[發明專利]一種舞臺吊桿高度監測系統及其監測方法

有效

• 申請號: 201610269701.4
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105807281B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 王漢熙;陶雨庭;鄭曉鈞;胡佳文;肖樂;沈任斌
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08
• 代理公司: 武漢天力專利事務所42208
• 代理人: 吳曉穎

1.一種舞臺吊桿高度的監測方法，該方法使用的監測系統包括聲波接收單元、聲波發射單元以及光纖光柵傳感器，所述聲波發射單元由依次連接的單片機、發射驅動電路、定向發射換能器組成，所述聲波接收單元由懸臂梁、外殼和安裝在外殼上帶有濾網的外蓋組成，所述懸臂梁上設有光纖光柵傳感器，所述光纖光柵傳感器與光纖光柵解調儀相連，光纖光柵解調儀與計算機相連，所述定向發射換能器和聲波接收單元均固定于吊桿上；

其特征是該方法包括以下步驟：

（1）開始工作時，計算機對單片機發射開始工作信號，單片機接受到開始工作信號后，進行初始化，使其滿足發射一定時間長度t₁的100Hz的脈沖的要求；

（2）在單片機開始發射脈沖的同時向計算機發射脈沖開始信號；當脈沖信號達到一定的時間后，單片機停止發射；

（3）在發射驅動電路接受到單片機發射的脈沖信號后，對脈沖信號進行功率放大，使其驅動固定在吊桿上的定向發射換能器發射定向舞臺臺面的聲波；

（4）舞臺臺面反射聲波，引起固定在吊桿上的接收單元的懸臂梁振動，懸臂梁彎曲，從而引起貼合在懸臂梁上的光纖中光的波長變化；

（5）計算機接受到脈沖開始信號后，開始計時，當時間為，S_min為最小的測量高度時，啟動光纖光柵解調儀；

（6）光纖光柵解調儀將波長信號轉化為數字信號λ，送入計算機中；

（7）計算機將送入的數字信號λ轉換成光纖的應變量ε， ，其中為與光柵有關的常數，它與光柵的型號及光纖的固定方式相關，為光柵的原始波長轉化的數字信號，為每個光柵特定的值，同時采用中心頻率為100Hz的數字濾波器，對轉化后的應變值進行濾波處理；

（8）對濾波后的信號進行判斷，判斷其是否超過閾值，該閾值為5~10倍的環境噪聲，并持續一時間，持續一定時間是為了用于判斷，信號的可靠性，判斷其是100Hz的脈沖信號，而不是干擾信號，如果沒有滿足要求，則繼續重復(7)中的操作；

（9）如果滿足，則停止計時，得到計時的時間t₃；高度。

2.根據權利要求1所述的舞臺吊桿高度的監測方法，其特征是：所述光纖光柵傳感器包括光纖和Bragg光柵，所述Bragg光柵布置于光纖上，所述光纖均勻貼合在懸臂梁上。