一种基于激光测量的闸门开度传感器的制作方法

1.本实用新型涉及闸门开度测量仪器领域，尤其涉及一种基于激光测量的闸门开度传感器。


背景技术：

2.现有的闸门包括闸板、闸口，闸板竖直插入所述闸口内，闸口的上方设有吊梁，吊梁上安装有卷扬机，卷扬机通过吊绳与所述闸板相连，卷扬机收卷时将闸板向上吊起从而打开闸门，闸门打开时根据闸门的开度调节卷扬机的开度，目前针对闸门开度测量，普遍使用拉线传感与光电编码器。拉线传感与光电编码器存在结构隐患与精度比较低的问题。拉线传感器：有机械转动，存在测量线磨损以及绕线隐患，测量线变形会导致精度变差；光电编码器：直接耦合电机或启闭机的轴，传感精度差。
3.专利号为“201611223838 .2”的发明专利中公开了一种基于数据融合技术的双通道闸门开度测量仪；通过光电编码器与激光传感器组成双路测量系统，从而精确测量闸门开度，但是并未公开激光传感器配套设备，通过激光传感器直接对闸板进行测距，激光的反射效果不佳。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术中的问题，本实用新型提供一种基于激光测量的闸门开度传感器，安装在大型水利闸门上，所述闸门包括闸板、闸口，所述闸板竖直插入所述闸口内，所述闸口的上方设有吊梁，所述吊梁上安装有卷扬机，所述卷扬机通过吊绳与所述闸板相连，卷扬机收卷时将闸板向上吊起从而打开闸门，包括：激光测距传感器、反射板，所述反射板固定安装在所述闸板的上表面，所述激光测距传感器固定安装在所述吊梁的下表面，所述激光测距传感器位于所述反射板的正上方，所述激光测距传感器上配备有辅助透镜，利用辅助透镜改善光路，减少环境光对测距的干扰，使得装置在野外环境也能够工作。
5.进一步的，还包括：测控单元，所述测控单元与所述激光测距传感器相连。
6.进一步的，还包括：鸭嘴安装支架、外壳，所述鸭嘴安装支架的顶部与所述吊梁的下表面固定相连，所述外壳安装在所述鸭嘴安装架的下方，所述激光测距传感器与所述测控单元均安装在所述外壳内。
7.进一步的，还包括：安装板、压紧板，所述外壳的底部开口设置，所述外壳的内侧底部开设有安装槽，所述安装板放置在所述安装槽内并通过压紧板进行压紧固定，所述激光测距传感器与所述测控单元均安装在所述安装板上，所述激光测距传感器贯穿所述安装板，所述激光测距传感器的激光发射部件与激光接受部件均位于所述安装板下方。
8.进一步的，所述压紧板的中部开设有中心孔，所述中心孔上安装有玻璃视窗，所述玻璃视窗位于所述激光测距传感器的正下方。
9.进一步的，所述反射板的侧方设有固定板，所述固定板上开设有多个螺钉孔，利用螺钉贯穿螺钉孔并钉在闸板上从而将反射板进行固定。
10.与现有技术相比，本实用新型提供一种基于激光测量的闸门开度传感器，具有以下有益效果：
11.1.本实用新型在吊梁下方安装激光测距传感器，同时在闸板上方安装反射板，激光测距传感器发出的激光到达反射板后进行反射并被激光测距传感器接收，利用相位法精确计算出激光测距传感器与闸板顶部的间距；通过简单数学换算得到闸板底部与闸口的开度，直接测量闸门位置与位移、实现毫米级测量精度、无机械转动结构，免维护，长寿命。
12.2.本实用新型通过在闸板的上表面安装反射板，通过反射板提高激光测距传感器对反射激光的接收效果。
13.3.本实用新型设置鸭嘴安装支架、外壳，方便对激光测距传感器极性安装固定，同时对激光测距传感器进行保护，防止灰尘和水汽对激光测距传感器造成影响。
14.4.本实用新型的激光测距传感器上配备有辅助透镜（14），利用辅助透镜改善光路，减少环境光对测距的干扰，使得装置在野外环境也能够工作。
15.附图说明：
16.图1为一种基于激光测量的闸门开度传感器的工作状态图。
17.图2为激光测距传感器的主视图。
18.图3为激光测距传感器的透视图。
19.图4为玻璃视窗的结构示意图。
20.图5为反射板的结构示意图。
21.图6为反射板的主视图。
22.其中：1-闸口；2-闸板；3-吊梁；4-卷扬机；5-吊绳；6-激光测距传感器；7-反射板；701-固定板；702-螺钉孔；8-鸭嘴安装支架；9-外壳；10-测控单元；11-安装板；12-压紧板；13-玻璃视窗；14-辅助透镜。
具体实施方式
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护的范围。
24.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
25.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
26.本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
27.同时在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的
方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本实用新型中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.如图1-2所示，本实用新型提供一种基于激光测量的闸门开度传感器，安装在大型水利闸门上，闸门包括闸板2、闸口1，闸板2竖直插入闸口1内，闸口1的上方设有吊梁3，吊梁3上安装有卷扬机4，卷扬机4通过吊绳5与闸板2相连，卷扬机4收卷时将闸板2向上吊起从而打开闸门，包括：激光测距传感器6、反射板7，反射板7固定安装在闸板2的上表面，激光测距传感器6固定安装在吊梁3的下表面，激光测距传感器6位于反射板7的正上方，激光测距传感器6上配备有辅助透镜14，利用辅助透镜14改善光路，减少环境光对测距的干扰，使得装置在野外环境也能够工作。本实用新型在吊梁下方安装激光测距传感器，同时在闸板上方安装反射板，激光测距传感器发出的激光到达反射板后进行反射并被激光测距传感器接收，利用项违法精确计算出激光测距传感器与闸板顶部的间距；通过简单数学换算得到闸板底部与闸口的开度，直接测量闸门位置与位移、实现毫米级测量精度、无机械转动结构，免维护，长寿命；同时通过在闸板的上表面安装反射板，通过反射板提高激光测距传感器对反射激光的接收效果。
29.如图3所示，本实用新型还设置：测控单元10，测控单元10与激光测距传感器6相连。通过测控单元将激光测距传感器测得的数据进行计算得到闸门的开度，激光测距传感器6与闸口1底部的间距为h，闸板2的高度为l，激光测距传感器6与闸板2上表面的间距为h，闸板2与闸口1之间的开度为e；利用公式：e=h-l-h得到闸门开度；其中h、l为固定值并可通过对其进行设定，利用激光测距传感器6可直接测量h并计算得出闸门开度。
30.为方便激光测距传感器6进行安装固定，同时对激光测距传感器6进行有效防护，本实用新型还设置：鸭嘴安装支架8、外壳9，鸭嘴安装支架8的顶部与吊梁3的下表面固定相连，外壳9安装在鸭嘴安装架8的下方，激光测距传感器6与测控单元10均安装在外壳9内。
31.由于激光测距传感器6安装在外壳9内，当激光测距传感器出现故常需要检测和维修时，为方便激光测距传感器拆卸维修，本实用新型还设置：安装板11、压紧板12，外壳9的底部开口设置，外壳9的内侧底部开设有安装槽，安装板11放置在安装槽内并通过压紧板12进行压紧固定，激光测距传感器6与测控单元10均安装在安装板11上，激光测距传感器6贯穿安装板11，激光测距传感器6的激光发射部件与激光接受部件均位于安装板11下方；为防止压紧板12妨碍激光测距传感器6工作，本实用新型在压紧板12的中部开设有中心孔，中心孔上安装有玻璃视窗13（如图4所示），玻璃视窗13位于激光测距传感器6的正下方。
32.为方便反射板进行安装固定，如图5所示，本实用新型在反射板7的侧方设有固定板701，固定板701上开设有多个螺钉孔702，利用螺钉贯穿螺钉孔702并钉在闸板2上从而将反射板7进行固定。
33.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照
较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。