[发明专利]一种倾角检测器及检测方法

权利要求书

1.一种倾角检测器，其特征在于：包括控制器(6)和内部中空形成圆柱腔的透明圆柱容器(1)，圆柱腔内装有液体(2)，液面漂浮有不透明小圆浮体(7)；圆柱容器(1)外壁分为上下两半，下半部分贴有用于发射激光的激光发射管(3)，激光发射管(3)沿圆柱容器(1)外壁下半部分轴向延伸构成激光发射管轴向阵列，上半部分贴有用于接收激光的感光管(4)，感光管(4)沿圆柱容器(1)外壁上半部分轴向延伸构成感光管轴向阵列；激光发射管轴向阵列中的激光发射管(3)与感光管轴向阵列中的感光管(4)对应；激光发射管(3)和感光管(4)均电连接于控制器(6)，激光发射管(3)发射激光透过圆柱腔，照射至感光管(4)，感光管(4)产生感应电流，被控制器(6)读取计算后得到当前倾角；

所述激光发射管(3)在圆柱容器(1)外壁下半部分的径向截面内周向分布形成发射管半环形阵列，所述发射管半环形阵列沿圆柱容器(1)外壁下半部分轴向延伸；感光管(4)在圆柱容器(1)外壁上半部分的径向截面内周向分布形成感光管半环形阵列，所述感光管半环形阵列沿圆柱容器(1)外壁上半部分轴向延伸；所述圆柱腔下半部分内壁贴有电连接于控制器(6)的压力传感器(5)；所述压力传感器(5)在圆柱容器(1)内壁下半部分的径向截面内周向分布形成压力传感器半环形阵列，所述压力传感器半环形阵列沿圆柱容器(1)内壁下半部分轴向延伸；压力传感器(5)与激光发射管(3)位置对应，压力传感器(5)用于检测激光发射管(3)所在位置液压，其输出电压信号，被控制器(6)读取后得到发射管半环形阵列中每个激光发射管(3)距液面的垂直高度，控制器(6)根据液压控制发射管半环形阵列中液体深度最大位置处的激光发射管(3)处于开启状态，其余处于关闭状态；

所述压力传感器(5)为贴片式扩散硅压力传感器。

2.根据权利要求1所述的倾角检测器，其特征在于：所述激光发射管(3)在激光发射管轴向阵列中均匀分布。

3.根据权利要求1所述的倾角检测器，其特征在于：所述感光管(4)为PIN光电二极管。

4.根据权利要求1所述的倾角检测器，其特征在于：所述液体(2)为透明液体。

5.根据权利要求1所述的倾角检测器，其特征在于：所述控制器(6)可采用单片机或ARM处理器。

6.一种倾角检测方法，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的倾角检测器，所述倾角检测方法为：

步骤1：控制器(6)控制激光发射管(3)发射激光，照射至感光管(4)，感光管(4)产生感应电流；

步骤2：激光发射管轴向阵列中，设激光发射管(3)的索引号为n，n∈{1,2,…,N}，激光发射管(3)按索引号由前至后轴向分布，感光管(4)和激光发射管(3)对应；由于液体(2)对光的衰减作用，索引号自第1至第n-1感光管(4)的输出电流逐渐减小，索引号自第n至第N感光管(4)的输出电流最小且相等，感光管(4)n为临界感光管(4)；控制器(6)根据临界感光管(4)的索引号得出倾角，感光管(4)索引号n与倾角θ的函数关系，如下表示：

d为相邻激光发射管(3)的间距；倾角θ为零时，液面与圆柱腔顶部距离为b₀，圆柱容器(1)水平宽度为a₀。

7.根据权利要求6所述的倾角检测方法，其特征在于：所述步骤1前还包括以下步骤：控制器(6)控制压力传感器半环形阵列中的压力传感器(5)检测发射管半环形阵列中每个激光发射管(3)的液压获得每个激光发射管(3)距液面的垂直高度，控制器(6)控制发射管半环形阵列中液体(2)深度最大位置处的激光发射管(3)处于开启状态，其余处于关闭状态。