[发明专利]高精度动态倾角测量方法及测量装置

说明书

本发明涉及一种高精度动态倾角测量方法及测量装置，在被测物体的X轴方向或Y轴方向确定一需测量倾角的轴线，在被测物体上沿平行于被测轴线的方向依次安装液面测量部件一、液面测量部件二且二者之间间隔距离L；为液面测量部件一、液面测量部件二内注入流体并安装传感器；传感器分别测得在被测轴线处于未倾斜状态以及倾斜状态时液面测量部件一、液面测量部件二内的液面高度值，并获得倾斜前后液面高度的变化量h，将变化量h发送至角度计算及显示模块；角度计算及显示模块计算得到被测轴线的倾斜角度α并显示输出。其目的是为了提供一种操作简单、测量效率高且测量精度高的高精度动态倾角测量方法及测量装置。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及倾斜度测量相关领域，具体涉及一种高精度动态倾角测量方法及测量装置。

背景技术

倾角传感器可以用来测量相对于水平面的倾角变化量，其理论基础是牛顿第二定律，根据基本物理原理，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，就可以通过积分计算出线速度，进而可以计算出直线位移，所以倾角传感器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。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不准确，因此，现在常用的做法是增加mems陀螺芯片，并采用优先的卡尔曼滤波算法，例如，加速度3个轴，陀螺仪3个轴，这类产品叫六轴测角传感器或垂直陀螺仪(vertical gyro，简称VG)。

目前常见的倾角传感器在动态测量时(传感器与被测物体一起处于运动、震动状态时)测量精度最高只有0.5°(例如北微传感科技生产的倾角传感器)，测量浮动在水面或水中的物体(船舶、潜艇、平台等各种结构物)的动态(航行、摇摆、震动等非静止状态)时，测量精度根本不够，无法反应浮动物体的准确浮态，也无法实现自身动态的自动、实时、准确测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单、测量效率高且测量精度高的高精度动态倾角测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

本发明高精度动态倾角测量方法，包括如下步骤：

A、在被测物体的X轴方向或Y轴方向确定一需测量倾角的轴线，在所述被测物体上沿平行于被测轴线的方向依次安装液面测量部件一、液面测量部件二且二者之间间隔距离L；

B、为所述液面测量部件一、液面测量部件二内注入流体；

C、在所述液面测量部件一和/或液面测量部件二内安装传感器；

D、所述传感器分别测得在被测轴线处于未倾斜状态以及倾斜状态时所述液面测量部件一、液面测量部件二内的液面高度值，并获得倾斜前后液面高度的变化量h，将所述变化量h发送至角度计算及显示模块；

E、所述角度计算及显示模块计算得到被测轴线的倾斜角度α并显示输出，计算公式为：α＝Atan(nh/L)/π*180，其中，n为传感器的数量。

本发明高精度动态倾角测量方法，所述步骤D中，将被测轴线未倾斜时传感器测得的所述液面测量部件一、液面测量部件二内的液面高度值设置为初始值，当被测轴线倾斜时引起所述流体流动，所述液面测量部件一、液面测量部件二内的液面高度发生变化，所述传感器测得此时的液面高度值并根据该高度值与初始值之间的差值获得所述变化量h。

本发明高精度动态倾角测量方法，所述步骤D中，所述传感器通过通讯模块将所述变化量h传输至角度计算及显示模块。

本发明高精度动态倾角测量方法，所述步骤B还包括：将所述液面测量部件一、液面测量部件二的底部、顶部分别连通。