[发明专利]一种激光挠度测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种激光挠度测量装置，其特征在于：包括检测机构(1)，所述的检测机构(1)上设置有检测面(2)以及在检测面(2)限定范围内水平移动的线阵CCD扫描装置(3)，所述的检测面(2)为透明结构的方形检测面，所述检测机构(1)的下方设有与被测点相连接的固定板(4)，所述的固定板(4)上设有激光测距仪(5)，所述的激光测距仪(5)在固定板(4)上的位置可调，所述的检测机构(1)内置有锂电池及GPRS/3G/GPS模块。

2.根据权利要求1所述的激光挠度测量装置，其特征在于：所述检测机构(1)的上方设置有用于遮阳及防雨水的罩体(6)，所述的罩体(6)上方设置有用于固定太阳能电池板的支架(7)。

3.根据权利要求1所述的激光挠度测量装置，其特征在于：所述的激光测距仪(5)通过旋转云台(8)与固定板(4)相连，所述的激光测距仪(5)与旋转云台(8)铰接相连以实现激光测距仪(5)水平方向位置的调整，所述的旋转云台(8)与固定板(4)铰接相连以实现激光测距仪(5)垂直方向位置的调整。

4.根据权利要求3所述的激光挠度测量装置，其特征在于：所述的固定板(4)为L型固定板，其水平板面与检测机构(1)的底部相连，其垂直板面通过膨胀螺栓(9)与被测点相固定，所述的旋转云台(8)与膨胀螺栓(9)铰接相连。

5.根据权利要求1所述的激光挠度测量装置，其特征在于：所述的检测机构(1)内置有闹铃唤醒装置，该闹铃换醒装置采用独立的纽扣电池供电。

6.一种根据权利要求1至5中任意一项所述的激光挠度测量装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤(1)：在A0、A1、A2……An点处分别安装1、2、3……n+1台测量装置，其中，A0及An点处的测量装置位于基准点上，A1、A2……An-1点处的测量装置分别位于监测点上；

步骤(2)：调整激光测距仪的位置，使A0点处激光测距仪发射的光斑位置对准A1点处检测面的中心位置，依此类推；

步骤(3)：打开测量装置的电源，通过线阵CCD扫描装置的来回扫描来确定光斑的位置；

步骤(4)：通过光斑的位置变化来确定各个监测点的沉降值。

7.根据权利要求6所述的激光挠度测量装置的测量方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，线阵CCD扫描装置的采样单元为96个，每个线阵单元的间隔为1.00mm，每个像素单元的峰值为1024，单片机通过AD采样读取每一个单元的光照值，结合线阵CCD扫描装置在X方向的步进值在单片机内绘制出光斑的图像，然后根据每一个单元的亮度找出亮度最大值所对应的位置即为光斑的位置。

8.根据权利要求6所述的激光挠度测量装置的测量方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，基准点A0及An处的沉降值为0，即A0＝0，An＝0，各监测点的沉降值为：

其中：A_m为每个监测点的沉降值；

m为监测点的编号；

A_m当为第m个监测点的当前测量值；

A_m初为第m个监测点的初始测量值；

当m＝n，An≠0时，各监测点的沉降值为：

其中：A'm为闭合差调整后第m个监测点的沉降值；

A_m当为第m个监测点的当前测量值；

A_m初为第m个监测点的初始测量值；

Am为从一个基准点累积计算的第m个点的沉降值；

n为总的监测点数量；

An为n点的沉降值。

9.根据权利要求7所述的激光挠度测量装置的测量方法，其特征在于：光斑的位置通过以下公式得出：

当Xn＝Amax时，

式一：X(n+1)＝A(n+1)<Amax；

式二：X(n-1)＝A(n-1)<Amax；

式三：Amax＝Amin+F

其中：Xn为第n个线阵CCD单元的坐标；

An为第n个线阵CCD单元读取的数值；

Amax为当前测量的An中的最大值；

Amin为当前测量的An中的最小值；

F为系统在垂直方向的分辩率；

A为计算后光斑的最亮值；

X为A对应的位置；

通过对式一、式二求导，计算出A的具体坐标值。