[发明专利]一种测量干滩坡度和长度的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置及测量方法，特别涉及一种测量干滩坡度和长度的装置和方法。

背景技术

由于目前国内所涉及到干滩坡度和长度测量方面的装置和方法，在更换设备后基准会发生变化，而且现有的有些测量方法测量精度不高且操作不太方便，不能准确的测出干滩的坡度和长度，也不能进行准确的实时采集。

发明内容

本发明为了解决现有干滩坡度和长度的测量方法所存在的测量精度低的问题，提高测量设备在使用中的可靠性和安全性，提供了一种基于激光三角法测量原理的高精度，可实时测量干滩坡度和长度的装置和方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：一种测量干滩坡度和长度的装置，包括固定在干滩顶部边两头的两根直杆，其特征在于，其中第一根直杆顶端设置有一字线激光器，使其发出的线性激光照射在第一根直杆和干滩斜坡上，形成激光亮线，其中，在干滩斜坡上形成的亮线与干滩顶部的边垂直；第二根直杆顶端设置有CCD光电器件，使其靶面接收到一字线激光器照射在第一根直杆和干滩斜坡上的激光亮线的漫反射光，显示反应直杆上的亮线和干滩斜坡上的亮线的线性激光折线。

一种采用前述装置测量干滩的坡度和长度的方法，其特征在于，包括下述步骤：a、干滩坡度和长度的静态测量使第一根直杆顶端设置的一字线激光器发出的线性激光照射在第一根直杆和干滩斜坡上，形成激光亮线，其中，在干滩斜坡上形成的亮线与干滩顶部的边垂直，在第一根直杆和干滩斜坡上形成的激光亮线经漫反射，被第二根直杆顶部的CCD光电器件全部接收，在CCD光电器件靶面上显示出一定宽度的亮折线，调整CCD光电器件的角度使得亮折线上段与其靶面的左边缘平行，则亮折线下段与其靶面的下边缘形成静态夹角β，亮折线拐角处离靶面的下边缘的静态距离为h；由激光三角法的原理求得原始夹角β与干滩坡度θ之间的关系，θ的正切值就是干滩的坡比；然后根据干滩顶部的高程和水位面高程以及干滩的坡度θ，用三角函数求出干滩的长度；b、干滩坡度和长度的动态测量当干滩的坡度和干滩顶部高程发生变化，则CCD光电器件靶面显示亮折线下段的位置和静态夹角β均会发生变化，变化后的亮折线下段与CCD光电器件靶面的下边缘间的夹角变为动态夹角β’，亮折线拐角处离CCD光电器件靶面下边缘的距离变为动态距离h’，同样由激光三角法的原理求得干滩动态坡度θ’；根据h’-h就可以求出干滩顶部高程的变化值，然后根据这个变化值和静态测量得到的干滩顶部高程值，以及水位面的高程值和干滩动态坡度θ’的正切值，求出干滩的动态长度。

上述装置和方法中，所述一字线激光器、CCD光电器件分别通过可沿平面和垂直两个方向调节角度的支架固定在各自的直杆顶端。所述CCD光电器件设置在一个包括控制模块和通讯模块的电路板上，CCD光电器件通过所述控制和通讯模块与一个远程监测中心采用无线或有线方式进行同步光接收及传递，实现实时监测。

本发明通过提取出CCD光电器件靶面上的激光亮线信息可以得出折线的夹角，用激光三角法可以求出折线的夹角与干滩的坡度之间的关系，从而可以求出干滩的坡度，然后可以根据干滩顶部的高程和水位高程以及干滩的坡度求出干滩的长度。另外，由于本发明测量装置的光接收和传递发射的工作是连续的，不但可以进行测量干滩坡度和长度的定时采集，而且可以进行干滩坡度和长度的变化的高精度实时采集监测，更方便快捷的了解干滩坡度和长度的变化，使测量更加准确和安全。本发明可应用于各种尾矿坝的干滩坡度和长度的监测，结构简单、性价比高，并且采用非接触式测量，测量精确度高，可实时监测。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

图1是本发明干滩坡度和长度的测量装置结构示意图。

图2是图1装置的投影成像测量原理图。

图1、图2中的附图标记：1、直杆；2、支架；3、CCD光电器件；4、干滩顶部边；5、直杆；6、一字线激光器；7、支架；8、干滩斜坡；9、亮线；10、水位面；11、干滩截面；12、CCD靶面上的亮折线；13、CCD靶面。

具体实施方式

如图1、图2所示：本发明的干滩坡度和长度的测量装置包括在干滩11的顶部边4两头分别埋置两根直杆1、5，直杆1的顶端连接有支架2，支架2用于固定CCD光电器件3；直杆5的顶端连接有支架7，支架7用于固定一字线激光器6，支架2、5的角度可沿平面360度，沿垂直方向180度调节，使得CCD光电器件、一字线激光器处于合适的位置和角度。