电子式水平传感器及其感测方法技术

本发明专利技术一种电子式水平传感器及其感测方法，是将一光源所产生的光束，以一定的角度朝向水平液面计的液面投射，并使用光感测单元，来侦测由水平液面计的液面所反射的光束，再根据所侦测的光束的位置，来输出代表水平传感器的倾斜角度的电子讯号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种角度测量装置，特别涉及的是一种利用水平液面所反射 的光束，来侦测待测物的倾斜角度的。
技术介绍
水平传感器是广泛地使用在许多量测仪器中，以作为调整仪器置放水平度的参考源，例如，水平气泡(Vial)便是迄今为止仍然十分普及的一种水平感测组件。 水平气泡虽然具有小型、易于取得与成本低廉等优点，然而，由于其必须仰 赖使用者的观测，才能判断所装置待测物的水平度。明显地，除了会因为使用者 的不同而有不同的观测结果，使得误差十分难以控制外，更无法满足现今自动化 仪器的功能需求。因此，各种不同的电子式水平传感器乃应运而生。现有已有多种不同的电子式水平传感器，例如，有一种水平传感器是在水平 传感器的电解液中放入多个电极，以侦测电解液的电导度变化，来判断待测物的 水平度；另一种水平传感器是使用光源来照射水平气泡，并以两个光敏电阻置放 在水平气泡的两端，由光敏电阻阻值的变化，来判断待测物的水平度；再一种水 平传感器也是使用光源来照射水平气泡，并以放置在水平气泡另一面的线性影像 传感器，来侦测气泡影像的变化，以判断待测物的水平度等等。以上所述的电子式水平传感器，所使用的原理不尽相同，所可达成的功效也 有长短，故可提供使用者因应不同的需求作选择。因此，提供一种与前述水平传 感器具有不同原理与特性的电子式水平传感器，以因应自动化量测时代的多样化 需求，乃为使用者的殷切期盼。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种，利用 水平液面所反射的光束，来侦测待测物的倾斜角度的电子式水平传感器及其感测 方法，以满足使用者更多样化的设计需求。为达上述及其它目的，本专利技术提供一种电子式水平传感器，适用在侦测一待测物的倾斜角度。此电子式水平传感器包括水平液面计、光源与光感测单元。其 中，水平液面计为装置有液体的容器所构成，因此，可在水平液面计的容器内形 成保持水平的液面。光源是用以产生一光束，并将所产生的光束朝向水平液面计 的液面投射。而光感测单元则配置在由水平液面计的液面所反射的光束的行进路 径上，以便根据所侦测的光束，来输出代表待测物的倾斜角度的电子讯号。本专利技术另提供一种电子式水平感测方法，适用在侦测一待测物的倾斜角度，包括下列步骤首先提供可维持水平的一液面；再以一光束朝向前述的液面投射； 以及根据侦测所得的前述液面所反射的光束，来输出代表待测物的倾斜角度的电 子讯号。其中，侦测所得的液面所反射的光束，是经多次的反射而得。 为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特以较佳 实施例，并配合所附图式，作详细说明如下附图说明图1是显示根据本专利技术较佳实施例的水平液面计的立体图。 图2是显示根据本专利技术第一实施例的一种电子式水平传感器的示意图。 图3是显示根据本专利技术第二实施例的 一种电子式水平传感器的示意图。 图4是显示根据本专利技术第三实施例的一种电子式水平传感器的示意图。 图5A是显示根据本专利技术第四实施例的一种电子式水平传感器的示意图。 图5B是图5A的电子式水平传感器旋转九十度的使用示意图。 图6是显示根据本专利技术第五实施例的一种电子式水平传感器的示意图。 附图标记说明11、 66-水平液面计；111-液体；112-容器；113-气体； 115、 415、 416、 515、 615 —液面；116、 117 —侧边；20、 30、 40、 50、 60 —水平 传感器；21、 31、 41、 51、 61-光源；211、 311、 411、 511、 61:1-激光二极管； 212、 312、 412、 43、 512、 53、 55、 612、 63 -聚焦透镜；213、 313、 413、 513、 613-激光束；22、 32、 42、 52、 54、 62-光感测单元；616-底面。具体实施例方式请参考图l所示，其为根据本专利技术较佳实施例的水平液面计的立体图。图中， 此水平液面计11为装置有液体111的容器112所构成，容器112较佳地为玻璃或 塑料所制成的具有四边形剖面的密闭型容器。当然，容器112也可以因应需求而 制作成其它不同的型式。如图所示，容器112的部分空间用来容纳液体111，其余空间则为抽真空或 充满例如是空气的气体113，或也可注入与液体111不会相互溶和的另一种液体。 因此，容器112内便形成有可维持水平的液面115。请参考图2所示，其为根据本专利技术第一实施例的一种电子式水平传感器的示 意图。图中，此电子式水平传感器20除了包括如图1的水平液面计11外，也包 括分别设置在水平液面计11的两侧边的光源21与光感测单元22。水平液面计11的液体111 4交佳地是选自甲醇、乙醇或乙醚与水的混合溶液， 以便提高水平液面计11的可使用温度范围。光源21较佳地包括用以产生激光束 213的激光二+及管211，以及设置在水平液面计11与激光二才及管211之间，用以 调整激光束213的聚焦位置的聚焦透镜212。而光感测单元22则可以使用例如是 电荷耦合装置(Charge Coupled Device,简称CCD)或互补式金氧半导体 (Complementary Metal Oxide Semiconductor,简称CMOS)等光传感器来侦测。其 中，激光束213的聚焦位置较佳地是调整在光感测单元22上。如图所示，激光二极管211产生的激光束213,经聚焦透镜212的聚焦后， 即朝向水平液面计11的液面115投射，而水平液面计11的液面115则将激光束 213全部或部分地反射，进而照射至光感测单元22上。当此水平传感器20随着 待测物(未纟会示)的移动而倾斜时，激光束213入射水平液面计11的液面115 的角度也会变化，使得激光束213照射在光感测单元22上的位置与能量也会不同， 因此，光感测单元22便可根据所侦测的激光束213的位置与能量，来输出代表待 测物的倾斜角度的电子讯号。且当光感测单元22是使用二维的光传感器时，也可 以由输出的电子讯号，来侦测出二维方向的倾斜角度。请参考图3所示，其为根据本专利技术第二实施例的一种电子式水平传感器的示 意图。图中，此电子式水平传感器30除了包括如图1的水平液面计11外，也包 括分别设置在水平液面计11的两侧边的光源31与光感测单元32。需特别注意的 是，此处的水平液面计11的安装方向是与图2所示的相反。水平液面计11的液体111较佳地为如水银等不透光液体，光源31较佳地包 括用以产生激光束3B的激光二极管311，以及设置在水平液面计11与激光二极 管311之间，用以调整激光束313的聚焦位置的聚焦透镜312。而光感测单元32则可以使用例如是电荷耦合装置(Charge Coupled Device,简称CCD)或互补式金 氧半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,简称CMOS)等光传感器来 侦测。其中，激光束313的聚焦位置较佳地是调整在光感测单元32上。如图所示，激光二极管311产生的激光束313,经聚焦透镜312的聚焦后， 即朝向水平液面计ii的液面115投射，而水平液面计11的液面115则将激光束 313全部反射，进而照射至光感测单元32上。当此水平传感器30随着待测物(未 绘示)的移动而倾香斗时，激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子式水平传感器，适用于侦测一待测物的一倾斜角度，其特征在于：其包括：一水平液面计，为装有一液体的一容器所构成，在所述的容器内形成可维持水平的一液面；一光源，用以产生一光束，并将所述的光束朝向所述的液面投射；以及一光感测单元，配置在所述的液面所反射所述的光束的行进路径上，用以根据所侦测的光束，来输出代表所述的倾斜角度的电子讯号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国禔，
申请(专利权)人：方础光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]