[发明专利]一种基于光衍射的桥吊摆角及绳长检测装置

权利要求书

1.一种基于光衍射的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，包含：

第一凸透镜，光源发射的光线透过所述第一凸透镜后呈平行光；

轻质摆架，桥吊的吊绳穿过所述轻质摆架，吊绳摆动带动轻质摆架等角度摆动；

分光板，与所述轻质摆架相连，并随轻质摆架等角度摆动；所述平行光照射在分光板上，且随分光板的摆动发生偏转，所述分光板将平行光的一部分进行反射和将平行光的另外部分进行透射；

其中，所述分光板将所述平行光的一部分反射到一反射镜上，经所述反射镜反射后的光线继续反射到第一衍射孔，并通过所述第一衍射孔上、下方的各一第二凸透镜将光线汇聚成光点，依次产生未摆动前的第一光点和摆动后偏移的第二光点，并落在附有短波通滤光片的第一Cmos阵列上，产生光电效应生成对应的电信号；所述第一Cmos阵列与一信号处置装置连接，信号处置装置接收所述第一Cmos阵列发送的电信号，获得第一光点和第二光点之间的偏移量，计算得出摆角；

所述分光板将所述平行光的另外部分透射经过第二衍射孔，衍射后的光线落在附有短波通滤光片的第二Cmos阵列上，第二Cmos阵列呈现光斑，产生光电效应生成对应的电信号；所述第二Cmos阵列与一所述信号处置装置连接，信号处置装置接收所述第二Cmos阵列发送的电信号，获取光斑面积，计算得出绳长。

2.如权利要求1所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

第二凸透镜、光源、第一凸透镜、轻质摆架、分光板和反射镜均置于一黑盒子内；

第一Cmos阵列设置在所述黑盒子内的底部。

3.如权利要求2所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

所述轻质摆架的上端通过活动铰链与黑盒子内的顶部相连；

所述轻质摆架通过一轻质杆与所述分光板固定相连。

4.如权利要求1所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

分光板呈45°放置且与反射镜相互平行放置。

5.如权利要求1-3任一项所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

反射镜上反射的光线垂直向下反射到第一衍射孔；

反射镜、上方的第二凸透镜、第一衍射孔、下方的第二凸透镜以及第一Cmos阵列垂直相对且按照上下顺序依次设置。

6.如权利要求1所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

所述第二Cmos阵列设置在位于吊绳下部的吊具上。

7.如权利要求2所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

所述黑盒子内还包含一隔板，所述隔板与第二凸透镜固定相连，第一衍射孔设置在所述隔板上，第二凸透镜与第一衍射孔之间存在间距；

所述隔板上还设有穿孔，所述穿孔分别垂直正对在所述分光板下方以及所述第二衍射孔上方。

8.如权利要求2所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

所述光源为激光灯，所述激光灯设置在黑盒子内的顶部并固定连接；

所述第一凸透镜与黑盒子内的顶部相连；

所述激光灯的发光方向与所述第一凸透镜的轴线重合且二者之间距离为所述第一凸透镜的焦距，用以将所述激光灯发出的激光穿过所述第一凸透镜后变成平行光。

9.如权利要求1所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

将所述第一光点和所述第二光点之间的偏移量记为s，得出：

式中，θ为所求的最大摆角，f为第一衍射孔与第一Cmos阵列之间的距离。

10.如权利要求1所述的桥吊摆角及绳长检测装置，其特征在于，

所述第二Cmos阵列上的光斑面积记为S，其随桥吊负载的升降变化，根据菲涅尔圆孔衍射原理得出如下公式：

S＝πr²

其中，λ为光的波长，a_k为k时刻对应的绳长，r为光斑半径；

因此，绳长的计算公式为：