专利名称：一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置的制作方法
技术领域：
本发明属于液面测量技术领域，进一步讲是提供了一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置，特别适用于液体物质液位高度变化的非接触测量。
背景技术：
原有液体物质液面的测量方法采用体积法，测量精度低、不能实现在线测量，无法满足用户提出的测量精度要求。本方法发明一种对液位进行多点、非接触、在线、高精度测量装置解决该问题。
发明内容
本发明公开一种液位高精度实时激光三角测量方法，以解决现有技术中测量精度低、不能实现实时测量等问题。本发明还提供了实现上述方法的测量装置，用于液位高精度实时检测。本发明公开的液位高精度实时激光三角测量方法，采用以下技术解决方案
由激光器、汇聚透镜、接收物镜、CCD组成激光三角位移传感器；激光三角位移传感器
安装在室外取液试管上方；将室内取液试管与室外取液试管用U形管连接；激光三角位移
传感器由信号线与工控机电连接；激光器发出的激光束穿过汇聚透镜，激光束通过液面折
射，激光束经过接收物镜后在CCD4上成像；液位由第一状态液面变化为第二状态液面；激
光三角位移传感器发出的光信号对室外取液试管液面进行检测，液位成像在线阵CCD上，
测量液面高度；同时，检测数据通过工控机数据采集系统，完成数据采集和处理；
利用三角形各边的比例关系，计算推导位移公式如下
权利要求
1.一种液位高精度实时激光三角测量方法，其特征在于由激光器、汇聚透镜、接收物镜、CCD组成激光三角位移传感器；激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方；将室内取液试管与室外取液试管用U形管连接；激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接； 激光器发出的激光束穿过汇聚透镜，激光束通过液面折射，激光束经过接收物镜后在CCD4 上成像；液位由第一状态液面变化为第二状态液面；激光三角位移传感器发出的光信号对室外取液试管液面进行检测，液位成像在线阵CCD上，测量液面高度；同时，检测数据通过工控机数据采集系统，完成数据采集和处理；利用三角形各边的比例关系，计算推导位移公式如下ah fSin S5h =~；-J--Bsin^1 -h fsin( &ι+&2)上式中a为激光束光轴和接收光轴的交点到接收透镜前主面的距离；b为接收透镜后主面到成像面中心点的距离；约为激光束光轴与接收透镜光轴之间的夹角；^为探测器与接收透镜光轴之间的夹角；将时间域信号转换为空间域信号，对应CCD上的像元值，准确的计算出来激光光斑在 CXD上移动的距离;其中N0为校准时候的像中心在CCD上的像元值；N为像点移动后的像元值；4为线阵C⑶的像元中心距；计算在CCD上的位移距离，同时将CCD位移转换即得液面高度变化。
2.实现权利要求1所述测量方法的实时测量装置，其特征在于激光三角位移传感器包括激光器、会聚透镜、接收物镜、CCD ；激光器发出的激光束穿过会聚透镜，激光束通过液面折射，激光束经过接收物镜后在CCD上成像；还包括室内取液漏斗、室内取液试管、室外取液试管、U形管、信号线；室内取液试管与室外取液试管固定安装在检测工作台上；室内取液试管与室外取液试管用U形管连通连接；激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方；激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接。
全文摘要
本发明公开了种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置，包括激光三角位移传感器；激光三角位移传感器包括激光器、会聚透镜、接收物镜、CCD；激光器发出的激光束穿过会聚透镜，激光束通过液面折射，激光束经过接收物镜后在CCD上成像；还包括室内取液漏斗、室内取液试管、室外取液试管、U形管、信号线；室内取液试管与室外取液试管固定安装在检测工作台上；室内取液试管与室外取液试管用U形管连通连接；激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方；激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接。优点是可实现非接触式实时液位测量；灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、线性好；精度高、测量范围大。
文档编号G01F23/292GK102419198SQ20111025861
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月4日 优先权日2011年9月4日
发明者刘荣荣, 刘薇娜, 吴海红, 张树仁, 李俊烨, 杨立峰, 许文博, 马俊英 申请人:长春理工大学