[发明专利]一种基于激光的桥梁挠度检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于激光的桥梁挠度检测系统及方法，包括有远程控制终端、检测装置以及激光发射器，所述检测装置安装在桥梁待检测点，所述激光发射器放置在与检测装置水平同高度，所述检测装置与远程控制终端通讯连接；检测装置包括控制器、遮雨棚、透镜模组和四象限探测器，所述控制器通过吊杆设置在遮雨棚的下端，所述四象限传感器安装在控制器的下端并与控制器电连接，所述透镜模组通过安装架安装在遮雨棚的下端。该方案通过四象限探测器检测激光束的光斑位置，并通过与数据库的电流比进行比对，最后通过插值法得到准确的光斑中心位置坐标，提高桥梁挠度的测量准确度。

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，具体的，涉及一种基于激光的桥梁挠度检测系统及方法。

背景技术

桥梁挠度是指梁体在某一截面处的形心在垂直于轴的方向发生的纵向线位移的大小；当有桥梁上有测量等外力的作用时，桥梁会产生一个垂直方向的形变，即挠度；检测桥梁挠度是判定一个桥梁是否损坏的重要依据；传统的桥梁挠度检测通常采用加速度计、连通管的方法，近几年也出现了一些基于视觉的挠度测量产品，传统的加速度计等挠度测量方法精度不够高，基于视觉的桥梁挠度测量多为远距离测量，空气中的热浪会造成图像的抖动，使得测量精度在户外高温时受到很大的影响；基于四象限探测器的桥梁挠度检测方法，由于四象限探测器本身易受到背景光及暗电流影响，会产生噪声干扰。

中国专利，授权公告号：CN104613891B，授权公告日：2018年4月27日，涉及一种桥梁挠度检测系统及检测方法；包括复数个检测靶，图像采集装置，固定设置于待检测桥梁底部，用以采集第一检测靶、第二检测靶的位置信息；并形成一数据信息组输出；计算单元，连接图像采集装置，用以接收数据信息，并计算桥梁的挠度；通讯单元，分别连接计算单元、远程监控端，用以接收挠度，并发送至远程监控端。该基于图像的桥梁挠度测量方法，空气中的热浪会造成图像的抖动，使得测量精度在户外高温时受到很大的影响。

发明内容

本发明的目的是解决传统的桥梁挠度测量精度差、检测成本高以及检测结果受环境影响大的缺点，提出了一种基于激光的桥梁挠度检测系统及方法；该方案通过四象限探测器检测激光束的光斑位置，并通过与数据库的电流比进行比对，最后通过插值法得到准确的光斑中心位置坐标，提高桥梁挠度的测量准确度。

为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种基于激光的桥梁挠度检测系统，包括有远程控制终端、检测装置以及激光发射器，所述检测装置安装在桥梁待检测点，所述激光发射器放置在与检测装置水平同高度，所述检测装置与远程控制终端通讯连接。本方案中，检测装置接收激光发射器的发射光束，发射光束投射在检测装置上形成光斑，检测装置将光斑形成的电流数据发送远程控制终端，远程控制终端对数据进行比对处理，得到准确的光斑坐标值，进而得到桥梁挠度值。

作为优选，检测装置包括控制器、遮雨棚、透镜模组和四象限探测器，所述控制器通过吊杆设置在遮雨棚的下端，所述四象限传感器安装在控制器的下端并与控制器电连接，所述透镜模组通过安装架安装在遮雨棚的下端。

本方案中，根据桥梁的跨度大小，选择合适的激光光源和四象限探测器的安装位置；激光光源和四象限探测器上面安装遮雨棚，避免雨雪天影响设备的正常工作；四象限探测器可以直接输出光斑的中心坐标，且精度可以满足0.05mm以内；激光的能量高，远距离传输衰减小；激光的光斑能量属于高斯分布，光斑中心能量高，周围能量低，在雨天时，激光传输的衰减比正常情况多，但光斑能量的高斯分布是不变的，四象限探测器是通过光斑的能量分布来计算中心坐标的，因此雨天对测量精度的影响小。