[实用新型]基于线激光的多点挠度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及挠度监测领域，也可用于地面沉降、山体移动、楼宇下沉的检测和监测，特别涉及一种基于线激光的多点挠度测量装置。

背景技术

桥梁等建筑结构的梁在自重、荷载作用下的垂向和侧向变形称为挠度，而桥塔在拉索和风荷载等作用下产生的侧向变形称为位移，一般用塔顶相对塔基的位移来表示，桥梁的位移在现代路桥健康检测及监测中起着重要的作用。现有技术中，能够传统的桥梁位移测量基本上都是在桥梁竣工验收时，或已察觉到明显的险情后，才用仪器进行一次性人工测量，今年来随着桥梁长期健康监测技术的发展，基于光电测量方法的长期、自动测量技术得到了飞速的发展，

用于检测及监测桥梁挠度的方法和装置越来越多，虽然功能相同，但结构各异。如专利号为ZL 200310057473.6的中国专利“位移/挠度检测和监测装置及方法”和专利号为ZL 200510020324.2的中国专利“自标定自编码成像法多点动态挠度/位移测量装置”，两者都是利用的光电技术进行挠度测量的装置，但是前者采用一对一的测量，无法利用一个激光源测量多个点，大大增加了测量成本；后者由于测量范围很宽，测量精度会很低，无法满足高精度的要求。又如光电液连通管法检测桥梁挠度受温度影响很大，且计算误差复杂。再如专利号为ZL 200510020375.5的中国专利“二维、大量程激光挠度/位移测量方法及装置”，通过控制可控阻尼铰链结构使反映被测结构位置的激光光束水平射到光斑接收测量装置上，形成光斑，经摄像装置对光斑和标记成像，再计算激光光斑的重心位置和发光二极管像的相对距离，获得目前光斑的坐标，把坐标减去初始值，即获得目前光斑的位移值，得出被测结构的二维位移，但是由于该装置的激光光束只能水平射到光斑接收测量装置上，因此激光发射器和光斑接收测量装置必须处于同一水平线上，对于有倾角的场地无法使用，安装和使用的范围有限，即使是在水平面上安装，要求激光光束完全水平射到光斑接收测量装置的调试和操作也很困难。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种精度高，并且安装调试方便、使用范围广，可长期、远距离检测/监测结构物挠度的基于基于线激光的多点挠度测量装置。

本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型的基于线激光的多点挠度测量系统包括至少一套激光光点定位装置和摄像装置，还包括线激光发射器和计算机，所述激光光点定位装置包括上固定连接件、光点定位线、弹簧、下固定连接件和吸光屏，所述光点定位线的上端通过上固定连接件与待测结构的顶部相连接，所述光点定位线的下端依次连接弹簧和下固定连接件，并通过下固定连接件与待测结构的底部相连接，所述竖直中线通过弹簧的弹性作用保持竖直绷紧状态；

所述线激光发射器设置的位置应保证发出的线激光与各个光点定位线垂直相交，并在光点定位线上形成光点；所述吸光屏以与光点定位线相平行的方式设置在光点定位线附近，所述摄像装置与激光光点定位装置的数量相同，其镜头正对光点定位线上的光点位置且与吸光屏的吸光平面相对应；

所述摄像装置的信号输出端与计算机的信号输入端相联接。

进一步，所述上固定连接件和下固定连接件采用固定螺栓。

利用本实用新型进行桥梁挠度测量，包括以下步骤：

1)在桥跨上需要测试的点安装光点定位线；

2)将光点定位线一端与固定螺栓连接，固定在桥底；另一端通过弹簧与固定螺栓连接，固定在桥底，弹簧的作用使光点定位线处于绷紧状态；安装时要确保光点定位线的竖直向下；

3)在桥跨上需要测试的点安装摄像装置，使其镜头端正对光点定位线，并与光点定位线保持适当距离；

4)在光点定位线与摄像装置正面安装吸光屏，防止干扰；

5)在桥跨的一侧桥墩处安装线状激光器，使其形成的线状激光基本水平与所有光点定位线垂直并在所有光点定位线上形成一个小光点，光点图像处于摄像范围中部；

6)当摄像装置发生上下位移，光点定位线上的光点通过摄像装置形成的图像将发生相应的变化，通过对图像中光点位置进行采集和运算，算出桥梁的挠度。

相比现有技术，本实用新型具有如下优点及特点：

1)精度高，由于光点定位线上形成的光点小，通过计算机可以实现亚像素级定位，因此测得的数据较为精确；

2)采集的数据经由电脑接口传至电脑，便于观察，传输处理方便；

3)能够检测及监测任意待测点的位移变化，可对各型桥梁的挠度进行检测和监测；

4)可检测及监测任何时刻被测点的振动情况，以及长期位移或挠度及其发展趋势，并可通过网络远距离获取信息进行分析；