[發明專利]一種測距方法

在審

• 申請號: 201710835263.8
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107655413A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 申巖;張國慶;葛津銘;李洪波;劉勁松;韓月;劉芮彤;楊璐羽;楊瀅璇;范維
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B7/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳昕

1.一種測距方法，所述測距方法是基于測距系統實現的，該測距系統包括非接觸式磁場傳感單元、光學收發系統(7)、光電傳感器件(8)和信號處理單元(9)；

非接觸式磁場傳感單元，用于感應被測輸電線路(10)的磁場，并根據磁場的變化產生軸向的伸縮，從而使非接觸式磁場傳感單元的輸出棒(6)移動；

光學收發系統(7)發出的光入射到輸出棒(6)的頂端，經輸出棒(6)的頂端漫反射后，通過光學收發系統(7)入射至光電傳感器件(8)，光電傳感器件(8)進行光電轉化后，輸出的電流通過信號處理單元(9)進行處理，信號處理單元(9)根據接收電流的變化，獲得光電傳感器件(8)上的入射光點距離其光敏面中心間的距離x，進而獲取非接觸式磁場傳感單元感應被測輸電線路(10)的磁場后輸出棒(6)移動的距離；

所述光學收發系統(7)包括激光器(7-1)、準直透鏡(7-2)、接收透鏡(7-3)和光學玻璃(7-4)；

激光器(7-1)發出的光經光學玻璃(7-4)透射后，垂直入射到輸出棒(6)的頂端，經輸出棒(6)的頂端漫反射后，依次經光學玻璃(7-4)和接收透鏡(7-3)透射后，入射至光電傳感器件(8)；

光電傳感器件(8)的光敏面中心與接收透鏡(7-3)的中心和光學玻璃(7-4)上的入射光點在一條直線上；

激光器(7-1)軸線延長線、接收透鏡(7-3)主平面所在的平面和光電傳感器件(8)的光敏面所在的平面，三者交于一點，且滿足

a為光電傳感器件(8)的光敏面中心到接收透鏡(7-3)主平面之間的距離；

b為收透鏡(7-3)主平面與光學玻璃(7-4)上的入射光點間的距離；

f為接收透鏡(7-3)的焦距；

其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟一：激光器(7-1)發出的光經光學玻璃(7-4)透射后，垂直入射到輸出棒(6)的頂端，經輸出棒(6)的頂端漫反射后，依次經光學玻璃(7-4)和接收透鏡(7-3)透射后，入射至光電傳感器件(8)；

步驟二：光電傳感器件(8)對接收的入射光進行光電轉化后，輸出電流I₁和I₂；

步驟三：信號處理單元(9)對接收的電流I₁和I₂轉化為電壓V₁和V₂后，再進行解算處理，獲得光電傳感器件(8)上的入射光點距離其光敏面中心間的距離x；

其中，

L為光電傳感器件(8)的光敏面總長度，V₂為電流I₂轉換后的電壓，V₁為電流I₁轉換后的電壓；

步驟四：將距離x代入下述公式中，獲得輸出棒(6)與光學玻璃(7-4)間的距離y，其中，或

α為光電傳感器件(8)的光敏面中心、接收透鏡(7-3)的中心和光學玻璃(7-4)上的入射光點三者所形成的直線與被測物面法線間的夾角；

β為光電傳感器件(8)的光敏面中心、接收透鏡(7-3)的中心和光學玻璃(7-4)上的入射光點三者所形成的直線與光電傳感器件(8)的光敏面間的夾角；

步驟五：非接觸式磁場傳感單元用于感應被測輸電線路(10)的磁場，并根據步驟一至四計算出非接觸式磁場傳感單元在感應前、后，輸出棒(6)與光學玻璃(7-4)之間的距離y，再將前、后兩次的距離y作差，從而獲得輸出棒(6)移動距離。

2.根據權利要求1所述的測距方法，其特征在于，當輸出棒(6)移動后的位置在參考平面以上時，

當輸出棒(6)移動后的位置在參考平面以下時，

當輸出棒(6)移動后的位置與參考平面平齊時，y等于參考平面距光學玻璃(7-4)間的距離；

其中，參考平面位于輸出棒(6)的初始位置與光學玻璃(7-4)之間，且位于二者的中間位置。