基于超高精度激光追蹤原理的海水潮位計(jì)量檢測(cè)技術(shù)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-21 15:17
為了提高驗(yàn)潮儀檢定裝置的技術(shù)指標(biāo),本文提出了一種基于超高精度激光追蹤原理的潮位計(jì)量檢測(cè)裝置。新裝置指標(biāo)可提高至U=0.86 mm,k=2,極大地滿足《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定》JJF1094-2002對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的技術(shù)指標(biāo)要求。通過0~8 000 mm水位范圍試驗(yàn)結(jié)果表明,兩種原理的檢測(cè)裝置測(cè)得數(shù)據(jù)差值絕對(duì)值的曲線基本一致;在8 000 mm水位點(diǎn)出現(xiàn)最大值,分別為1.292 mm和1.883 mm,主要原因是當(dāng)前裝置該水位點(diǎn)數(shù)據(jù)讀取受外界強(qiáng)光線的影響;新檢測(cè)裝置不僅精度更高,而且不會(huì)受外界環(huán)境影響,能夠更好地滿足高精度潮位儀的檢測(cè)需求。本文對(duì)提升驗(yàn)潮儀計(jì)量檢測(cè)技術(shù)和確保海洋潮位數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠,進(jìn)而對(duì)完善我國(guó)海洋預(yù)報(bào)、海洋綜合管理等方面具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
【文章來源】:海洋技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,39(05)
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
驗(yàn)潮儀檢定裝置構(gòu)成示意圖
激光追蹤技術(shù)是通過靶鏡反射、跟蹤反射激光束,實(shí)現(xiàn)對(duì)空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤測(cè)量。激光追蹤技術(shù)測(cè)量原理見圖2。激光跟蹤儀1投射激光束2至靶鏡3,靶鏡3將其光束按原路反射回跟蹤儀。激光追蹤儀通過激光干涉儀及2個(gè)角度編碼器測(cè)得被測(cè)目標(biāo)的空間距離、水平角和垂直角,然后按球坐標(biāo)測(cè)量原理得到空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)x,y,z[9]。因此,只要靶鏡接觸或沿著被測(cè)目標(biāo)移動(dòng)即可獲得被測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)。被測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)由公式(1)~(3)給出[10-11]:
激光追蹤技術(shù)具有高精度、斷光再續(xù)、自動(dòng)追蹤等特點(diǎn),基于上述特點(diǎn)將激光追蹤儀作為驗(yàn)潮儀檢定裝置的主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器,經(jīng)理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)浮子式驗(yàn)潮儀(水位計(jì))的計(jì)量檢定;诩す庾粉櫾淼某蔽粰z測(cè)新裝置構(gòu)成示意圖見圖3。在水塔底部連接一個(gè)不銹鋼管,與水塔組成連通器。不銹鋼管直徑不少于20 cm,用于放置固定靶鏡的浮體。通過控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器及水泵進(jìn)行控制,使水塔內(nèi)復(fù)現(xiàn)0~8 000 mm水位差。進(jìn)水泵將水從貯水池壓入水塔內(nèi),水面穩(wěn)定后,激光追蹤儀測(cè)算當(dāng)前水位值作為標(biāo)準(zhǔn)水位值,讀取被檢浮子式驗(yàn)潮儀(水位計(jì))水位值,實(shí)現(xiàn)整機(jī)檢定。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]驗(yàn)潮儀檢定裝置量值溯源技術(shù)的研究[J]. 朱麗萍,于建清,秦鑫培,常雙. 計(jì)量技術(shù). 2019(07)
[2]激光跟蹤儀坐標(biāo)測(cè)量精度的研究[J]. 歐陽健飛,劉萬里,閆勇剛,梁智勇. 紅外與激光工程. 2008(S1)
[3]激光制導(dǎo)測(cè)量機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 歐陽健飛,夏飛,劉萬里,閆勇剛. 紅外與激光工程. 2008(01)
[4]水位計(jì)(驗(yàn)潮儀)的檢定和校準(zhǔn)[J]. 高占科,于惠莉,索利利,丁春芳. 計(jì)量技術(shù). 2007(07)
[5]Misalignment error calibration of faro retro probe for laser tracker system[J]. 劉萬里,歐陽健飛,曲興華,閆勇剛. Chinese Optics Letters. 2007(05)
[6]相對(duì)海平面上升對(duì)中國(guó)沿海地區(qū)的可能影響[J]. 劉杜娟. 海洋預(yù)報(bào). 2004(02)
[7]潮汐測(cè)量與驗(yàn)潮技術(shù)的發(fā)展[J]. 阮銳. 海洋技術(shù). 2001(03)
[8]海平面研究的最近進(jìn)展[J]. 任美鍔. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2000(03)
本文編號(hào):3240908
【文章來源】:海洋技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,39(05)
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
驗(yàn)潮儀檢定裝置構(gòu)成示意圖
激光追蹤技術(shù)是通過靶鏡反射、跟蹤反射激光束,實(shí)現(xiàn)對(duì)空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤測(cè)量。激光追蹤技術(shù)測(cè)量原理見圖2。激光跟蹤儀1投射激光束2至靶鏡3,靶鏡3將其光束按原路反射回跟蹤儀。激光追蹤儀通過激光干涉儀及2個(gè)角度編碼器測(cè)得被測(cè)目標(biāo)的空間距離、水平角和垂直角,然后按球坐標(biāo)測(cè)量原理得到空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)x,y,z[9]。因此,只要靶鏡接觸或沿著被測(cè)目標(biāo)移動(dòng)即可獲得被測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)。被測(cè)目標(biāo)的空間坐標(biāo)由公式(1)~(3)給出[10-11]:
激光追蹤技術(shù)具有高精度、斷光再續(xù)、自動(dòng)追蹤等特點(diǎn),基于上述特點(diǎn)將激光追蹤儀作為驗(yàn)潮儀檢定裝置的主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器,經(jīng)理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)浮子式驗(yàn)潮儀(水位計(jì))的計(jì)量檢定;诩す庾粉櫾淼某蔽粰z測(cè)新裝置構(gòu)成示意圖見圖3。在水塔底部連接一個(gè)不銹鋼管,與水塔組成連通器。不銹鋼管直徑不少于20 cm,用于放置固定靶鏡的浮體。通過控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器及水泵進(jìn)行控制,使水塔內(nèi)復(fù)現(xiàn)0~8 000 mm水位差。進(jìn)水泵將水從貯水池壓入水塔內(nèi),水面穩(wěn)定后,激光追蹤儀測(cè)算當(dāng)前水位值作為標(biāo)準(zhǔn)水位值,讀取被檢浮子式驗(yàn)潮儀(水位計(jì))水位值,實(shí)現(xiàn)整機(jī)檢定。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]驗(yàn)潮儀檢定裝置量值溯源技術(shù)的研究[J]. 朱麗萍,于建清,秦鑫培,常雙. 計(jì)量技術(shù). 2019(07)
[2]激光跟蹤儀坐標(biāo)測(cè)量精度的研究[J]. 歐陽健飛,劉萬里,閆勇剛,梁智勇. 紅外與激光工程. 2008(S1)
[3]激光制導(dǎo)測(cè)量機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 歐陽健飛,夏飛,劉萬里,閆勇剛. 紅外與激光工程. 2008(01)
[4]水位計(jì)(驗(yàn)潮儀)的檢定和校準(zhǔn)[J]. 高占科,于惠莉,索利利,丁春芳. 計(jì)量技術(shù). 2007(07)
[5]Misalignment error calibration of faro retro probe for laser tracker system[J]. 劉萬里,歐陽健飛,曲興華,閆勇剛. Chinese Optics Letters. 2007(05)
[6]相對(duì)海平面上升對(duì)中國(guó)沿海地區(qū)的可能影響[J]. 劉杜娟. 海洋預(yù)報(bào). 2004(02)
[7]潮汐測(cè)量與驗(yàn)潮技術(shù)的發(fā)展[J]. 阮銳. 海洋技術(shù). 2001(03)
[8]海平面研究的最近進(jìn)展[J]. 任美鍔. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2000(03)
本文編號(hào):3240908
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