CN107655451A - 激光线阵位移测量装置及其使用方法 - Google Patents

激光线阵位移测量装置及其使用方法 Download PDF

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何潇
李福亮
李建锋
张娟
李振锋
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了一种激光线阵位移测量装置及其使用方法，该测量装置包括无线天线等，无线天线、GPS天线都位于外壳的顶端上，伸缩装置、固定板分别位于外壳的两侧上，激光发射器位于外壳的正面上，激光线阵检测传感器、防护板都安装在伸缩装置上，激光发射器Y调节螺丝、激光发射器X调节螺丝、激光发射器固定螺丝孔都位于激光发射器上。本发明解决了工程测量中基准点利用、远程自动测量位移和沉降的难题。

Description

激光线阵位移测量装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种测量装置及其使用方法，特别是涉及一种激光线阵位移测量装置及其使用方法。
背景技术
现有的测量位移和沉降的都是基于全站仪或者静力水准仪等传统仪器来测量，这类仪器必须由人工观察操作，基本上无法实现全自动的测量和数据的传输，并且误差相对来说都比较大。
现在在修路、建桥、隧道施工、建筑物施工等工程施工领域基本上全部采用全站仪测量观察被测建筑物的沉降和位移，这类的测量必须在工程上设置专门的观察点，由专人定时去测量观察点的位移和沉降等参数。随着现在在实际的施工过程中，各种新技术的出现，和高难度的施工，以及现在对工程的安全性的进一步的提高，就要求可以实时的测量沉降和位移，但是现在在整个工程测量方面并没有相关的产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种激光线阵位移测量装置及其使用方法，其解决了工程测量中基准点利用、远程自动测量位移和沉降的难题。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种激光线阵位移测量装置，其特征在于，其包括无线天线、GPS天线、外壳、伸缩装置、激光线阵检测传感器、防护板、固定板、激光发射器Y调节螺丝、激光发射器X调节螺丝、激光发射器、激光发射器固定螺丝孔，无线天线、GPS天线都位于外壳的顶端上，伸缩装置、固定板分别位于外壳的两侧上，激光发射器位于外壳的正面上，激光线阵检测传感器、防护板都安装在伸缩装置上，激光发射器Y调节螺丝、激光发射器X调节螺丝、激光发射器固定螺丝孔都位于激光发射器上。
优选地，所述无线天线和GPS天线实时将测量数据上传到一个服务器。
本发明还提供一种激光线阵位移测量装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将设备安装完毕后，长按激光线阵测量单元的开关，此刻线阵测量伸缩装置将伸出仪器，并且达到最远处停止；步骤二，调整激光发射器，使激光对准检测板；并且将光斑的位置对准至监测板的中心位置，以激光作为准线，然后测量仪器相对激光的光斑的位置；步骤三，调整激光的光斑，使光斑的大小为1cm；步骤四，按一下开关，激光线阵检测装置开始正常工作，并发出命令通过无线打开激光发射器，线阵检测单元开始出仓检测光斑，检测完毕后，计算出光斑的位置，然后上传至指定的服务器；并且通过服务器设定下一次仪器启动测量的时间；步骤五，设备按照服务器设定的时间，在指定的时间自动启动、测量并将测量数据远程传送至服务器。
本发明的积极进步效果在于：本发明解决了工程测量中基准点利用，远程自动测量位移和沉降的难题。本发明解决了现有的测量方式中测量桥墩、路面、路基、建筑物等物体的沉降方面无法实时在线测量的难题，极大的方便了现场的测量和施工、监理等
附图说明
图1为本发明激光线阵位移测量装置的结构示意图。
图2为本发明激光线阵位移测量装置的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明激光线阵位移测量装置包括无线天线1、GPS天线2、外壳3、伸缩装置4、激光线阵检测传感器5、防护板6、固定板7、激光发射器Y调节螺丝8、激光发射器X调节螺丝9、激光发射器10、激光发射器固定螺丝孔11，无线天线1、GPS天线2都位于外壳3的顶端上，伸缩装置4、固定板7分别位于外壳3的两侧上，激光发射器10位于外壳3的正面上，激光线阵检测传感器5、防护板6都安装在伸缩装置4上，激光发射器Y调节螺丝8、激光发射器X调节螺丝9、激光发射器固定螺丝孔11都位于激光发射器10上。
伸缩装置实现伸缩式测量，可以应用到各种测量环境中，当测量时测量装置伸出，待机时自动缩回保护仓，可以最大限度防止线阵测量单元的损坏和老化。无线天线和GPS天线实时将测量数据上传到一个服务器。本发明充分利用现有的测量参考点，将激光发射器放置到测量参考点即可。本发明通过激光光斑的形状计算出光斑的中心位置，激光管的发射功率的衰减和老化不影响测量的结果。
本发明激光线阵位移测量装置的安装方式如下：将激光发射点装于测量标准点上，然后调整发射装置，使发射装置对准激光测量单元的伸缩检测板上；调节激光的焦距，使光斑打在被侧板上的光斑大小为1cm左右即可。本发明采用一束激光作为准线，将激光的光斑发射到检测仪器的检测范围内。
如图2所示，本发明激光线阵位移测量装置21的使用方法包括以下步骤：步骤一，将设备安装完毕后，长按激光线阵测量单元的开关，此刻线阵测量伸缩装置将伸出仪器，并且达到最远处停止；步骤二，调整激光发射器，使激光对准检测板；并且将光斑的位置对准至监测板的中心位置，以激光作为准线，然后测量仪器相对激光的光斑的位置；步骤三，调整激光的光斑，使光斑的大小为1cm；步骤四，按一下开关，激光线阵检测装置开始正常工作，并发出命令通过无线打开激光发射器，线阵检测单元开始出仓检测光斑，检测完毕后，计算出光斑的位置(X和Y)，然后上传至指定的服务器；并且通过服务器设定下一次仪器启动测量的时间。
本发明通过将线阵检测单元伸出保护仓，扫描激光的光斑，通过扫描激光光斑，然后内部通过计算出激光光斑的形状，通过数学拟合方式找到光斑的中心位置，即可以得出当前激光光斑的相对位置，测量出来的结果通过无线(GPRS/3G/4G等)方式发送到指定的服务器。
以现有的高铁施工为例，现有的高铁施工基本上全部采用高架模式，按照现有的施工规范，大概35米左右一个桥墩，一公里就需要将近30个桥墩，并且这些桥墩均需要安排人员进行定期测量沉降和位移值，并且这部分的测量内容需要贯穿到高铁的施工、运营。并且很多部分的桥墩和桥梁的地理位置也很特殊，采用人工测量也很费工，并且在特殊地区，测量工作还是高危工作，为此每年铁路部门不得不耗费相当大的人力和物力去处理。从高铁的施工方获取的数据，现有的技术每个桥墩测量的费用在3000元左右每个月，一公里的高铁桥墩在测量方面每个将近花费10W左右，而采用本发明的方式，其费用不及传统费用2％，并且可以将数据实时的上传，测量精度可以达到0.1mm，远高于现有的测量技术。
在建筑施工方面：现有的建筑物的基坑的沉降、位移测量，桥面的挠度测量也均采用全站仪或者静力水准仪，同样的道理，也没法实现数据的实时对接，需要现场的测量人员去测量然后录入，虽然现在市场出现了自动测量机器人，但是由于价格高，容易损坏，并且使用环境要求比较严格，也没有推广开，但是本发明可以实现全自动的测量，并且全自动的数据上传，测量的精度在0.1mm，远高于现有的测量方式。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种激光线阵位移测量装置，其特征在于，其包括无线天线、GPS天线、外壳、伸缩装置、激光线阵检测传感器、防护板、固定板、激光发射器Y调节螺丝、激光发射器X调节螺丝、激光发射器、激光发射器固定螺丝孔，无线天线、GPS天线都位于外壳的顶端上，伸缩装置、固定板分别位于外壳的两侧上，激光发射器位于外壳的正面上，激光线阵检测传感器、防护板都安装在伸缩装置上，激光发射器Y调节螺丝、激光发射器X调节螺丝、激光发射器固定螺丝孔都位于激光发射器上。
2.如权利要求1所述的激光线阵位移测量装置，其特征在于，所述无线天线和GPS天线实时将测量数据上传到一个服务器。
3.一种激光线阵位移测量装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将设备安装完毕后，长按激光线阵测量单元的开关，此刻线阵测量伸缩装置将伸出仪器，并且达到最远处停止；步骤二，调整激光发射器，使激光对准检测板；并且将光斑的位置对准至监测板的中心位置，以激光作为准线，然后测量仪器相对激光的光斑的位置；步骤三，调整激光的光斑，使光斑的大小为1cm；步骤四，按一下开关，激光线阵检测装置开始正常工作，并发出命令通过无线打开激光发射器，线阵检测单元开始出仓检测光斑，检测完毕后，计算出光斑的位置，然后上传至指定的服务器；并且通过服务器设定下一次仪器启动测量的时间；步骤五，设备按照服务器设定的时间，在指定的时间自动启动、测量并将测量数据远程传送至服务器。
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