[发明专利]一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置

摘要

本发明公开了种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置，包括激光三角位移传感器；激光三角位移传感器包括激光器、会聚透镜、接收物镜、CCD；激光器发出的激光束穿过会聚透镜，激光束通过液面折射，激光束经过接收物镜后在CCD上成像；还包括室内取液漏斗、室内取液试管、室外取液试管、U形管、信号线；室内取液试管与室外取液试管固定安装在检测工作台上；室内取液试管与室外取液试管用U形管连通连接；激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方；激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接。优点是：可实现非接触式实时液位测量；灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、线性好；精度高、测量范围大。

主权项

1.一种液位高精度实时激光三角测量方法，其特征在于：由激光器、汇聚透镜、接收物镜、CCD组成激光三角位移传感器；激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方；将室内取液试管与室外取液试管用U形管连接；激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接；激光器发出的激光束穿过汇聚透镜，激光束通过液面折射，激光束经过接收物镜后在CCD4上成像；液位由第一状态液面变化为第二状态液面；激光三角位移传感器发出的光信号对室外取液试管液面进行检测，液位成像在线阵CCD上，测量液面高度；同时，检测数据通过工控机数据采集系统，完成数据采集和处理；利用三角形各边的比例关系，计算推导位移公式如下：上式中：a为激光束光轴和接收光轴的交点到接收透镜前主面的距离；b为接收透镜后主面到成像面中心点的距离；为激光束光轴与接收透镜光轴之间的夹角；为探测器与接收透镜光轴之间的夹角;将时间域信号转换为空间域信号，对应CCD上的像元值，准确的计算出来激光光斑在CCD上移动的距离；其中：；N₀为校准时候的像中心在CCD上的像元值；N为像点移动后的像元值；为线阵CCD的像元中心距；计算在CCD上的位移距离，同时将CCD位移转换即得液面高度变化。