[发明专利]基于无线传感网络的桥梁变形激光测量装置

说明书

本发明涉及桥梁变形监测技术领域，公开了一种基于无线传感网络的桥梁变形激光测量装置，包括智能网关、传感器连接杆、传感器调节架、激光位移传感器、数据线、数据采集模块、连接角铁、太阳能电源线、太阳能板、太阳能板安装架和反光板，传感器连接杆通过膨胀螺栓固定在桥墩侧面，传感器调节架固定在传感器连接杆前端，激光位移传感器固定在传感器调节架的顶部，反光板通过粘连剂粘连在桥墩下端，其安装方向及激光位移传感器的指向均与桥梁板上端的行车向水平，数据采集模块通过连接角铁固定在桥墩侧面，太阳能板固定在太阳能板安装架上，太阳能板安装架固定在桥梁板上端，能够实现实时远程监测桥梁挠度变形的功能。

技术领域

本发明涉及桥梁变形监测技术领域，尤其涉及一种基于无线传感网络的桥梁变形激光测量装置。

背景技术

目前，在桥梁结构物位移或变形监测应用的主要方法有GPS法、水准仪法、近景摄影测量法等。GPS监测技术具有高采样率（20Hz）和可以进行静动态监测等特点外，在大型结构监测方面也有其独特优越性，但也具有一定的局限性，由于卫星信号被遮挡及多路基效应的影响，其监测精度和可靠性不高，高程精度远远低于水平位置的精度；水准仪法在实际生产中，工作量大，过程复杂，具有一定的局限性，很难满足实际监测的要求；近景摄影测量法可同时测定多点在某一瞬间的空间位置，相片资料可随时进行比较，但在观测的绝对精度方面还不及传统的测量方法，近景摄影测量法的精度主要取决于纵距及焦距。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于无线传感网络的桥梁变形激光测量装置，通过传感器采集、无线传输及云平台相关设备，能够实时监测桥梁结构的变形情况，在实用性、精确性和经济性等方面达到较高的水平。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明包括智能网关、传感器连接杆、传感器调节架、激光位移传感器、数据线、数据采集模块、连接角铁、太阳能电源线、太阳能板、太阳能板安装架和反光板，所述传感器连接杆通过膨胀螺栓固定在桥墩侧面，所述传感器调节架固定在传感器连接杆前端，所述激光位移传感器固定在传感器调节架的顶部，所述反光板通过粘连剂粘连在桥墩下端，其安装方向与桥梁板上端的行车向水平，所述数据采集模块通过连接角铁固定在桥墩侧面，太阳能板固定在太阳能板安装架上，太阳能板安装架固定在桥梁板上端，太阳能板通过太阳能电源线与数据采集模块连接，所述激光位移传感器通过数据线与数据采集模块连接；所述数据采集模块包括盒体、可充电电池组、太阳能电池板充电模块、LoRa无线模块和天线，所述可充电电池组、太阳能电池板充电模块、LoRa无线模块均固定在盒体内，所述天线与LoRa无线模块通过导线连接，天线伸出到盒体外侧，所述太阳能板通过太阳能电源线与太阳能电池板充电模块连接，所述太阳能电池板充电模块通过导线与可充电电池组连接，所述可充电电池组为激光位移传感器、LoRa无线模块供电，激光位移传感器通过导线与LoRa无线模块连接；所述智能网关设置在桥墩的附近，距离LoRa无线模块在2KM范围内，智能网关使用220v市电供电，所述LoRa无线模块通过无线与智能网关通讯，所述智能网关通过4G信号与云平台通讯。

进一步地，所述反光板以铝合金板材为底板，表面粘贴反光膜，反光膜的厚度2~3mm，长宽为30mm×30mm。

进一步地，所述激光位移传感器、盒体均采用防水防尘的外壳封装。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明的基于无线传感网络的桥梁变形激光测量装置，通过激光位移传感器发射激光到反光板反射回来被激光位移传感器接收到，根据激光位移传感器的安装倾角可得到激光位移传感器与反光板在竖直方向上的距离，根据激光位移传感器与反光板在竖直方向上的距离变化可计算得到桥梁板的挠度参数，从而实现桥梁变形的监测。