本發(fā)明涉及位置監(jiān)測的技術領域，特別涉及一種基于多維度傳感器的監(jiān)測裝置，適用于粒子加速器相對位置變化監(jiān)測。

背景技術：

隨著科技發(fā)展需要，對粒子加速器關鍵元部件的穩(wěn)定性要求越來越高，它們的定位精度和運行時其相對位置的穩(wěn)定性決定著整個機器是否正常運行，比如新一代同步輻射光源、粒子對撞機等大科學工程的建造，整個系統(tǒng)對于準直安裝的精度和機器運行時元部件的位置變化量要求非常高。在機器運行的過程中，關鍵元部件相對位置的監(jiān)測尤為重要。目前，在粒子加速器的建設和使用中高精度位置監(jiān)測設備主要有靜力水準系統(tǒng)和線位置探測器等。大多數位置監(jiān)測裝置是單獨使用的，它們基于各自不同的基準，且各個監(jiān)測裝置的監(jiān)測范圍有限，在數據分析上需要分段分類進行，要求工作人員不斷進入現(xiàn)場勘察，以確定各個監(jiān)測設備之間相互的關系，并在數據分析上進行必要的調整。這些監(jiān)測結果無法在一個統(tǒng)一的坐標系下有效反映各部件之間位置的相對變化，而局部元部件位置變化往往影響到整個機器設備正常運行。這些監(jiān)測手段不僅操作繁瑣、工作量大，而且效率低、整體精度低、可靠性差。因此在高精度的基礎上，本發(fā)明采用各種可行的位置監(jiān)測裝置對機器設備元部件位置姿態(tài)進行實時監(jiān)測，并將各個監(jiān)測裝置采集的數據轉換到統(tǒng)一坐標系下，在統(tǒng)一的坐標系中考量各元部件的相對位置變動，從而實現(xiàn)多維度位置監(jiān)測，保證機器的正常穩(wěn)定運行。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種基于多維度傳感器的監(jiān)測裝置，能夠監(jiān)測到物體在統(tǒng)一坐標系下的相對位置變化，從而可以在統(tǒng)一坐標系下考量元部件位置姿態(tài)變化對加速器運行的影響，提高監(jiān)測的可靠性。

為了有效的解決單個監(jiān)測裝置如上所述的不足，本發(fā)明按如下方式實現(xiàn)：一種基于多維度傳感器的監(jiān)測裝置，由承重底座、調節(jié)底板、轉換基板、夾緊調節(jié)機構、調節(jié)螺栓、靜力水準儀、傾角傳感器、線位置探測器、位敏探測器、位敏探測器支架組成。所述的承重底座起到支撐傳感器的作用，可通過雙頭螺柱緊固于被監(jiān)測物體或機器上。所述的調節(jié)底板通過雙頭螺柱與承重底座相連接。所述的轉換基板置于調節(jié)底板上方，通過夾緊調節(jié)機構與調節(jié)底板相連接，轉換基板上開有沉孔。所述的夾緊調節(jié)機構位于轉換基板和調節(jié)底板的四周，通過旋轉夾緊調節(jié)機構上的調節(jié)螺栓可使轉換基板在調節(jié)底板上自由平動。所述的靜力水準儀，傾角傳感器，線位置探測器，位敏探測器支架均通過緊定螺釘固定于轉換基板上方。所述的位敏探測器水平放置于位敏探測器支架的V型槽上。所述的靜力水準儀，傾角傳感器，線位置探測器，位敏探測器所監(jiān)測到的坐標位置將通過相應的計算換算到轉換基板的坐標系中，以轉換基板的坐標系為基準作為統(tǒng)一坐標系，從而更精確的得出物體設備在統(tǒng)一坐標系中的相對位置變化。

其中，所述夾緊調節(jié)機構可通過旋鈕調節(jié)螺栓實現(xiàn)對轉換基板位置的精密調節(jié)。

其中，所述轉換基板的材質為銦瓦鋼。

其中，所述沉孔直徑為38.1mm。

本發(fā)明所述的一種基于多維度傳感器的新型監(jiān)測系統(tǒng)的積極效果在于：

當單獨使用某種位置監(jiān)測裝置時其工作狀態(tài)都是基于各自不同的基準，且各個監(jiān)測裝置的監(jiān)測范圍有限，數據分析需要分段分類進行。同時還需要工作人員不斷進入現(xiàn)場勘察，確定各個監(jiān)測段之間相互關系，然后進行必要的調整。而本發(fā)明可在粒子加速器運行中對機器元部件的相對位置變化進行實時監(jiān)測，并將各監(jiān)測傳感器數據綜合，轉換到統(tǒng)一坐標系下進行分析，這將極大提高整體監(jiān)測數據可用性和工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的結構俯視示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。

在圖1中，本發(fā)明一種基于多維度傳感器的監(jiān)測裝置是由承重底座1、調節(jié)底板2、夾緊調節(jié)機構3、調節(jié)螺栓4、轉換基板5、位敏探測器支架6、位敏探測器7、線位置探測器8、靜力水準儀9、傾角傳感器10構成。

在圖2中，本發(fā)明一種基于多維度傳感器的監(jiān)測裝置，其核心工作部件為調節(jié)底板2、夾緊調節(jié)機構3、轉換基板5、位敏探測器7、線位置探測器8、靜力水準儀9、傾角傳感器10。

承重底座1通過雙頭螺柱與調節(jié)底板2相連接，并具有調節(jié)豎直方向的功能。調節(jié)底板2上方裝有轉換基板5。轉換基板5表面開有四個沉頭圓孔，以此為基準可以建立轉換基板5的自身坐標系，并以此作為其他監(jiān)測傳感器的全局坐標基準。轉換基板5與調節(jié)底板2的四邊裝夾有夾緊調節(jié)機構3，夾緊調節(jié)機構3上的調節(jié)螺栓4可用于轉換基板5的平面調節(jié)。位敏探測器7水平放置于位敏探測器支架6的V型槽上。位敏探測器7，線位置探測器8，靜力水準儀9，傾角傳感器10均有自身坐標系，時刻監(jiān)測著物體的坐標值，并輸出相應的坐標數據。通過相應的計算可將所監(jiān)測到的坐標數據換算至轉換基板5的坐標系下，以轉換基板坐標系作為統(tǒng)一坐標系，在統(tǒng)一坐標系下更加精確可靠的完成元部件位置變化的整體監(jiān)測。

首先，利用三坐標測量機以轉換基板5表面的沉孔為基準，建立轉換基板5的坐標系。將承重底座1通過雙頭螺柱固定在被監(jiān)測物體上，旋轉連接承重底座1與調節(jié)底板2的螺柱來調節(jié)調節(jié)底板2上各個傳感器在豎直方向上的高度。再將轉換基板5放置于調節(jié)底板2上方，旋轉夾緊調節(jié)機構3上的調節(jié)螺栓4調整轉換基板5的水平位置，以達到理想工作狀態(tài)。通過夾緊調節(jié)機構3固定轉換基板5與調節(jié)底板2。根據靜力水準儀9輸出的數值得出物體在豎直方向上的坐標，根據傾角傳感器10輸出的數值得到該時刻物體的角度坐標，再綜合線位置探測器8、位敏探測器7輸出的坐標值進行整體的換算，從而得到該時刻以轉換基板5為基準的統(tǒng)一坐標系下物體的位置坐標。對應不同時刻，物體在統(tǒng)一坐標系下均有一個坐標數值，經過相關坐標轉換關系計算最終可精確得出在該坐標系下被監(jiān)測物體相對位置姿態(tài)的變化。