本实用新型专利技术提供一种线阵CMOS垂线坐标仪，包括壳体，还包括均设置于壳体内部的控制电路板、两个平行光源装置和两个线阵CMOS图像传感器，两个平行光源装置相互垂直照射被测垂线钢丝，两个线阵CMOS图像传感器相互垂直且与所述平行光源装置一一对应设置并接收被测垂线钢丝平行光投影，两个线阵CMOS图像传感器均连接控制电路板，控制电路板的输出与壳体外侧设置的显示器相连接。本实用新型专利技术提供的线阵CMOS垂线坐标仪结构简洁，工作可靠性和稳定性高，在扩展了有效测量量程的同时，减小了垂线坐标仪的体积，降低了生产成本，更有利于垂线坐标仪的广泛推广应用。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种线阵CMOS垂线坐标仪，包括壳体，还包括均设置于壳体内部的控制电路板、两个平行光源装置和两个线阵CMOS图像传感器，两个平行光源装置相互垂直照射被测垂线钢丝，两个线阵CMOS图像传感器相互垂直且与所述平行光源装置一一对应设置并接收被测垂线钢丝平行光投影，两个线阵CMOS图像传感器均连接控制电路板，控制电路板的输出与壳体外侧设置的显示器相连接。本技术提供的线阵CMOS垂线坐标仪结构简洁，工作可靠性和稳定性高，在扩展了有效测量量程的同时，减小了垂线坐标仪的体积，降低了生产成本，更有利于垂线坐标仪的广泛推广应用。【专利说明】线阵CMOS垂线坐标仪
本技术涉及光电式垂线坐标仪，特别是一种光电图像式线阵CMOS垂线坐标仪。
技术介绍
岩土工程结构的位移以及变形监测是岩土工程安全监测中的重要监测项目之一。随着科学技术的发展，特别是传感器、单片机以及通讯技术的发展，为光电式垂线坐标仪在岩土工程安全监测中的应用奠定了基础。光电式垂线坐标仪的测量原理是:垂线钢丝在光源的照射下，在图像传感器上留下阴影；通过对图像传感器采集到的图像信号进行分析找出阴影位置，进而解算出垂线钢丝的坐标位置。光电式垂线坐标仪测量时与垂线钢丝无接触，不影响垂线钢丝的状态，其传感器没有传统传感器的电学漂移，已被广泛应用于水电大坝、滑坡、大型建筑物等岩土工程结构的水平位移和倾斜变形监测。 目前的光电式垂线坐标仪中通常是采用CXD图像传感器采集图像，其缺点是:(XD图像传感器价格昂贵、整体结构特别是驱动电路结构复杂、功耗大，特别地，CCD图像传感器的有效量程小，很难实现较大量程的测量，这也在一定程度上限制了光电式CCD垂线坐标仪的进一步推广应用。
技术实现思路
本技术针对现有的CCD垂线坐标仪价格昂贵、结构复杂、功耗大和有效量程小的问题，提供一种新型的线阵CMOS垂线坐标仪，该线阵CMOS垂线坐标仪具有价格低廉、结构简洁、体积较小、性能更加稳定可靠、大幅度降低故障率和维护、维修工作更加容易等优点，不但可以大大节约仪器设备成本，并且可以很方便地实现超大量程监测功能。 本技术的技术方案如下: 一种线阵CMOS垂线坐标仪，包括壳体，所述壳体一侧设置有使被测垂线钢丝进入壳体的过线缝隙，所述壳体外侧设置有显示器，其特征在于，还包括均设置于壳体内部的控制电路板、两个平行光源装置和两个线阵CMOS图像传感器，所述两个平行光源装置相互垂直照射被测垂线钢丝，所述两个线阵CMOS图像传感器相互垂直且与所述平行光源装置一一对应设置并接收被测垂线钢丝平行光投影，所述两个线阵CMOS图像传感器均连接控制电路板，所述控制电路板的输出与显示器相连接。 所述控制电路板包括相互连接的高速图像采集电路和微控制器，所述线阵CMOS图像传感器接收所述平行光源装置照射被测垂线钢丝后的投影并转换为电压信号输出至所述高速图像采集电路，所述微控制器分别与两个线阵CMOS图像传感器以及显示器相连接。 所述两个平行光源装置和两个线阵CMOS图像传感器分别设置在四个密封盒中，所述控制电路板设置在其中一个线阵CMOS图像传感器所在的密封盒中，所述两个平行光源装置和两个线阵CMOS图像传感器相对应照射被测垂线钢丝和接收投影的各密封盒相应位置设置有透明玻璃孔。 所述控制电路板还包括实时时钟电路，所述实时时钟电路与微控制器相连接。 所述控制电路板还包括数据存储器，所述数据存储器与微控制器相连接。 所述控制电路板上还设置有数字通讯接口，所述数字通讯接口与微控制器相连接；和/或，所述控制电路板上还设置有模拟输出接口，所述模拟输出接口与微控制器相连接。 所述高速图像采集电路为高速AD采集电路。 所述平行光源装置包括点光源、反射镜和凸透镜，所述点光源经所述反射镜反射再经所述凸透镜折射后输出平行光。 所述平行光源装置包括高亮度LED发光二极管、反射镜、双胶合透镜和光学玻璃片，所述高亮度LED发光二极管的点光源经所述反射镜反射再经所述双胶合透镜折射后通过所述光学玻璃片输出平行光。 所述壳体的顶部设置有供被测垂线钢丝进入壳体后具有活动空间的缺口，所述缺口的四周设置有向上凸起的结构。 本技术的技术效果如下: 本技术涉及的线阵CMOS垂线坐标仪，通过在壳体内设置两个相互垂直照射被测垂线钢丝的平行光源装置，以及在壳体内设置的两个相互垂直且与所述平行光源装置一一对应设置并接收被测垂线钢丝平行光投影的线阵CMOS图像传感器，通过两个线阵CMOS图像传感器分别接收对应的平行光源装置照射被测垂线钢丝后的投影图像并转换为电压信号输出至控制电路板，控制电路板得到被测垂线钢丝的位置坐标并输出至显示器显示。由于采用线阵CMOS图像传感器作为图像传感单元，代替了传统垂线坐标仪中的CCD传感器，线阵CMOS图像传感器的有效量程最长可以做到200mm以上，故可以方便地实现大量程的垂线变形测量，同时由于线阵CMOS图像传感器的驱动简单、成像对比度高，使得整个线阵CMOS垂线坐标仪的电路构成更加简洁，提高了垂线坐标仪的工作可靠性和稳定性，避免了现有的CCD垂线坐标仪整体价格昂贵、驱动电路复杂、功耗大，很难实现大量程的测量的问题，本技术可以使得仪器工作更加稳定，大幅度降低仪器故障率，也使得仪器维护、维修工作变得更容易。同时本技术的线阵CMOS垂线坐标仪中的线阵CMOS图像传感器和控制电路板形成了进行CMOS图像检测的独特结构使得线阵CMOS垂线坐标仪自身构成了一个完整的测量控制单元，使得该线阵CMOS垂线坐标仪除了具备测量功能外还具有监控功能，进一步提高了被测垂线钢丝位置测量的准确性和可靠性；并且由于线阵CMOS图像传感器的价格低廉，有效地降低了垂线坐标仪的生产成本，且可以很方便地实现超大量程垂线坐标仪，故更有利于垂线坐标仪的广泛地推广应用，使得垂线变形监测可以在国家大型工程建设中发挥更大的效用。 本技术的线阵CMOS垂线坐标仪设置的控制电路板包括相互连接的高速图像采集电路和微控制器，线阵CMOS图像传感器接收平行光源装置照射被测垂线钢丝后的投影并转换为电压信号输出至高速图像采集电路，该高速图像采集电路进行信号采集后生成阴影图像输出至微控制器，微控制器根据阴影图像进行处理得到被测垂线钢丝的位置坐标，被测垂线钢丝的位置坐标通过显示器显示。这种设置受外界干扰小，对环境光线适应能力强，可以更精确地计算被测垂线钢丝的位置坐标。 本技术的线阵CMOS垂线坐标仪通过设置实时时钟电路和数据存储器以便于对微控制器输出的数据进行实时的采集和存储；设置数字通讯接口以便于将该线阵CMOS垂线坐标仪的监测结果上传至上位机以及对线阵CMOS垂线坐标仪进行工作方式配置和更优化的初始参数设置；设置模拟输出接口，将监测结果转换为模拟信号以便作为后续的现场米集系统的输入。 本技术线阵CMOS垂线坐标仪的平行光源装置包括点光源、反射镜和凸透镜，点光源经反射镜反射后再经凸透镜折射后生成平行光输出；或者平行光源装置包括高亮度LED发光二极管、反射镜、双胶合透镜和光学玻璃片，高亮度LED发光二极管的点光源经反射镜反射后再经双胶合透镜折射后生成平行光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种线阵CMOS垂线坐标仪，包括壳体，所述壳体一侧设置有使被测垂线钢丝进入壳体的过线缝隙，所述壳体外侧设置有显示器，其特征在于，还包括均设置于壳体内部的控制电路板、两个平行光源装置和两个线阵CMOS图像传感器，所述两个平行光源装置相互垂直照射被测垂线钢丝，所述两个线阵CMOS图像传感器相互垂直且与所述平行光源装置一一对应设置并接收被测垂线钢丝平行光投影，所述两个线阵CMOS图像传感器均连接控制电路板，所述控制电路板的输出与显示器相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵营海，庄治洪，
申请(专利权)人：基康仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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