[发明专利]一种高抗扰扇形激光无线沉降仪及其监测方法

说明书

本发明公开一种高抗扰扇形激光无线沉降仪及其监测方法，包括外壳，以及设置于外壳内的CIS光敏图像传感器、处理器、激光发射器、悬架、无线信号收发器和供电电池，CIS光敏图像传感器和激光发射器设置于外壳相对的两侧，所述CIS光敏图像传感器的感光板组件是由内至外的感光板、衰减膜、滤光片、偏振膜构成，所述感光板设置导光孔，CIS光敏图像传感器通讯连接处理器，所述处理器通讯连接无线信号收发器。本发明的高抗扰扇形激光无线沉降仪，可构成的检测系统原理简单，有利于部署，无连接管路和电缆，施工方便，综合成本低廉；可以连续工作，具有较高的测量的稳定性和精度；可以方便的级联，特别适合路基、桥梁、隧道表面沉降的监测。

技术领域

本发明属于土木工程安全监测技术领域，具体是涉及一种高抗扰扇形激光无线沉降仪及其监测方法。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，对高铁、隧道、桥梁、大坝、基坑的沉降与隆起等稳定性监测与控制的精度要求越来越高，近几年对激光沉降仪的研究论文和专利时有发表，但成熟的产品还是空白，目前各种沉降监测大多采用传统的物理方法，或采用电子设备辅助测量的方法，主要存在以下缺点：

1、地表沉降监测，多采用监测桩、沉降板、钢尺沉降仪、沉降管等，观测精度低，难以满足工程的沉降观测要求。

2、路基内部沉降监测多采用水压式剖面沉降仪、振弦式剖面沉降仪、水平测斜仪等，该种观测安装、使用复杂，造价高，不符合工程实际需求，不利于大面积推广

3、随着自动化程度的提高，迫切需要一种便于安装、维护，测量精度高的电子式在线沉降仪来代替目前普遍采用的水管式沉降仪。解决水管铺设和电缆连接难题，为沉降观测大面积推广铺平道路，提高人民群众的安全感。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种高抗扰扇形激光无线沉降仪及其监测方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种高抗扰扇形激光无线沉降仪，包括外壳，以及设置于外壳内的CIS光敏图像传感器、处理器、激光发射器、悬架、无线信号收发器和供电电池，所述CIS光敏图像传感器和激光发射器设置于所述外壳相对的两侧，所述CIS光敏图像传感器包括感光板组件，沿竖直方向的条形所述感光板组件设置于所述外壳的一侧壁上，所述感光板组件由四层结构构成，由内至外依此为感光板、衰减膜、滤光片、偏振膜，所述感光板上开设沿竖直方向依次排列的至少10000个导光孔，每个所述导光孔的底部对应设置一个感光元件，所述导光孔用于通过角度控制使感光板仅对小于一定入射角的光线敏感；在所述外壳相对感光板的另一侧壁上对应激光发射器开设窗口，所述激光发射器发射出的激光为扇形激光束，打在感光板上的像为横向的直线，所述激光发射器安装在悬架上，并可通过位于外壳外侧的水平角度调节旋钮调节激光发射的水平角度，通过位于外壳外侧的俯仰角度调节按钮，调节激光发射的俯仰角度；所述处理器用于分析CIS光敏图像传感器接收的光线信号，并进行沉降值的计算；所述CIS光敏图像传感器、处理器、激光发射器和无线信号收发器通过供电电池供电，所述CIS光敏图像传感器通讯连接处理器，所述处理器通讯连接无线信号收发器。

进一步地，所述感光板上沿竖直方向排列的相邻导光孔之间的距离为24μm。

进一步地，所述滤光片为650nm窄带滤光片，带宽为20nm；所述偏振膜通过方向选择能够衰减50%的自然光干扰。

进一步地，所述导光孔通过角度控制使感光板仅对小于12°入射角的光线敏感。

进一步地，所述悬架为重力自保持机构，包括支架和悬块，所述激光发射器安装在悬块上，所述悬块上还通过螺纹孔连接调节柱，所述调节柱通过重力平衡调节悬块的悬挂角度，从而调节激光发射的俯仰角，所述调节柱延伸至外壳外部的部分作为俯仰角度调节旋钮；所述支架安装在沿竖直轴转动的水平转盘上，所述水平转盘上设置两个水平角度调节旋钮，且所述水平角度调节旋钮延伸至外壳的外部。