专利名称：一种高精度、高可靠的大钩位移激光测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大钩位移激光测量装置，尤其是指一种高精度、高可靠的适 用于车载钻机、水利钻机等的大钩位移激光测量装置。
背景技术：
目前市场上现有的大钩位移测量装置通常是采用绞车传感器进行测量的，该测量 装置除了传感器本身所具有的测量误差，因测量方法导致在测量过程中还引入了绞车筒绕 线直径的估算误差，最终导致对大钩位移的测量精度不高。同时，类似车载钻机、水利钻机等大型设备上无法安装绞车传感器这种现有的大 钩位移测量装置，使得在车载钻机、水利钻机等这类大型设备上实现大钩位移的实时和自 动测量就成为了难题。基于上述，本实用新型提供一种新的大钩位移激光测量装置，其可以完全解决现 有的问题和限制，具有重大实际意义。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种大钩位移激光测量装置，测量结果具有高精度和高 可靠性，并且适用于包括车载钻机、水利钻机等的全部设备的大钩位移的自动实时测量。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种大钩位移激光测量装置，其 安装在大型设备的大钩上，具体包含激光发射/接收装置，与所述的激光发射/接收装置通过电路连接的信号处理模 块，与所述的信号处理模块通过电路连接的信号传输模块，以及对所述的激光发射/接收 装置的实时温度进行恒温控制的恒温控制装置。其中，该大钩位移激光测量装置还包含信号放大处理模块，其分别与所述的激光 发射/接收装置和信号处理模块通过电路连接。所述的激光发射/接收装置是激光反射波相位移测距装置。所述的信号传输模块是无线信号传输模块。进一步，所述的恒温控制装置控制所述的激光发射/接收装置的实时温度保持在 40°C到50°C的范围内。所述的恒温控制装置包括用于测量激光发射/接收装置的实时温度值的温度传 感器，与该温度传感器通过电路连接的恒温控制模块，与该恒温控制模块通过电路连接的 加热模块。所述的温度传感器和加热模块均邻近激光发射/接收装置设置。所述的加热模块可以采用加热棒，或加热丝，或加热带，或加热膜等。本实用新型所提供的大钩位移激光测量装置，与现有技术相比，具有以下优点1.现有的绞车传感器这种大钩位移激光测量装置无法安装在车载钻机、水利钻 机等设备上，而本实用新型可安装在该些设备的大钩上，实现包括车载钻机、水利钻机等的大钩位移的实时、自动、在线快速的测量。2.由于本实用新型采用了恒温控制装置，其将激光发射/接收装置的实时温度 严格的控制在40°C到50°C的范围内，使得激光发射/接收装置的测量精度得到有效的保 证，且不易受现场电机等强电、磁场的干扰；相比现有技术中的绞车传感器，利用本实用新 型测量得到的大钩位移数据具有更高的准确性和可靠性。3.本实用新型按照标准传感器模块生产，可在_40°C到+60°C的宽温环境下工 作，适用范围广。

图1为本实用新型的大钩位移激光测量装置的结构示意图；图2为本实用新型的大钩位移激光测量装置的工作原理框图；图3为本实用新型的大钩位移激光测量装置的安装实施示意图。
具体实施方式
以下结合图1 图3，详细说明本实用新型的一个优选的实施例。如图1和图2所示，为本实用新型的大钩位移激光测量装置11的结构示意图以及 原理框图。其包含激光发射/接收装置6，与所述的激光发射/接收装置6通过电路连接 的信号处理模块1 (采用型号为ADUC845的芯片)，分别与所述的激光发射/接收装置6和 信号处理模块1通过电路连接的信号放大处理模块7 (采用型号为AD620的芯片)，以及与 所述的信号处理模块1通过电路连接的信号传输模块3。本实施例中，所述的激光发射/接收装置6是激光反射波相位移测距装置，采用的 型号为 RENEX C0RE6 MR915-S。本实施例中，所述的信号传输模块3是无线信号传输模块，采用的型号为 Y1PA100QXVT80。进一步，本实用新型还包含一恒温控制装置，该恒温控制装置包括用于测量激光 发射/接收装置6的实时温度值的温度传感器5 (例如采用钼电阻PT100)，与该温度传感 器5通过电路连接的恒温控制模块2 (型号为富士 PRX3)，与该恒温控制模块2通过电路连 接的加热模块4。所述的温度传感器5和加热模块4均邻近激光发射/接收装置6设置。本实施例中，所述的加热模块4可以采用加热棒，或加热丝，或加热带，或加热膜寸。如图3所示，本实用新型所述的大钩位移激光测量装置11安装在大型设备(例如 车载钻机、水利钻机等)的大钩9上，并且将该大钩位移激光测量装置11的激光发射/接收 装置6朝向地面10安装，并接通DC24V的电源8，通电15分钟后，即可进行测量工作。本实用新型所述的大钩位移激光测量装置11，其具体工作过程如下步骤1、所述的大钩位移激光测量装置11接通电源8后，信号处理模块1将以固定 IOOHz的频率生成的测量信号传输至激光发射/接收装置6将其触发；步骤2、激光发射/接收装置6接收到测量信号后被触发，其发射激光照射到位于 地面10上的测量目标物，依据激光反射波的相位移角度(包括角度值和方向)，测量得到激光发射/接收装置6当前所处的位置、也就是大钩9的当前位置与测量目标物的反射面间 的距离，并将该测量到的数据信号，即激光发射/接收装置6与目标物的反射面间的距离值 以及激光反射波的相位移角度通过激光反射波回传至激光发射/接收装置6 ；步骤3、激光发射/接收装置6将接收到的信号数据传输至信号放大处理模块7进 行放大处理，放大后的信号数据继续被传输至信号处理模块1进行计算，根据测量得到的 激光发射/接收装置6与目标物的反射面间的距离值以及激光反射波的相位移角度，可以 由信号处理模块1映射计算得到当前大钩9与地面之间的垂直距离，并与前次测量结果对 比可得，大钩9在这两次测量间的相对位移量。步骤4、所述的由信号处理模块1计算得到的大钩9的位移数据通过信号传输模块 3传输至外部设备。本实用新型所述的大钩位移激光测量装置11，在测量大钩位移的过程中，还包含 与上述步骤1-步骤4同时进行的对该大钩位移激光测量装置11进行实时恒温控制的步骤 5，用于提高大钩位移激光测量装置11的测量精度和可靠性，具体包含以下步骤步骤5. 1、温度传感器5实时检测激光发射/接收装置6的温度数据，并将检测得 到的温度数据传输至恒温控制模块2 ；步骤5. 2、所述的恒温控制模块2根据接收到的激光发射/接收装置6的实时温度 数据，通过PID (比例积分微分)算法，控制加热装置4;步骤5. 3、加热装置4根据恒温控制模块2发送的控制信号，对激光发射/接收装 置6进行加热或不加热，从而控制激光发射/接收装置6在40°C到50°C范围内保持恒温状 态。本实施例中，可以采用加热棒、或加热丝、或加热带、或加热膜等加热装置4对激 光发射/接受装置6进行40°C到50°C范围内的恒温控制。本实用新型所提供的大钩位移激光测量装置，与现有技术相比，具有以下优点1.现有的绞车传感器这种大钩位移激光测量装置无法安装在车载钻机、水利钻 机等设备上，而本实用新型可安装在该些设备的大钩上，实现包括车载钻机、水利钻机等的 大钩位移的实时、自动、在线快速的测量。2.由于本实用新型采用了恒温控制装置，其将激光发射/接收装置的实时温度 严格的控制在40°C到50°C的范围内，使得激光发射/接收装置的测量精度得到有效的保 证，且不易受现场电机等强电、磁场的干扰；相比现有技术的绞车传感器，利用本实用新型 测量得到的大钩位移数据具有更高的准确性和可靠性。3.本实用新型按照标准传感器模块生产，可在-40°C到+60°C的宽温环境下工 作，适用范围广。尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上 述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于 本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附 的权利要求来限定。
权利要求1.一种大钩位移激光测量装置，安装在大型设备的大钩(9)上，特征在于，该大钩位移 激光测量装置(11)包含激光发射/接收装置(6);信号处理模块(1 )，其与所述的激光发射/接收装置(6)通过电路连接； 信号传输模块(3 )，其与所述的信号处理模块(1)通过电路连接； 恒温控制装置，其对所述的激光发射/接收装置(6)的实时温度进行恒温控制。
2.如权利要求1所述的大钩位移激光测量装置，其特征在于，该大钩位移激光测量装 置(11)还包含信号放大处理模块(7)，该信号放大处理模块(7)分别与所述的激光发射/接 收装置(6 )和信号处理模块(1)通过电路连接。
3.如权利要求1所述的大钩位移激光测量装置，其特征在于，所述的激光发射/接收装 置(6)是激光反射波相位移测距装置。
4.如权利要求1所述的大钩位移激光测量装置，其特征在于，所述的信号传输模块(3) 是无线信号传输模块。
5.如权利要求1所述的大钩位移激光测量装置，其特征在于，所述的恒温控制装置包括测量激光发射/接收装置(6)的实时温度值的温度传感器(5)； 与该温度传感器(5)通过电路连接的恒温控制模块(2)；以及 与该恒温控制模块(2 )通过电路连接的加热模块(4 )。
6.如权利要求5所述的大钩位移激光测量装置，其特征在于，所述的温度传感器(5)和 加热模块(4)均邻近激光发射/接收装置(6)设置。
7.如权利要求5所述的大钩位移激光测量装置，其特征在于，所述的加热模块(4)可以 采用加热棒，或加热丝，或加热带，或加热膜。
专利摘要本实用新型公开了一种大钩位移激光测量装置，安装在大型设备的大钩上，包含激光发射/接收装置；与激光发射/接收装置通过电路连接的信号处理模块；与信号处理模块通过电路连接的信号传输模块；以及将激光发射/接收装置的实时温度保持在40℃到50℃范围内的恒温控制模块。本实用新型所提供的大钩位移激光测量装置，其测量结果具有高精度和高可靠性，并且适用于包括车载钻机、水利钻机等的全部设备的大钩位移的自动实时测量。
文档编号G01B11/02GK201876241SQ201020625788
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者杨文飞, 毕东杰, 陆永刚 申请人:上海神开石油化工装备股份有限公司, 上海神开石油科技有限公司, 上海神开石油设备有限公司