[发明专利]基于红外光幕的智能测高装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，具体地说是一种基于红外光幕的智能测高装置及方法。

背景技术

红外光幕是一种光电技术，其主要原理为光束被遮挡使光敏元件产生开关信号。红外光幕是由多束红外光束在一平面平行或交叉构成一面光墙,凡有物体通过该警戒平面均能产生信号以达到测量、报警等作用。红外光幕在物体测高、电梯、防盗、加工中心外防护等许多领域有大量的应用。

红外光幕具有隐敝性、高可靠性、较强的环境适应能力,具有较高的科技含量。红外光幕在国外已经有相应的产品但售价昂贵,如英国门科公司生产的电梯用红外光幕产品报价1万多美元,而我国在这方面刚刚起步，因此，深入研究、分析光幕系统,使其早日商品化具有重要意义。

在自然界在存在大量可见光和红外光,而光幕的设计则需要对自己所发光进行识别以便于判断是否有遮挡。为了光幕自身的隐敝，我们采用人眼看不见的红外光作为光源,并用对该波长红外光敏感的光电接收器接收所发红外光,并且在接收器件前设置能通过该波长红外光的滤光片以防杂光干扰,当该光遇遮挡,则系统输出形式变化。

为了避免自然界中红外波长光的干扰,需要对光源进行了调制使其有别于自然光。在接收方面,经电子滤波后解调出原有信号,并加以判别，这就是单束光对射管原理。将多个单束光对射管排列在一起顺序发射和同步接收就形成光幕，这就需要智能的发射接收控制器。

目前，在国内外有类似红外光幕测高的产品，但是，产品价格昂贵，测量精度10毫米的需要近3万元。现有类似红外光幕测高产品的主要应用测量原理是：1、光幕一起发射接收，采用不同的编码，以区分相互干扰。该产品是第一代产品，缺点是抗干扰能力很弱。2、在第一代产品基础上发展的第二代产品：编码调制和逐个扫描识别方法，该方法在一定环境下能够满足工艺要求，但当环境光强度和本身发射强度变化时就难以满足要求；3、在第二代产品基础上发展的第三代产品：编码调制和逐个扫描识别并自动控制收发增益，该方法拟补了光信号变化的缺陷，但参数检测等方面也存在较大误差，从而造成产品有误差。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种基于红外光幕的智能测高装置及方法，其不仅能够提高测量精度和抗干扰能力，而且省成本、便于安装。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种基于红外光幕的智能测高装置，其特征是，包括红外发射装置、红外接收装置和基座；

所述红外发射装置通过基座设置在测量平台上，包括依次连接的单片机、红外发射电路和红外发射管；

所述红外接收装置通过基座设置在测量平台上，包括依次连接的单片机、红外接收电路和红外接收管；

所述红外发射装置和红外接收装置相互连接并相对应设置在被测物体两侧；

所述基座包括L型可调基座，所述L型可调基座的水平部分通过可升降螺栓固定在测量平台上，竖直部分中间设置有条形孔；所述的红外发射装置和红外接收装置分别通过穿过条形孔的调节旋钮固定在L型可调基座上。

进一步地，本发明所述的智能测高装置还包括上位机，所述上位机与红外发射装置相连接。

进一步地，所述红外发射装置包括红外发射主模块和若干红外发射子模块，所述的红外发射子模块依次设置在红外发射主模块上面且分别通过总线与红外发射主模块连接。

进一步地，所述红外发射主模块和红外发射子模块均采用STM系列单片机；所述红外发射电路包括16路PWM发射电路，所述红外发射管包括16路红外发射二极管。

进一步地，所述红外发射主模块确定红外发射子模块地址的过程为：设备上电瞬间红外发射主模块向第一个红外发射子模块发一个脉冲，第一个红外发射子模块接到一个脉冲后向第二个红外发射子模块发送两个脉冲，以此类推，第N个红外发射子模块接到N个脉冲后向第N+1个红外发射子模块发送N+1个脉冲；各个红外发射子模块把接收脉冲的数量作为自己的地址反馈给红外发射主模块。

进一步地，所述红外接收装置包括红外接收主模块和若干红外接收子模块，所述的红外接收子模块依次设置在红外接收主模块上面且分别通过总线与红外接收主模块连接。

进一步地，所述红外接收主模块和红外接收子模块均采用STM系列单片机；所述红外接收管包括16路红外接收二极管，所述红外接收电路包括16路PWM接收电路和二阶滤波电路，所述16路PWM接收电路经过二阶滤波电路与红外接收装置单片机的A/D转换电路连接。