[发明专利]基于光路的大尺寸支撑结构形变量测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于光路的大尺寸支撑结构形变量测量装置，其特征在于，包括待测结构、激光测距设备、接收器、折转镜、支撑架、参考镜和测试镜，所述折转镜安装在支撑架上，所述参考镜安装于待测结构朝向激光测距设备的一侧上，所述测试镜安装于待测结构远离激光测距设备的另一侧上，所述支撑架设于激光测距设备与待测结构之间，所述激光测距设备与接收器相连；所述参考镜与测试镜的数量相同；

所述测试镜的数量为2-3个；

所述测试镜包括楔形测试镜和平面测试镜；

所述参考镜包括多路参考棱镜和单路参考棱镜；

所述折转镜的数量为1-4个；

所述折转镜包括半反半透镜；

所述激光测距设备包括双频激光干涉仪；

测试支撑结构三个维度上的相对位置形变量时，将测试光束分成3路，在双频激光干涉仪出光口处布置多组折转镜，使测试光束能够入射到支撑结构的另外两个方向上的测试镜Ⅰ（9）、测试镜Ⅱ（11）与多路参考棱镜Ⅰ（8）、多路参考棱镜Ⅱ（10）上，多路参考棱镜Ⅰ（8）、多路参考棱镜Ⅱ（10）将测试光束分为两路，两路测试光束具有固定的夹角，测试镜Ⅰ（9）、测试镜Ⅱ（11）接收两路测试光束，两路测试光束沿各自方向入射到的对应的测试楔形镜上，当支撑结构在该方向有变形时，参考镜与测试镜间两路测试光束其中一路光程距离缩小，另一路增加相同量级的光程，通过激光双频干涉仪与接收器获得，根据已知两路测试光束的角度，利用几何关系求得支撑结构在此方向上的形变量大小，实现支撑结构在三维方向上的形变量测量。

2.一种根据权利要求1所述的基于光路的大尺寸支撑结构形变量测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）确定待测支撑结构上的三维特征点，在后端特征点上安装测试镜；

（2）在支撑结构前端特征点上安装参考镜，调整参考镜与测试镜同轴；

（3）在待测支撑结构z轴方向放置激光测距设备，使激光测距设备、参考镜与测试镜保持同轴；

（4）在激光测距设备和待测支撑结构之间放置支撑架，支撑架上固定安装折转镜；

（5）开启激光测距设备，通过接收器记录每组测试镜与参考镜间相对位移的变化量，进而得出待测支撑结构三维位置的形变量。

3.根据权利要求2所述的基于光路的大尺寸支撑结构形变量测量装置的测量方法，其特征在于，步骤（1）中，所述测试镜的数量为2-3个；所述测试镜包括楔形测试镜和平面测试镜。

4.根据权利要求2所述的基于光路的大尺寸支撑结构形变量测量装置的测量方法，其特征在于，步骤（2）中，所述参考镜的数量为2-3个；所述参考镜包括多路参考棱镜和单路参考棱镜。