[发明专利]一种无线太阳能低功耗倾角仪系统

说明书

本发明公开了一种无线太阳能低功耗倾角仪系统，包括检测单元、信号传输单元、数据分析单元、显示单元、供电单元，所述检测单元包括两端封闭的圆管和多个对称设置在圆管内壁的限位槽，所述限位槽内限位有阻隔板，所述圆管内盛装有密度大于阻隔板的透明流体，所述圆管上端封口处透明，且在所述圆管上端封口上方设置有光电检测板，所述光电检测板上设置有与限位槽位置对应的激光传感器以检测阻隔板与激光传感器之间的距离，所述距离点通过信号传输单元传输到数据分析单元，通过多个液位面上的坐标点构建平面，根据投影法可以精确测算出倾角值，不受环境和安装工艺的影响，且测量过程能耗低，可长时间稳定使用。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种无线太阳能低功耗倾角仪系统。

背景技术

倾角传感器又称作倾斜仪、测斜仪、水平仪、倾角计，经常用于系统的水平角度变化测量，水平仪从过去简单的水泡水平仪到现在的电子水平仪是自动化和电子测量技术发展的结果。作为一种检测工具,它已成为桥梁架设、铁路铺设、土木工程、石油钻井、航空航海、工业自动化、智能平台、机械加工等领域不可缺少的重要测量工具。电子水平仪是一种非常精确的测量小角度的检测工具，用它可测量被测平面相对于水平位置的倾斜度、两部件相互平行度和垂直度。

现有的倾角仪理论基础是牛顿第二定律，根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度。如果初速度已知，就可以通过积分算出线速度，进而可以计算出直线位移，所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器。当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。

一般意义上的倾角传感器是静态测量或者准静态测量，一旦有外界加速度，那么加速度芯片测出来的加速度就包含外界加速度，故而计算出来的角度就不准确了，且极易发生冲程，使加速度传感器损坏，且测量时需要进行实时测量，功耗较大，且测量精度受到安装、外部环境的影响较大，。

为了改善倾角仪的测量准确度和稳定性以及功耗大的问题，本申请提出一种非基于加速度原理的无线太阳能低功耗的倾角仪系统。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有技术倾角传感器测量精度不高、受安装、环境影响较大且功耗大的问题，而提出的一种无线太阳能低功耗倾角仪系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种无线太阳能低功耗倾角仪系统，包括检测单元、信号传输单元、数据分析单元、显示单元、供电单元，所述检测单元包括两端封闭的圆管和多个对称设置在圆管内壁的限位槽，所述限位槽内限位有阻隔板，所述圆管内盛装有密度大于阻隔板的透明流体，所述圆管上端封口处透明，且在所述圆管上端封口上方设置有光电检测板，所述光电检测板上设置有与限位槽位置对应的激光传感器以检测阻隔板与激光传感器之间的距离，检测的距离点为D₁、D₂、D₃......D_N；

所述距离点通过信号传输单元传输到数据分析单元，取所述圆管上端封口面为基准面，以任一两个对称点作为初始点，连线构建XY轴，以圆管轴线构建Z轴，所述数据分析单元对流体液位面构建坐标点云集，每个点的坐标为（rsinNα,rcosNα,D_N），

其中r为每个测量点到圆管中心轴线的距离，Nα为第N个测量点与初始点连线的夹角；

任一取两个对称的坐标点，确定方向轴，根据线投影法确定方向轴倾角θ;

任一取三个坐标点，根据面投影法确定流体液位面与基准面的夹角β。

作为上述技术方案的进一步描述：

多次不重复取三个坐标点，根据投影法确定流体液位面与基准面的夹角β，并求平均值。

作为上述技术方案的进一步描述：