[发明专利]基于激光测距的导线弧垂监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种基于激光测距的导线弧垂监测装置，其特征在于：它包括挂在导线上的激光测距传感器；所述激光测距传感器包括激光发射模块，所述激光发射模块发射激光脉冲至光学镜头，所述光学镜头包括面向所述激光发射模块的平面镜和背向所述激光发射模块的透镜；所述激光测距传感器还包括激光反馈接收模块、激光反射接收模块，所述激光反馈接收模块接收来自所述平面镜反射的激光脉冲，所述激光反射接收模块接收来自所述透镜反射的激光脉冲，所述激光脉冲从所述平面镜至激光反馈接收模块的距离与所述激光脉冲从所述透镜至激光反射接收模块的距离相等，所述激光反馈接收模块与时数转换芯片的开始计时端连接，所述激光反射接收模块与时数转换芯片的结束计时端连接，所述时数转换芯片与微处理器连接。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距的导线弧垂监测装置，其特征在于：所述导线弧垂监测装置还包括与所述激光测距传感器固定的角度传感器，所述角度传感器传输信号至所述微处理器，所述角度传感器的测量基准线与所述激光发射模块发射的激光脉冲平行。

3.根据权利要求1所述的基于激光测距的导线弧垂监测装置，其特征在于：所述激光测距传感器的外壳为圆球形。

4.根据权利要求1所述的基于激光测距的导线弧垂监测装置，其特征在于：所述激光测距传感器设有贯穿所述激光测距传感器的供导线穿过的导线贯穿孔。

5.一种使用权利要求1所述的基于激光测距的导线弧垂监测装置监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)所述激光测距传感器的激光发射模块向位于导线下方的地面发射激光脉冲；

2)激光脉冲在经过所述光学镜头时，其中一束激光脉冲被所述平面镜反射，进入所述激光反馈接收模块，再经光电转换及放大滤波整流后，转化为电平信号送入所述时数转换芯片的开始计时端，所述微处理器获得开始计时时刻t₁；另一束激光脉冲穿过所述透镜，并被所述透镜压缩发散角后继续前行，直至到达地面后发生漫反射，部分激光脉冲返回后经所述透镜反射至所述激光反射接收模块，再经过光电转换及放大滤波整流后，转化为电平信号送入所述时数转换芯片的结束计时端，所述微处理器获得结束计时时刻t₂；

3)所述微处理器计算导线对地距离L₀＝Vt/2，其中V为激光发射模块发出的激光脉冲的速度，t为激光脉冲往返透镜与地面所需的时间，t＝t₂-t₁；

4)所述微处理器将计算所得的导线对地距离L₀与设定的允许范围相比较，如导线对地距离L₀超出设定的允许范围，则发出预警信号。

6.一种使用权利要求2所述的基于激光测距的导线弧垂监测装置监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)所述激光测距传感器的激光发射模块向位于导线下方的地面发射激光脉冲；

2)激光脉冲在经过所述光学镜头时，其中一束激光脉冲被所述平面镜反射，进入所述激光反馈接收模块，再经光电转换及放大滤波整流后，转化为电平信号送入所述时数转换芯片的开始计时端，所述微处理器获得开始计时时刻t₁；另一束激光脉冲穿过所述透镜，并被所述透镜压缩发散角后继续前行，直至到达地面后发生漫反射，部分激光脉冲返回后经所述透镜反射至所述激光反射接收模块，再经过光电转换及放大滤波整流后，转化为电平信号送入所述时数转换芯片的结束计时端，所述微处理器获得结束计时时刻t₂；

3)所述微处理器计算导线对地距离L₀＝Vt/2，其中V为激光发射模块发出的激光脉冲的速度，t为激光脉冲往返透镜与地面所需的时间，t＝t₂-t₁；

4)所述角度传感器测量出所述激光脉冲与垂直于地面的垂直线之间的角度θ，并传输给所述微处理器，所述微处理器计算导线对地垂直距离L＝L₀ cosθ＝Vtcosθ/2；

5)所述微处理器将计算所得的导线对地垂直距离L与设定的允许范围相比较，如导线对地垂直距离L超出设定的允许范围，则发出预警信号。