激光测距仪在起重机检验中的应用

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论激光测距仪在起重机检验中的应用韩文晶江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院 225009摘 要在起重机提升系统中，同步精度为最关键的技术指标之-， 因此构件提升高度测量传感器的选择至关重要。本文简要介绍了激光测距仪测量起重机跨度，车轮对角线误差，主梁静态刚性度的方法，并概括了这种方法的优点和使用中应注意的问题。

关键字l激光测距仪；对角线；刚性度；问题1 激光测距仪1.1激光测距仪的工作原理激光测距仪的工作原理很简单，即利用红外线或是激光，用简单的物理知识来测量距离。

若光以速度在空气中传播，由AIJB，再由B返回A，期间所用的总时间为t。则A、B间的距离D可用下式来表示出：Dct/2式中：D- 选定的测量点A、B两点间距离，c- 理想情况下，光在大气中传输的速度， --光往返于A、B之间-次所需的总时间。

为了解决测量时间比较困难这-问题，人们往往使用测相式测距仪，它是通过测定连续波的相位来工作的。

除了测相式测距仪，还有-种脉冲式测距仪，以WILD的DI-3000为代表。

需要注意的是，测相是测量在红外线或者激光上面的信号相位。

这与建筑业上的-种手持式激光测距仪具有相同的工作原理。

在使用激光测距仪的过程中，-定要注意令光束与入射面垂直，来保证返回信号有足够的强度，避免由于信号过弱产生较大测量误差。

1.2激光测距仪的特点激光测距仪因具有重量轻、体积孝操作简单、速度快而准确的优点而受到人们的青睐。在使用激光测距仪进行距离的测量时，其误差仅仅为其他光学测距仪的1/5到数百分之-，具有很大的精度，因而被广泛用于飞机、舰艇和火炮对目标的测距，在军事上是-种很重要的技术装备。

2 起重机检验中遇到的难题对于室内轻小型桥、门式起重机，通常采用检验规程中提供的2种测量方法 钢丝法和水准仪法 (主要用水准仪法)来进行测量，基本上可以满足检验要求。然而用这2种方法在检验露天大型桥、门式起重机，尤其是港口的岸边集装箱桥式起重机 (简称岸桥)和轮胎式集装箱门式起重机 (简称场桥)时，却遇到-些难题。

2.1钢丝绳法钢丝绳法检验本身有2大弱点：①使用时钢丝绳容易弯折，造成测量误差，因而不能重复使用；②许多诚现场操作难度大，端头较难固定，而岸桥的主梁测量在两端点上还有鞍梁，不具备固定条件。对于跨度较大的露天起重机，风力对钢丝绳的影响也会造成测量误差，因为此时钢丝绳跨中会产生明显的风振现象，影响读数的准确度。如果跨度超过34·5m的起重机，其钢丝绳下垂修正值更是无从查找依据。故除成本低廉外，该方法是最原始的测量方法。

2.2水准仪法检规对检验现撤境要求风速不能超过13·8m/s。在无风状态下用水准仪进行上拱度测量，操作简便而且准确可靠。但在室外特别是港口环境，风力在5m/s以下，大型起重设备主梁离地面都很高，无法在地面实施上拱度测量。岸桥主粱距离地面高度-般都在40-50m左右，场桥主梁距离地面25m左右，并且由于整机依靠轮胎支撑，所以即使风力不大也会使整机发生无规律的晃动。

将水准仪架在主梁上用塔尺测量，这种晃动就会造成2条主梁和水准仪三脚架的相对不稳定，会产生读数偏差。风速6m/s环境下测量场桥的主梁上拱度，相对于水准仪，塔尺在最远端会产生近20ram的上下不规则波动，读数只能靠估计，所产生的随机误差使测量结果的准确性和可靠性根本无法保证。如果所有测量点与水准仪在同-垂直平面的288 l- - - -- ---- -话，其准确度最高，但实际测量时是很难做到的。

3 利用激光测距仪的具体测量方法3.1跨度的测量在-对车轮两跨侧，把-个车轮的端面作为测量基准面。

令激光测距仪的底座作为基准的端面，另-侧车轮的对应的另外端面需要延伸出-个遮挡板，该遮挡板必须平整且可以感光，这样才能让激光测距仪正常工作。随后按动激光测距仪控制版面上的按钮，让光束打在事先准备好的遮挡板上，读出屏幕上的数据，即为被测量起重机的跨度大校为了保证数据的精度和准确性，我们-般进行测量多次，剔除明显有问题的数据，取平均值作为最终结果。

3.2车轮对角线误差的测量将待测的起重机行驶到较直的-段轨道上，画出过其中-个车轮与路面接触的中心并且过同-侧车轮中心的-条线，然后再分别画出过这两个车轮的中心与刚才的直线相垂直的两条线。当4个车轮都在路上做好标记以后，将起重机开走，用激光测距仪测量4个点对角线的距离，两条对角线长度之差即为车轮对角线的误差。为了得到精度较高的数据，我们需要反复测量几次，取其平均值。

3.3起重机主梁静态刚性度的测量把激光测距仪固定在可以调节高度的支架上，将连接好的激光测距仪芭在起重机跨度中的平整地面上，调节高度，直至适合工作人员操作的高度。

将激光点对准双梁在受力面延伸出的遮挡板的中心，分别测量出起重机的主梁在空载和额定载重下的数值，将两个数值相减，取其绝对值，即为起重机主梁静态刚性度。

在测量过程中，要根据当时的实际情况安排放置激光测距仪的位置，尽量让其位于起重机主粱正下方。上述两种方法相同，需要多测量几次，取平均值。

4.与传统测量方法比较的优点4.1红外测距仪用调制的红外光进行精密测距的仪器，测程-般为I-5公里。利用的是红外线传播时的不扩散原理：因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射 回来被测距仪接受到再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离3.2超声波测距仪超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某-方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。

4.2激光测距仪测量方便准确激光测距仪侧程0.2m至200m之间，精度达到土1.5ram，无论测量距离长短，-样快速精确的测量，且拥有数据存储及数据输出 (有电脑输出接口)功能，便于测量数据的存储及处理。不仅体积小，自重轻，便于检验人员携带，操作简单方便，大大减少了测量时间，提高了测量的准确度。

4.3测量安全可靠激光测距仪为非接触测量距离、易于目标瞄准，故在测量人员难以接近的部位或不宜到达点的特殊测量中及诸如起重机主梁静态刚性度的测量中现场载荷物体积过大等因素存在时尤其安全方便。