[发明专利]高铁差异沉降监测仪

说明书

技术领域

本发明主要涉及到工程质量检测设备领域，特指一种适用于高铁差异沉降的监测仪。

背景技术

随着最近几年国家加大对基础建设的投入，我国高铁建设取得了突飞猛进的发展。高铁工程因为火车速度快，安全性要求高，相比公路，桥梁和普通铁路建设，其对路基的要求尤为苛刻，一般沉降不能超过几个毫米，否则将会直接影响到高铁的安全运行，酿成严重的灾难。

现有技术中，连通液位式沉降挠度检测系统和电子水平尺是目前比较广泛使用的沉降监测方法。连通液位式沉降挠度检测系统因为传感器体型较大，而且方法需要一根水管将所有测点串联起来，因而现场安装十分困难，测量精度也较低。电子水平尺易于安装且不占空间，但单个电子水平尺测量距离很短，往往需要串联多个，系统带来极大的累积误差，测量精度有限。

基于激光和CCD图像传感器技术沉降仪的研究是最近几年兴起的课题，但由于CCD图像传感器驱动复杂，激光检测算法研究精度有限等因素的制约，仪器体积庞大，价格昂贵，测试复杂，还没有形成一款真正适用于工程长期监测的产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单小巧、成本低廉、安装调试简便、工作稳定可靠、适用于长期工程监测的高铁差异沉降监测仪。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高铁差异沉降监测仪，包括分别布置在两个测点上的发射模块和接收模块，所述发射模块包括半导体激光器和光学转换镜片，所述接收模块包括接收板、成像系统、线阵CMOS图像传感器、微处理器系统以及网络接口组件，所述半导体激光器发射的激光束经光学转换镜片后转变为一字线激光束进行传输，所述接收板接收到一字线激光束并经过成像系统、线阵CMOS图像传感器后送至微处理器系统进行分析判断得到沉降值。

作为本发明的进一步改进：

所述网络接口组件包括相连的RS485通讯模块和无线DDN数据终端，所述RS485通讯模块与微处理器系统相连；所述微处理器系统通过网络接口组件与上位机相连。

所述半导体激光器为点状激光器，所述光学转换镜片为柱面镜。

所述半导体激光器和光学转换镜片为一体并通过悬挂组件安装。

所述发射模块和接收模块均采用太阳能电池。

所述微处理器系统中包括存储器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的高铁差异沉降监测仪结构简单、体积小、易于安装，其使用高性能的半导体激光器，测试距离远，无累积误差。

2、本发明中采用自动平衡悬挂组件和一字线激光束作为被测信号，有效的保证了激光束投射在接收板上，现场易于安装调试。

3、本发明的接收模块采用凸透镜成像系统，将一字线激光投射在接收屏幕上，经过接收屏幕滤除干扰激光后的激光束通过凸透镜成像至图像传感器，去除了干扰，降低了分析处理难度。成像系统同时还增大了测试量程。

4、本发明采用高精度的线阵CMOS图像传感器采集激数据，相比传统的CCD图像传感器，它具有低功耗，驱动简单，价格便宜等优势。因此本发明的体积小巧，成本低廉，分辨率高，测量精度高，非常适用于高铁工程路基等这种高要求的结构的长期监测。

5、本发明可实现无人值守自动测量，适用任何工程环境。

6、本发明中采用太阳能电池供电，无需交流电，工作性能好、使用时间长。

7、本发明中采用无线DDN数据传输终端，可实现无线远程数据测量和下载，使用十分灵活方便。

附图说明

图1是本发明在具体应用时的原理示意图。

图2是本发明的结构框架示意图。

图3是本发明中发射模块的框架结构示意图。

图4是本发明中接收模块的框架结构示意图。

图5是本发明在具体实施例中线阵图像采集单元的电路原理示意图。

图6是本发明在具体实施例中微处理器系统的电路原理示意图。

图7是本发明在具体实施例中网络接口组件的电路原理示意图。

图例说明：

1、半导体激光器；2、悬挂组件；3、柱面镜；4、接收板；5、凸透镜；6、线阵CMOS图像传感器；7、微处理器系统；8、微处理器芯片；9、存储器；10、时钟电路；11、RS485通讯模块；12、无线DDN数据终端；13、太阳能电池；14、支架、15、测点；16、激光束；17、一字线激光束；18、发射模块；19、接收模块。

具体实施方式