[发明专利]基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及构件的变形测量技术领域，具体涉及一种基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置及使用方法。

背景技术

结构或构件在不同荷载作用下会发生不同程度的变形，这种变形反应了结构或构件的受力状态和安全程度。当变形在弹性范围内且不超出规范给定的限值时，结构或构件是安全的；当结构或构件发生塑性变形或者是变形超出了规范的限值，那么结构或构件就处于一种不安全的状态。特别是当结构经受台风、地震和爆炸冲击等偶然荷载作用时，结构往往会发生破坏，这时就需要对结构或构件的变形进行测量，从而考察结构的受力情况，评估结构的安全性。但是当结构正常投入使用后处于一种空间的受力状态，结构也保持了一种空间的位形，因此变形特别是挠度是很难测量的。随着经济的发展和我国国力的提升，结构向着更高、更长和更复杂的方向发展，这使得其变形更加难以测量。组成结构的构件的弯曲程度是衡量结构受力和破坏状态的另一个重要指标，这一指标的准确性对于精确评估结构在荷载作用下的安全性具有重要意义。

传统测量距离的设备通常是各种类型的百分表、千分表、挠度计、激光位移计、全站仪和水准仪，这些仪器的通用特点都是仅可以测量结构某一点到参考点的距离，并且这些设备都仅能测量单一方向的距离，不能够同时水平和竖向距离，也就是不能够测量结构变形产生的挠度和弯曲的情况。3D扫描仪在理论上可以测量上述物理量，但在实际操作过程中，3D扫描仪的成本过高，数据处理过于复杂，适用环境过于苛刻，鲜见应用。上述设备的局限性使得结构变形和弯曲测量领域尚处于空白阶段，这给结构在不同荷载作用下的安全性带来了极大隐患，极大的威胁了人民生命和财产的安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置及使用方法，能够实现构件的弯曲变形和转角快速测量。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于激光和拉线位移的构件弯曲测量装置，包括装置本体、轴线激光测距仪、数据存储设备、控制面板、动态采集仪接口、标准长度参考点、端部拉线位移计孔、中心拉线位移计孔、端部横向激光测距仪、中心横向激光测距仪、底板、端部拉线式位移计和中心竖向拉线位移计，所述装置本体的左右侧板上设有轴线激光测距仪，前后侧板上设有控制面板、数据存储设备及动态采集仪接口，顶板连接有横向激光测距仪和中心横向激光测距仪，底板连接有端部拉线式位移计和中心竖向拉线位移计，所述装置本体的顶板上设有标准长度参考点、端部拉线位移计孔和中心拉线位移计孔。

进一步地，所述控制面板能够获取测量数据并显示测量状态，内部装设有控制芯片及供电组件。

进一步地，所述数据存储设备能够将激光测距仪和拉线式位移计的数据存储和更新。

进一步地，所述动态采集仪接口能够连接动态采集设备，从而实时采集动态信号并通过数据存储设备存储。

进一步地，所述装置本体的顶板通过端部拉线位移计孔、中心拉线位移计孔将拉线式位移计的拉线从孔中穿过。

上述构件弯曲测量装置的第一种使用方法，包括如下步骤：

1)挠度值测量：当构件在不同荷载作用下产生变形时，通过两个轴线激光测距仪测量构件两端的水平位移，通过端部横向激光测距仪和中心横向激光测距仪测量构件到两个水平激光束构成的一条水平直线的距离，这三个距离就可以测定构件多个部位的挠度值；

2)转角数值测量：根据轴线激光测距仪获得的水平距离和横向激光测距仪获得的多个竖向距离计算出构件不同部位的转角，给出这些部位的转角数值。

上述构件弯曲测量装置的第二种使用方法，包括如下步骤：

1)挠度值测量：当构件在不同荷载作用下产生变形时，通过两个轴线激光测距仪测量构件两端的水平位移，通过端部拉线式位移计和中心拉线式位移计测量构件到两个水平激光束构成的一条水平直线的距离，这三个距离就可以测定构件多个部位的挠度值；

2)转角数值测量：根据轴线激光测距仪获得的水平距离和横向激光测距仪获得的多个竖向距离计算出构件不同部位的转角，给出这些部位的转角数值。

本发明的有益效果是：

本发明解决了构件的弯曲变形和转角快速测量问题，能够最大程度的实现结构受力状态的监测和评估，为结构的安全评估和加固处理提供最重要的基础信息。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明