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专利号: 2020110296248
申请人: 南京信息职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

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。

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,发射管半环形阵列中,控制器(6)根据液压控制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。

3.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。

4.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。

5.根据权利要求2所述的倾角检测器,其特征在于:所述压力传感器(5)为贴片式扩散硅压力传感器。

6.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。

7.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。

8.一种倾角检测方法,其特征在于,使用权利要求1-7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。

9.根据权利要求8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。