JP2645727B2 - 傾斜角測定装置 - Google Patents
傾斜角測定装置Info
- Publication number
- JP2645727B2 JP2645727B2 JP63134375A JP13437588A JP2645727B2 JP 2645727 B2 JP2645727 B2 JP 2645727B2 JP 63134375 A JP63134375 A JP 63134375A JP 13437588 A JP13437588 A JP 13437588A JP 2645727 B2 JP2645727 B2 JP 2645727B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- inclined wall
- liquid
- container
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体を収納した容器を使って傾斜角を測定
する装置に関する。
する装置に関する。
（従来の技術） 従来の光透過型の傾斜角測定装置として、第10図示の
ように、液ａを満たした密閉容器ｂに１個の気泡ｃを封
じた気泡水準器及び該容器ｂの面に対し垂直方向から気
泡ｃを介して液ａに光ｄを照射し、該光ｄを容器ｂの外
面に配置したCCDイメージセンサで受光するようにし、
該CCDイメージセンサから傾斜に応じて出力されるパル
ス信号パターンから容器の傾斜角度を測定するようにし
たものなどが知られている。
ように、液ａを満たした密閉容器ｂに１個の気泡ｃを封
じた気泡水準器及び該容器ｂの面に対し垂直方向から気
泡ｃを介して液ａに光ｄを照射し、該光ｄを容器ｂの外
面に配置したCCDイメージセンサで受光するようにし、
該CCDイメージセンサから傾斜に応じて出力されるパル
ス信号パターンから容器の傾斜角度を測定するようにし
たものなどが知られている。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来から気泡水準器は、気泡等の指標の移動
位置を目視により確認する為読み取り誤差を生じ易いの
と単なる水平度の確認であった。その上自動検出ができ
ない。また自動検出のできるCCDイメージセンサ付きの
物は、センサが高価なこととCCDイメージセンサの周辺
回路（発振回路、タイミング回路、ドライバ回路、出力
増幅器）が複雑になる。
位置を目視により確認する為読み取り誤差を生じ易いの
と単なる水平度の確認であった。その上自動検出ができ
ない。また自動検出のできるCCDイメージセンサ付きの
物は、センサが高価なこととCCDイメージセンサの周辺
回路（発振回路、タイミング回路、ドライバ回路、出力
増幅器）が複雑になる。
本発明は、従来のこのような問題を解消すると共に構
成が簡潔な傾斜角測定装置を得ることをその目的とする
ものである。
成が簡潔な傾斜角測定装置を得ることをその目的とする
ものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、第１図示の
ように、水平面に対し傾斜した光透過可能な傾斜壁１を
有し、該傾斜壁１の中間に自由液面２が位置するように
液体３が収納された容器４と、前記液体３を通過し前記
傾斜壁１における液体３の自由液面位置を含む領域に光
５を導く光源６、コリメートレンズ７等から成る光学系
８とを備え、かつ前記液体３と容器４の屈折率は同じ又
はほぼ同じとし、前記液体３に接する前記傾斜壁１と大
気９との界面へ入射する前記光５が第２図示のように傾
斜壁構成材料と大気９で決定される臨界角より大きな角
度で入射され、光５が該傾斜壁１で全反射されるように
し、かつ前記液体３の自由液面２より上部の前記傾斜壁
１と基体9aとの界面へ入射する前記光５の入射角θが傾
斜壁構成材料と基体9aで決定される臨界角より小さな角
度で入射され、光５が前記傾斜壁１を透過するようにし
て、該透過光又は前記反射光を受光素子10で受光し、受
光量から傾斜角を測定するようにしたことを特徴とす
る。
ように、水平面に対し傾斜した光透過可能な傾斜壁１を
有し、該傾斜壁１の中間に自由液面２が位置するように
液体３が収納された容器４と、前記液体３を通過し前記
傾斜壁１における液体３の自由液面位置を含む領域に光
５を導く光源６、コリメートレンズ７等から成る光学系
８とを備え、かつ前記液体３と容器４の屈折率は同じ又
はほぼ同じとし、前記液体３に接する前記傾斜壁１と大
気９との界面へ入射する前記光５が第２図示のように傾
斜壁構成材料と大気９で決定される臨界角より大きな角
度で入射され、光５が該傾斜壁１で全反射されるように
し、かつ前記液体３の自由液面２より上部の前記傾斜壁
１と基体9aとの界面へ入射する前記光５の入射角θが傾
斜壁構成材料と基体9aで決定される臨界角より小さな角
度で入射され、光５が前記傾斜壁１を透過するようにし
て、該透過光又は前記反射光を受光素子10で受光し、受
光量から傾斜角を測定するようにしたことを特徴とす
る。
（作 用） 今、容器４、光源６、コリメートレンズ７及び受光部
10が第３図示のように傾いた時、水平時より多くの光５
が傾斜壁１で全反射されて容器４の底面から出る。また
水平時より少ない光５が自由液面２及び傾斜壁１を透過
する。かくて傾斜壁１又は容器４の底面を透過する光５
を例えば光電変換検出素子から成る受光素子10で受光す
ると、その受光量から容器４すなわち容器４を設置した
物体の傾斜角を測定することができる。ほぼリニアな光
量変化が得られる。
10が第３図示のように傾いた時、水平時より多くの光５
が傾斜壁１で全反射されて容器４の底面から出る。また
水平時より少ない光５が自由液面２及び傾斜壁１を透過
する。かくて傾斜壁１又は容器４の底面を透過する光５
を例えば光電変換検出素子から成る受光素子10で受光す
ると、その受光量から容器４すなわち容器４を設置した
物体の傾斜角を測定することができる。ほぼリニアな光
量変化が得られる。
（実施例） 以下本発明の実施例を図面につき説明する。
第４図及び第５図は、XY2次元傾斜計である本発明の
一実施例を示す。
一実施例を示す。
この実施例では、容器４は、四角錐形に形成され、そ
の中に上部に空間11を残して液体３が収容され、該容器
４の４つの傾斜壁１にはそれぞれ自由液面２に接する位
置付近の外面に光電変換素子から成る受光素子10x110
x2、10y110y2が固着されている。Ｘ方向に沿って対向す
る傾斜壁1x1、1x2に僅かな隙間をもって固着された受光
素子10x1、10x2はそれぞれ差動増幅器12Xの＋端子及び
−端子に接続され、Ｙ方向に沿って対向する傾斜壁1
y1、1y2に固着された受光素子10y1、10y2はそれぞれ差
動増幅器12Yの＋端子、−端子に出力され、該差動増幅
器12X、12Yの出力はそれぞれA/D変換器13を介して表示
器駆動回路14X、14Yに接続され、該回路14X、14Yの出力
で表示器15にＸ方向及びＹ方向の傾きが表示されるよう
になっている。
の中に上部に空間11を残して液体３が収容され、該容器
４の４つの傾斜壁１にはそれぞれ自由液面２に接する位
置付近の外面に光電変換素子から成る受光素子10x110
x2、10y110y2が固着されている。Ｘ方向に沿って対向す
る傾斜壁1x1、1x2に僅かな隙間をもって固着された受光
素子10x1、10x2はそれぞれ差動増幅器12Xの＋端子及び
−端子に接続され、Ｙ方向に沿って対向する傾斜壁1
y1、1y2に固着された受光素子10y1、10y2はそれぞれ差
動増幅器12Yの＋端子、−端子に出力され、該差動増幅
器12X、12Yの出力はそれぞれA/D変換器13を介して表示
器駆動回路14X、14Yに接続され、該回路14X、14Yの出力
で表示器15にＸ方向及びＹ方向の傾きが表示されるよう
になっている。
該容器４はケーシング16の口縁部に固着され、該容器
４の底面には、前記傾斜壁1x1、1x2、1y1、1y2に各対応
するケーシング16の底面上に配置された例えば発光ダイ
オードの光源６からの光５がケーシング16に支持アーム
17を介して支持されたコリメートレンズ７を介して入射
し、傾斜壁1x1、1x2、1y1、1y2の各自由液面２に接する
位置付近に向うようになっている。
４の底面には、前記傾斜壁1x1、1x2、1y1、1y2に各対応
するケーシング16の底面上に配置された例えば発光ダイ
オードの光源６からの光５がケーシング16に支持アーム
17を介して支持されたコリメートレンズ７を介して入射
し、傾斜壁1x1、1x2、1y1、1y2の各自由液面２に接する
位置付近に向うようになっている。
前記液体３は容器４の例えばガラスと同じまたはこれ
に近い屈折率を有し、自由液面２と傾斜壁１とのなす角
度は容器４の例えばガラスの臨界角より大きい角度（例
えば45゜）を有する。
に近い屈折率を有し、自由液面２と傾斜壁１とのなす角
度は容器４の例えばガラスの臨界角より大きい角度（例
えば45゜）を有する。
かくて容器４が水平に配置されている時、各一対の受
光素子10x1、10x2と10y1、10y2の出力はすべて同じであ
るので、差動増幅器12Xと12Yの出力は零となる。したが
って表示器15のＸ方向、Ｙ方向の欄には傾斜角０が表示
される。
光素子10x1、10x2と10y1、10y2の出力はすべて同じであ
るので、差動増幅器12Xと12Yの出力は零となる。したが
って表示器15のＸ方向、Ｙ方向の欄には傾斜角０が表示
される。
容器４がＸ方向に沿って右側に下がって傾斜すると、
光源６からの光５は傾斜壁1x1より1x2の方がより多く傾
斜壁において全反射されるから受光素子10x2より10x1の
方の出力が大きくなって、差動増幅器12xは＋極性の電
圧を出力し、この電圧はA/D変換器13、表示器駆動回路1
4Xを介して表示器15に加わり、該表示器15にＸ方向に沿
う右側への傾きが表示される。逆方向の左側に傾斜する
と、差動増幅器12Xは−極性の電圧を出力し表示器15に
Ｘ方向に沿う左側への傾きが表示される。
光源６からの光５は傾斜壁1x1より1x2の方がより多く傾
斜壁において全反射されるから受光素子10x2より10x1の
方の出力が大きくなって、差動増幅器12xは＋極性の電
圧を出力し、この電圧はA/D変換器13、表示器駆動回路1
4Xを介して表示器15に加わり、該表示器15にＸ方向に沿
う右側への傾きが表示される。逆方向の左側に傾斜する
と、差動増幅器12Xは−極性の電圧を出力し表示器15に
Ｘ方向に沿う左側への傾きが表示される。
容器４がＹ方向に沿って傾斜した場合についても同様
で、Ｙ方向に沿ういずれか一方への傾斜が表示器15に表
示される。
で、Ｙ方向に沿ういずれか一方への傾斜が表示器15に表
示される。
以上の構成によれば、液体３及び発光ダイオードが温
度により屈折率及び発光特性が変化しても、その変化の
影響が打ち消される。
度により屈折率及び発光特性が変化しても、その変化の
影響が打ち消される。
第６図及び第７図は本発明の第２の実施例を示す。
この実施例では、容器４は四角柱の上面から逆四角錐
を取除いた様な形に形成され、４つの傾斜壁1x1、1x2、
1y1、1y2と容器４に収納された液体３の自由液面２との
なす角度は容器４を形成する例えばガラスの臨界角より
大きな角度（この場合には45゜）を有している。前記傾
斜壁1x1、1x2、1y1、1y2には、それぞれ液体３の自由液
面２と接する位置付近の外面に受光素子10x1、10x2、及
び10y1、10y2が固着され、容器４の下側に前記実施例と
同じように、該容器４を支持する図示しないケーシング
に支持された光源６及びコリメートレンズ７が配設さ
れ、受光素子10x1、10x2、及び10y1、10y2の全部に到達
するような幅を有する並行光５を容器４の底面に垂直に
照射するようになっている。前記受光素子10x1、10x2、
及び10y1、10y2は、前記実施例と同じように、それぞれ
差動増幅器12X及び12Y、A/D変換器13並びに表示器駆動
回路14X及び14Yを介して表示器15に接続されている。
を取除いた様な形に形成され、４つの傾斜壁1x1、1x2、
1y1、1y2と容器４に収納された液体３の自由液面２との
なす角度は容器４を形成する例えばガラスの臨界角より
大きな角度（この場合には45゜）を有している。前記傾
斜壁1x1、1x2、1y1、1y2には、それぞれ液体３の自由液
面２と接する位置付近の外面に受光素子10x1、10x2、及
び10y1、10y2が固着され、容器４の下側に前記実施例と
同じように、該容器４を支持する図示しないケーシング
に支持された光源６及びコリメートレンズ７が配設さ
れ、受光素子10x1、10x2、及び10y1、10y2の全部に到達
するような幅を有する並行光５を容器４の底面に垂直に
照射するようになっている。前記受光素子10x1、10x2、
及び10y1、10y2は、前記実施例と同じように、それぞれ
差動増幅器12X及び12Y、A/D変換器13並びに表示器駆動
回路14X及び14Yを介して表示器15に接続されている。
尚、前記光源６及びコリメートレンズ７はそれぞれ１
個でなく、４個の光源６及び４個のコリメートレンズ７
を使用してもよい。前記液体３は前記実施例と同じく容
器４のガラスと同じか又はこれに近い屈折率を有する。
個でなく、４個の光源６及び４個のコリメートレンズ７
を使用してもよい。前記液体３は前記実施例と同じく容
器４のガラスと同じか又はこれに近い屈折率を有する。
第８図は本発明の第３の実施例の要部を示す。
容器４は前記第１の実施例と同じであり、その傾斜壁
1x1、1x2の一方例えば1x1に対向する容器４の下部に光
源６及びコリメートレンズ７を配置して容器４の底面に
直角に平行光線５を照射し、該平行光線５が水平時の液
体３の自由液面２と傾斜壁１との交線付近に到達するよ
うになっている。また傾斜壁の他方1x2の液体３と接す
る部分に対向する容器４の底面に受光素子10Xを固定し
ている。この受光素子10Xは増幅器12Ax、A/D変換器13及
び表示器駆動回路14を介して表示器15に接続されてい
る。
1x1、1x2の一方例えば1x1に対向する容器４の下部に光
源６及びコリメートレンズ７を配置して容器４の底面に
直角に平行光線５を照射し、該平行光線５が水平時の液
体３の自由液面２と傾斜壁１との交線付近に到達するよ
うになっている。また傾斜壁の他方1x2の液体３と接す
る部分に対向する容器４の底面に受光素子10Xを固定し
ている。この受光素子10Xは増幅器12Ax、A/D変換器13及
び表示器駆動回路14を介して表示器15に接続されてい
る。
かくて容器４が図の左（上）又は右（上）に傾斜する
と、受光素子10Xに入射する光量が変化し、この傾きが
表示器15に表示される。
と、受光素子10Xに入射する光量が変化し、この傾きが
表示器15に表示される。
図では示さないが、Ｙ方向の１対の傾斜壁についても
傾斜壁1x1、1x2についての構成と同様な構成を備えてお
り、容器４がＹ方向に傾斜すると、その傾きが表示器15
に表示される。
傾斜壁1x1、1x2についての構成と同様な構成を備えてお
り、容器４がＹ方向に傾斜すると、その傾きが表示器15
に表示される。
前記実施例はいずれも容器４の底面に直交して光が入
射するように光源６及びコリメートレンズ７を配置して
いるが、傾斜壁１に対する光の入射角が液体の臨界角を
越えるように、第９図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、
傾斜壁１の傾斜角並びに光源６及びコリメートレンズ７
から成る光学系の配置を変えてもよい。但し、第９図
（Ｂ）では光５が液体３の自由液面２で全反射しないよ
うな傾きの範囲に制限される。しかし、第９図（Ｂ）の
ように、傾斜壁１を大きく傾けると光束に対する傾斜壁
１への光の入射面積すなわち受光素子10の受光面積が大
きくとれるので容器４の傾斜角に対する受光素子10の出
力変化が大きくなり、それだけ測定精度がよくなる。
射するように光源６及びコリメートレンズ７を配置して
いるが、傾斜壁１に対する光の入射角が液体の臨界角を
越えるように、第９図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、
傾斜壁１の傾斜角並びに光源６及びコリメートレンズ７
から成る光学系の配置を変えてもよい。但し、第９図
（Ｂ）では光５が液体３の自由液面２で全反射しないよ
うな傾きの範囲に制限される。しかし、第９図（Ｂ）の
ように、傾斜壁１を大きく傾けると光束に対する傾斜壁
１への光の入射面積すなわち受光素子10の受光面積が大
きくとれるので容器４の傾斜角に対する受光素子10の出
力変化が大きくなり、それだけ測定精度がよくなる。
（発明の効果） 以上の記載から明らかなように、本発明によれば従来
のものと比べてS/Nが非常に良く、高精度に傾斜角を測
定することができ、しかも構成が簡潔であるという効果
を有する。
のものと比べてS/Nが非常に良く、高精度に傾斜角を測
定することができ、しかも構成が簡潔であるという効果
を有する。
第１図は本発明の構成を示す線図、第２図はその作動説
明図，第３図は容器が傾斜したときの第１図に対応する
線図、第４図は本発明の一実施例の平面図、第５図は第
４図の−Ｘ−＋Ｘ線に沿った截断面図、第６図は本発明
の第２の実施例の平面図、第７図は第６図の−Ｘ−＋Ｘ
線に沿った截断面図、第８図は本発明の第３の実施例の
要部の線図、第９図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明
の実施例の変形例を示す線図、第10図は従来例の側面図
である。 １、1x1、1x2、1y1、1y2……傾斜壁 ２……自由液面、３……液体、４……容器 ５……光、６……光源、８……光学系 ９……大気、9a……気体 10、10x1、10x2、10y1、10y2……受光素子
明図，第３図は容器が傾斜したときの第１図に対応する
線図、第４図は本発明の一実施例の平面図、第５図は第
４図の−Ｘ−＋Ｘ線に沿った截断面図、第６図は本発明
の第２の実施例の平面図、第７図は第６図の−Ｘ−＋Ｘ
線に沿った截断面図、第８図は本発明の第３の実施例の
要部の線図、第９図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明
の実施例の変形例を示す線図、第10図は従来例の側面図
である。 １、1x1、1x2、1y1、1y2……傾斜壁 ２……自由液面、３……液体、４……容器 ５……光、６……光源、８……光学系 ９……大気、9a……気体 10、10x1、10x2、10y1、10y2……受光素子
Claims (1)
- 【請求項１】水平面に対し傾斜した光透過可能な傾斜壁
を有し、該傾斜壁の中間に自由液面が位置するように液
体が収納された容器と、該容器と一体に傾動自在で前記
液体を通過し前記傾斜壁における液体の自由液面位置を
含む領域に光を導く光源、コリメートレンズ等から成る
光学系とを備え、かつ前記液体と容器の屈折率は同じ又
はほぼ同じとし、前記液体に接する前記傾斜壁と大気と
の界面へ入射する前記光が傾斜壁構成材料と大気で決定
される臨界角より大きな角度で入射され、光が該傾斜壁
で全反射されるようにし、かつ前記液体の自由液面より
上部の前記傾斜壁と基体との界面へ入射する前記光の入
射角が傾斜壁構成材料と基体で決定される臨界角より小
さな角度で入射され、光が前記傾斜壁を通過するように
して、該透過光又は前記全反射光を受光素子で受光し、
その受光量から傾斜角を測定するようにしたことを特徴
とする傾斜角測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134375A JP2645727B2 (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 傾斜角測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134375A JP2645727B2 (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 傾斜角測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01304309A JPH01304309A (ja) | 1989-12-07 |
| JP2645727B2 true JP2645727B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=15126921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63134375A Expired - Fee Related JP2645727B2 (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 傾斜角測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2645727B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104848841B (zh) * | 2014-04-18 | 2017-08-25 | 常州市新瑞得仪器有限公司 | 一种倾斜传感器及其工作方法 |
| CN116728278B (zh) * | 2023-08-14 | 2023-12-01 | 张家港市神鹰机械制造有限公司 | 一种泵体珩磨设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60176116U (ja) * | 1984-04-28 | 1985-11-21 | 旭光学工業株式会社 | 角度センサ− |
-
1988
- 1988-06-02 JP JP63134375A patent/JP2645727B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01304309A (ja) | 1989-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3119715B2 (ja) | ２軸式傾斜測定装置 | |
| US6647634B2 (en) | Reliably sensing bubble leveling means | |
| US3464276A (en) | Inclinometer or accelerometer | |
| JP3673954B2 (ja) | 傾斜センサ及びこれを使用した測量機 | |
| US7259842B2 (en) | Optical inclinometer | |
| JP2645727B2 (ja) | 傾斜角測定装置 | |
| US4332090A (en) | Directional two axis optical inclinometer | |
| US6473714B1 (en) | Inclination measuring apparatus | |
| JP4086129B2 (ja) | 光学クリノメータ | |
| EP1245925B1 (en) | Tilt detecting device | |
| KR870005235A (ko) | 표면 프로필을 광학적으로 측정하기 위한 장치 | |
| JP3510215B2 (ja) | 傾斜角度検出装置および１次元測定方向の傾斜角度測定方法 | |
| JPH0426045B2 (ja) | ||
| JP2000266545A (ja) | 傾斜設定回転レーザー装置 | |
| JPH0422254Y2 (ja) | ||
| JP2008309660A (ja) | 傾斜検出器およびレーザー墨出し器 | |
| SU787895A1 (ru) | Устройство дл определени угла наклона | |
| SU1194125A1 (ru) | Устройство дл измерени угла наклона объекта | |
| JPH0464408B2 (ja) | ||
| RU2008651C1 (ru) | Устройство для автоматического измерения концентрации | |
| JP2004012203A (ja) | 光学式傾斜角検出装置 | |
| JPH09101152A (ja) | 測量機 | |
| JP3210451B2 (ja) | 傾斜検知装置 | |
| SU1597532A1 (ru) | Устройство дл контрол диаметра прозрачных волокон | |
| JP2000002533A (ja) | レーザ傾斜計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |