速度，以达到检测的目的。本发明可对利用两束相隔一定距离的平行光线测量运动物体速度的测速仪，在实验室状态下的准确检测，具有很高的安全性，可实现检定的重复性和数据再现，可以模拟出各种机动车辆在高速行驶过检测区域时的情况。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的检测方法，其特征在于：用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置包括标准转速源（1）、挡片（2）、支架（3），所述标准转速源（1）与支架（3）固定连接，所述挡片（2）通过轴承转动安装在支架（3）上，且所述标准转速源（1）与支架（3）传动连接；当挡片（2）转动到第一极限位置时，所述挡片（2）将测速仪测速时的一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号一；当挡片（2）转动到第二极限位置时，所述挡片（2）将测速仪测速时的另一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号二；
检测方法包括以下步骤：
步骤1，将测速仪的两束平行光线单元安装在支架（3）的侧边，使得当挡片（2）转动到第一极限位置时，所述挡片（2）将测速仪测速时的一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号一；使得当挡片（2）转动到第二极限位置时，所述挡片（2）将测速仪测速时的另一束平行光线遮挡/反射，使得测速仪接收到触发信号二；
步骤2，根据所需检测的速度得到挡片转速；
利用先后两个触发信号的时间间隔与两束平行光线的距离，通过下式可得到运动物体的运动速度：
Figure QLYQS_1
（1）
其中，
Figure QLYQS_2
表示所需检测的速度，
Figure QLYQS_3
表示测速仪两个光源的距离，
Figure QLYQS_4
表示两个触发信号的时间间隔；
Figure QLYQS_5
（2）
令
Figure QLYQS_6
，联立式子（1）和（2）得到：
Figure QLYQS_7
进而得到：
Figure QLYQS_8
其中，
Figure QLYQS_9
表示挡片转过测速仪两个光源的时间，
Figure QLYQS_10
表示挡片角速度，
Figure QLYQS_11
表示挡片转速，
Figure QLYQS_12
表示所需检测的速度，
Figure QLYQS_13
表示测速仪两个光源与挡片（2）的轨迹的圆心形成的圆心角，
Figure QLYQS_14
表示测速仪两个光源的距离；
步骤3，启动标准转速源（1），使得挡片的挡片转速为
Figure QLYQS_15
；
步骤4，开启测速仪，由于挡片以
Figure QLYQS_16
的挡片转速依次通过测速仪的光源一（4）、光源二（5）产生的平行光线，并对平行光线遮挡，使得对应的触发器一、触发器二触发，测速仪根据触发器一、触发器二的触发信号得到测量速度；
步骤5，将所需检测的速度与测量速度进行作差，得到差值，如果差值在允许的误差范围内，在表明测速仪合格。
2.根据权利要求1所述用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的检测方法，其特征在于：所述挡片（2）安装在标准转速源（1）的输出转轴（11）上，且所述挡片（2）与标准转速源（1）的输出转轴（11）同轴转动。
3.根据权利要求2所述用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的检测方法，其特征在于：所述测速仪的一个光源设置于挡片（2）的轨迹的圆心的左侧，所述测速仪的另一个光源设置于挡片（2）的轨迹的圆心的右侧。
4.根据权利要求3所述用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的检测方法，其特征在于：测速仪的光源到挡片（2）的轨迹的圆心的距离均小于挡片（2）的长度。
5.根据权利要求4所述用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的检测方法，其特征在于：所述测速仪的两个光源的圆心、挡片（2）的轨迹的圆心在一条直线上。
6.根据权利要求5所述用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的检测方法，其特征在于：所述挡片（2）为木片、塑料片或者为金属片。
7.根据权利要求6所述用于两束平行光线测量速度的测速仪的检测装置的检测方法，其特征在于：测速仪根据触发器一、触发器二的触发信号得到测量速度时，选择挡片转动时的挡片转速平稳的时段。
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