專利名稱：激光光斑中心探測(cè)器及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光光斑中心探測(cè)器及其工作方法。
背景技術(shù)：
在修筑公路、鐵路、平整土地、室內(nèi)大廳裝修等方圓數(shù)百米范圍內(nèi)的施工現(xiàn)場(chǎng)需要水平基準(zhǔn)線放樣，常將激光掃平儀和激光光斑中心探測(cè)器配合使用來(lái)提供水平基準(zhǔn)線。
現(xiàn)有與激光掃平儀相配套使用的激光光斑中心探測(cè)器，以探測(cè)其激光掃平儀發(fā)出的激光光斑的能量中心作為為掃平儀水平基準(zhǔn)中心，即以激光能量中心來(lái)定位。但在實(shí)際使用中往往存在如下問(wèn)題首先，當(dāng)探測(cè)距離較遠(yuǎn)時(shí)，由于一般掃平儀發(fā)射的激光束存在某個(gè)特定的發(fā)散角，距離越遠(yuǎn)，激光束中心光斑越大，所以當(dāng)激光中心光斑超過(guò)激光光斑中心探測(cè)器的探測(cè)元件光電池的幾何尺寸時(shí)，如果該激光束中心光斑均勻性較好，則光電池接收的光強(qiáng)將在某一范圍內(nèi)將均保持相等，以致難以確定激光光斑的能量中心。尤其對(duì)于綠色激光掃平儀，由于綠色激光中心束光斑均勻性很好，以致常規(guī)的激光光斑中心探測(cè)器法無(wú)法直接使用。其次，當(dāng)激光光斑不均勻或在激光中心光斑周圍出現(xiàn)較強(qiáng)的衍射光環(huán)時(shí)，容易導(dǎo)致激光光斑中心探測(cè)器接收精度偏差增大或檢測(cè)出多個(gè)光斑中心現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能方便確定激光光斑中心的激光光斑中心探測(cè)器及其工作方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的中的提供的技術(shù)方案是，本發(fā)明的激光光斑中心探測(cè)器具有光電池組和信號(hào)處理器，光電池組內(nèi)的光電池呈直線設(shè)置；其結(jié)構(gòu)特征是在光電池組的兩側(cè)各設(shè)有與上述光電池組內(nèi)的各光電池同一直線設(shè)置的邊緣光電池；所述光電池組內(nèi)的各光電池及兩邊緣光電池通過(guò)各自放大整形電路與信號(hào)處理器上對(duì)應(yīng)的端口相連。
上述技術(shù)方案中，所述光電池組內(nèi)的各光電池的寬度相同且各光電池之間的距離相等。
上述技術(shù)方案中，所述兩邊緣光電池的寬度相同且所述兩邊緣光電池分別與相鄰的光電池組中最外側(cè)的光電池之間的距離相等。
上述技術(shù)方案中，信號(hào)處理器的顯示信號(hào)輸出端連接有液晶顯示屏。
一種激光光斑中心探測(cè)器的工作方法，其特征在于若光電池組內(nèi)的各光電池及設(shè)置在光電池組兩側(cè)的與光電池組內(nèi)的各光電池同一直線設(shè)置的邊緣光電池受所測(cè)激光光斑覆蓋，則輸出信號(hào)；信號(hào)處理器根據(jù)是否接收到來(lái)自邊緣光電池的輸出信號(hào)而判斷本探測(cè)器是否在有效探測(cè)范圍內(nèi)，即判斷所發(fā)射被測(cè)激光光斑的激光儀器與本探測(cè)器之間的距離及本探測(cè)器的位置是否合適；若信號(hào)處理器同時(shí)接收到來(lái)自兩邊緣光電池的輸出信號(hào)，則表明激光光斑尺寸過(guò)大，本探測(cè)器所在位置超出了有效探測(cè)范圍，信號(hào)處理器通知結(jié)束探測(cè)；若信號(hào)處理器沒(méi)有接收到來(lái)自兩邊緣光電池的輸出信號(hào)而僅接收到光電池組中的光電池的輸出信號(hào)，表明本探測(cè)器所在位置在有效探測(cè)范圍內(nèi)，信號(hào)處理器進(jìn)一步判斷光電池組幾何對(duì)稱中心線兩側(cè)有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目相對(duì)光電池組幾何對(duì)稱中心線是否對(duì)稱；若信號(hào)處理器接收到兩邊緣光電池中之一的輸出信號(hào)時(shí)，激光光斑中心是否在合適的探測(cè)距離內(nèi)未知，沿光電池的排列方向調(diào)整探測(cè)器的位置的同時(shí)，信號(hào)處理器繼續(xù)接收信號(hào)，并作出相應(yīng)的判斷，直至或接收到來(lái)自兩側(cè)邊緣光電池的輸出信號(hào)而結(jié)束探測(cè)或僅接收到來(lái)自光電池組中的光電池的輸出信號(hào)而進(jìn)一步判斷光電池組幾何對(duì)稱中心線兩側(cè)有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目相對(duì)該幾何對(duì)稱中心線是否對(duì)稱；當(dāng)信號(hào)處理器判斷出光電池組中在幾何對(duì)稱中心線兩側(cè)的有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線對(duì)稱時(shí)，光電池組幾何對(duì)稱中心線即為激光光斑中心；當(dāng)信號(hào)處理器判斷出光電池組中在幾何對(duì)稱中心線兩側(cè)的有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線不對(duì)稱時(shí)，則沿光電池的排列方向調(diào)整探測(cè)器位置，直至光電池組的幾何對(duì)稱中心線兩側(cè)有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線對(duì)稱，此時(shí)的激光光斑中心在光電池組的幾何對(duì)稱中心線上。
上述技術(shù)方案中，光電池組的光電池的數(shù)目為偶數(shù)位，其幾何對(duì)稱中心線處于中間兩個(gè)光電池之間；光電池組的光電池的數(shù)目為奇數(shù)位，其幾何對(duì)稱中心線為中間光電池的中心線處。
上述技術(shù)方案中，信號(hào)處理器的顯示信號(hào)輸出端連接有液晶顯示屏，信號(hào)處理器通過(guò)液晶顯示屏向用戶顯示信息。
上述技術(shù)方案中，所述光電池組內(nèi)的各光電池的寬度相同且各光電池之間的距離相等；所述兩邊緣光電池的寬度相同且分別與相鄰的光電池組中最外側(cè)的光電池之間的距離相等。
上述技術(shù)方案中，探測(cè)精度Δ取決于光電池的寬度和光電池之間的距離大小，即Δ＝1/2(a+h)。
本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)，具有如下積極效果(1)本發(fā)明設(shè)置有邊緣光電池，作為判斷本探測(cè)器所在的位置是否在合適的有效探測(cè)范圍內(nèi)，在所測(cè)激光光斑僅覆蓋在光電池組的位置時(shí)進(jìn)行激光光斑中心探測(cè)，確保探測(cè)結(jié)果的正確性，防止誤操作的發(fā)生。(2)本發(fā)明適用范圍廣，紅色激光光斑和綠色激光光斑都適用。(3)本發(fā)明通過(guò)對(duì)光電池元件進(jìn)行有效的幾何排列和將光電池元件的作用功能進(jìn)行有效分配，所以探測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方法也簡(jiǎn)單。


圖1為一種激光光斑中心探測(cè)器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為另一種激光光斑中心探測(cè)器的結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明的工作程序框圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施例1)圖1所示的是一種激光光斑中心探測(cè)器，具有光電池組1、光電池組1包括偶數(shù)個(gè)直線排列的光電池a，實(shí)施例中光電池呈垂線排列，其幾何對(duì)稱中心線L為水平線，處于中間兩個(gè)光電池之間。本發(fā)明的探測(cè)精度Δ與光電池a的寬度g和光電池a之間的距離h有關(guān)，即Δ＝1/2(a+h)，所以光電池a的寬度g和光電池a之間的距離h越小，其探測(cè)精度越高。本發(fā)明的探測(cè)距離與光電池組1內(nèi)的光電池a數(shù)量有關(guān)，成直線排列的光電池a數(shù)量越多，允許被激光光斑覆蓋的范圍越大，探測(cè)距離越遠(yuǎn)。理論上講，光電池a的數(shù)量沒(méi)有上限。本實(shí)施例中光電池a的寬度為2毫米，光電池a之間的距離為2毫米，已經(jīng)能滿足實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的精度要求。本實(shí)施例中電池組1內(nèi)的光電池a個(gè)數(shù)為14個(gè)。
在光電池組1的上、下側(cè)各設(shè)有邊緣光電池b。所述兩邊緣光電池b的寬度e相同且分別與相鄰的光電池組中最外側(cè)的光電池之間的距離f相等。本實(shí)施例中兩邊緣光電池b的寬度e與相鄰的光電池組中最外側(cè)的光電池之間的距離f均為2毫米。所述光電池組1內(nèi)的各光電池a及兩邊緣光電池b通過(guò)各自放大整形電路c與信號(hào)處理器2上對(duì)應(yīng)的端口相連。信號(hào)處理器2的顯示信號(hào)輸出端連接有液晶顯示屏3。
見圖3，所述激光光斑中心探測(cè)器的工作方法如下激光光斑中心探測(cè)器相隔一定距離接收激光掃平儀發(fā)出的激光，若光電池組1內(nèi)的各光電池a和兩邊緣光電池b受所測(cè)激光光斑覆蓋，則輸出信號(hào)。
若信號(hào)處理器2接受到光電池的輸出信號(hào)，則信號(hào)處理器2根據(jù)是否接收到來(lái)自邊緣光電池b的輸出信號(hào)判斷是否所發(fā)射的被測(cè)激光光斑的激光儀器與探測(cè)器之間的距離超出了有效探測(cè)距離，并通過(guò)液晶顯示屏3向用戶作出相應(yīng)的提示；若信號(hào)處理器2同時(shí)接收到來(lái)自兩邊緣光電池b的輸出信號(hào)，則表明激光光斑尺寸過(guò)大，所發(fā)射的被測(cè)激光光斑的激光儀器與探測(cè)器之間的距離超出了有效探測(cè)距離，有誤操作的可能，信號(hào)處理器2通過(guò)液晶顯示屏3通知結(jié)束探測(cè)；若信號(hào)處理器2沒(méi)有接收到來(lái)自兩邊緣光電池b的輸出信號(hào)而僅接收到光電池組1內(nèi)的光電池a的輸出信號(hào)，表明所發(fā)射被測(cè)激光光斑的激光儀器與探測(cè)器之間的距離在有效的探測(cè)距離內(nèi)，信號(hào)處理器2進(jìn)一步判斷光電池組1的幾何對(duì)稱中心線L兩側(cè)有信號(hào)輸出的光電池a是否關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線L對(duì)稱；若信號(hào)處理器2接收到兩邊緣光電池b中之一有輸出信號(hào)時(shí)，則激光光斑中心是否在有效的探測(cè)距離內(nèi)未知，激光光斑中心向著所述有輸出信號(hào)的邊緣光電池一側(cè)偏斜。當(dāng)信號(hào)處理器2接收到的是兩邊緣光電池中的上方光電池b的輸出信號(hào)時(shí)，表明激光光斑中心向上偏斜，信號(hào)處理器通過(guò)液晶顯示屏3通知用戶需要向下沿光電池a的排列方向調(diào)整探測(cè)器的位置，實(shí)際上是將探測(cè)器向下調(diào)整，在此同時(shí)，信號(hào)處理器2繼續(xù)接收信號(hào)，并作出相應(yīng)的判斷，直至或同時(shí)接收到來(lái)自兩邊緣光電池b的輸出信號(hào)則結(jié)束探測(cè)，或沒(méi)有接收到來(lái)自兩邊緣光電池b的輸出信號(hào)而僅接收到光電池組1內(nèi)的光電池a的輸出信號(hào)，則進(jìn)一步判斷光電池組1中在幾何對(duì)稱中心線L兩側(cè)的有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目是否關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線L對(duì)稱；當(dāng)信號(hào)處理器2判斷出光電池組1中在幾何對(duì)稱中心線L兩側(cè)的有信號(hào)輸出的光電池的數(shù)目關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線L對(duì)稱時(shí)，信號(hào)處理器2通過(guò)液晶顯示屏3向用戶提示此時(shí)的激光光斑中心在光電池組1的幾何對(duì)稱中心線L上；當(dāng)信號(hào)處理器2判斷出光電池組1中在幾何對(duì)稱中心線L兩側(cè)的有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目關(guān)于光電池組1的幾何對(duì)稱中心線L不對(duì)稱時(shí)，信號(hào)處理器2通過(guò)液晶顯示屏3向用戶提示需要沿光電池a的排列方向調(diào)整探測(cè)器的位置，直至光電池組1中在幾何對(duì)稱中心線L兩側(cè)的有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線L對(duì)稱，信號(hào)處理器2通過(guò)液晶顯示屏3向用戶提示此時(shí)的激光光斑中心在光電池組1的幾何對(duì)稱中心線上；信號(hào)處理器2或重復(fù)上述步驟繼續(xù)探測(cè)或結(jié)束探測(cè)。
(實(shí)施例2)圖2所示的實(shí)施例2的光電池組1中的光電池a數(shù)量為奇數(shù)個(gè)，其幾何對(duì)稱中心線L為中間光電池的中心線處。其它結(jié)構(gòu)與工作方法都與實(shí)施例1相同，不再細(xì)述。
權(quán)利要求
1.一種激光光斑中心探測(cè)器，具有光電池組(1)和信號(hào)處理器(2)，光電池組內(nèi)的光電池(a)呈直線設(shè)置；其特征在于在光電池組(1)的兩側(cè)各設(shè)有與上述光電池組(1)內(nèi)的各光電池(a)同一直線設(shè)置的邊緣光電池(b)；所述光電池組(1)內(nèi)的各光電池(a)及兩邊緣光電池(b)通過(guò)各自放大整形電路(c)與信號(hào)處理器(2)上對(duì)應(yīng)的端口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光斑中心探測(cè)器，其特征在于所述光電池組(1)內(nèi)的各光電池的寬度(g)相同且各光電池之間的距離(h)相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光光斑中心探測(cè)器，其特征在于所述兩邊緣光電池(b)的寬度(e)相同且所述兩邊緣光電池(b)分別與相鄰的光電池組(1)中最外側(cè)的光電池之間的距離(f)相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光光斑中心探測(cè)器，其特征在于信號(hào)處理器(2)的顯示信號(hào)輸出端連接有液晶顯示屏(3)。
5.一種激光光斑中心探測(cè)器的工作方法，其特征在于若光電池組(1)內(nèi)的各光電池(a)及設(shè)置在光電池組(1)兩側(cè)的與光電池組(1)內(nèi)的各光電池(a)同一直線設(shè)置的邊緣光電池(b)受所測(cè)激光光斑覆蓋，則輸出信號(hào)；信號(hào)處理器(2)根據(jù)是否接收到來(lái)自邊緣光電池(b)的輸出信號(hào)而判斷本探測(cè)器是否在有效探測(cè)范圍內(nèi)，即判斷所發(fā)射被測(cè)激光光斑的激光儀器與本探測(cè)器之間的距離及本探測(cè)器的位置是否合適；若信號(hào)處理器(2)同時(shí)接收到來(lái)自兩邊緣光電池(b)的輸出信號(hào)，則表明激光光斑尺寸過(guò)大，本探測(cè)器所在位置超出了有效探測(cè)范圍，信號(hào)處理器通知結(jié)束探測(cè)；若信號(hào)處理器(2)沒(méi)有接收到來(lái)自兩邊緣光電池(b)的輸出信號(hào)而僅接收到光電池組(1)中的光電池(a)的輸出信號(hào)，表明本探測(cè)器所在位置在有效探測(cè)范圍內(nèi)，信號(hào)處理器(2)進(jìn)一步判斷光電池組(1)幾何對(duì)稱中心線(L)兩側(cè)有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目相對(duì)光電池組(1)幾何對(duì)稱中心線(L)是否對(duì)稱；若信號(hào)處理器(2)接收到兩邊緣光電池(b)中之一的輸出信號(hào)時(shí)，激光光斑中心是否在合適的探測(cè)距離內(nèi)未知，沿光電池(a)的排列方向調(diào)整探測(cè)器的位置的同時(shí)，信號(hào)處理器(2)繼續(xù)接收信號(hào)，并作出相應(yīng)的判斷，直至或接收到來(lái)自兩側(cè)邊緣光電池(b)的輸出信號(hào)而結(jié)束探測(cè)或僅接收到來(lái)自光電池組(1)中的光電池(a)的輸出信號(hào)而進(jìn)一步判斷光電池組(1)幾何對(duì)稱中心線(L)兩側(cè)有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目相對(duì)該幾何對(duì)稱中心線(L)是否對(duì)稱；當(dāng)信號(hào)處理器(2)判斷出光電池組(1)中在幾何對(duì)稱中心線(L)兩側(cè)的有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線(L)對(duì)稱時(shí)，光電池組(1)幾何對(duì)稱中心線(L)即為激光光斑中心；當(dāng)信號(hào)處理器(2)判斷出光電池組(1)中在幾何對(duì)稱中心線(L)兩側(cè)的有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線(L)不對(duì)稱時(shí)，則沿光電池(a)的排列方向調(diào)整探測(cè)器位置，直至光電池組(1)的幾何對(duì)稱中心線(L)兩側(cè)有信號(hào)輸出的光電池?cái)?shù)目關(guān)于該幾何對(duì)稱中心線(L)對(duì)稱，此時(shí)的激光光斑中心在光電池組(1)的幾何對(duì)稱中心線(L)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光光斑中心探測(cè)器的工作方法，其特征在于光電池組(1)的光電池的數(shù)目為偶數(shù)位，其幾何對(duì)稱中心線(L)處于中間兩個(gè)光電池之間；光電池組(1)的光電池的數(shù)目為奇數(shù)位，其幾何對(duì)稱中心線(L)為中間光電池的中心線處。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光光斑中心探測(cè)器的工作方法，其特征在于信號(hào)處理器(2)的顯示信號(hào)輸出端連接有液晶顯示屏(3)，信號(hào)處理器(2)通過(guò)液晶顯示屏(3)向用戶顯示信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光光斑中心探測(cè)器的工作方法，其特征在于所述光電池組(1)內(nèi)的各光電池的寬度(g)相同且各光電池之間的距離(h)相等；所述兩邊緣光電池(b)的寬度(e)相同且分別與相鄰的光電池組(1)中最外側(cè)的光電池之間的距離(f)相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光光斑中心探測(cè)器的工作方法，其特征在于探測(cè)精度Δ取決于光電池(a)的寬度(g)和光電池之間的距離(h)大小，即Δ＝1/2(a+h)。
全文摘要
一種激光光斑中心探測(cè)器及其工作方法，具有光電池組和信號(hào)處理器，光電池組內(nèi)的光電池呈直線設(shè)置；在光電池組的兩側(cè)各設(shè)有作為判斷激光光斑邊緣使用的邊緣光電池。激光光斑中心探測(cè)器的工作方法信號(hào)處理器根據(jù)是否接收到來(lái)自邊緣光電池的輸出信號(hào)來(lái)判斷所發(fā)射被測(cè)激光光斑的激光儀器與探測(cè)器之間是否在合適的探測(cè)距離內(nèi)；進(jìn)一步判斷光電池組幾何對(duì)稱中心線兩側(cè)有信號(hào)輸出的光電池相對(duì)光該幾何對(duì)稱中心線是否對(duì)稱，在對(duì)稱狀態(tài)下激光光斑中心在光電池組的幾何對(duì)稱中心線上。本發(fā)明能從邊緣光電池是否有信號(hào)輸出得知探測(cè)距離是否在合適的范圍內(nèi)，確保探測(cè)結(jié)果的正確性，防止誤操作的發(fā)生。
文檔編號(hào)G01C15/00GK1904550SQ20051008728
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者陸建紅, 朱亞平, 吳暉 申請(qǐng)人:陸建紅