CN108444404A - 一种基于ccd的桥梁挠度检测方法 - Google Patents

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CN108444404A CN201810189231.XA CN201810189231A CN108444404A CN 108444404 A CN108444404 A CN 108444404A CN 201810189231 A CN201810189231 A CN 201810189231A CN 108444404 A CN108444404 A CN 108444404A
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韩毅
王碧瑶
杨光峰
高原
罗红梅
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge

Abstract

本发明揭示了一种基于CCD的桥梁挠度检测方法，用于桥梁挠度的检测，包括检测物、CCD、倾角监测器、模数转换器、图像处理器以及计算机，所述检测物、CCD、模数转换器、图像处理器以及计算机依次对应连接，所述检测物与倾角监测器对应连接，所述CCD与倾角监测器对应连接，所述倾角监测器与计算机对应连接。本发明能对桥梁挠度进行检测，采用自动化控制，降低劳动强度，测量结果精确，操作方便。

Description

一种基于CCD的桥梁挠度检测方法
技术领域
本发明基于桥梁挠度检测技术，尤其涉及一种基于CCD的桥梁挠度检测方法。
背景技术
全人工读数方法，如经纬仪法。采用经纬仪来测量挠度是目前国内外应用得最普遍的一种方法,它具有精度高、结构简单的优点。人工读数只能测量桥面的静态挠度,测量精度低,对测量人员要求高,无法完成现场自动测量的需要,因此,这些方法不适合应用于中型桥梁挠度测量。激光法测量桥梁挠度具有很高的测量精度,可达到完全能满足自动、实时测量。但本身也具有不可克服的缺点在某些情况下,如果距离太远,光斑的发散和大气湍流造成的光束抖动会大大影响到测量精度，易受外界环境如雾、雨水等影响。所以,激光挠度测量方法在实际工程测量中受到了一定的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能对桥梁挠度进行检测，采用自动化控制，降低劳动强度，测量结果精确，操作方便的基于CCD的桥梁挠度检测方法。
本发明的技术方案是，一种基于CCD的桥梁挠度检测方法，用于桥梁挠度的检测，包括检测物、CCD、倾角监测器、模数转换器、图像处理器以及计算机，所述检测物、CCD、模数转换器、图像处理器以及计算机依次对应连接，所述检测物与倾角监测器对应连接，所述CCD与倾角监测器对应连接，所述倾角监测器与计算机对应连接，其检测方法包括如下步骤：
1）将检测物设置于桥梁的检测点上；
2）将CCD安装在桥墩处并调整角度，设置CCD的拍摄频率，使检测物在CCD处显示；
3）测量CCD与桥面的垂直距离k1，检测物与桥墩的水平距离k2；
4）得出检测物与竖直方向的夹角α；
5）在CCD上通过支架固定倾角监测器，倾角监测器检测出CCD与桥墩的垂直夹角β；
6）通过安装在桥梁下表面的激光发射器发射的光斑照到检测物上，CCD接收检测物照射到上面的光斑的位移L；
7）模数转换器将电信号转化为数字信号并传送给计算机；
8）计算机接收到数字信号后进行计算并绘图，得出检测点的桥梁挠度y=(Lsin(α+β))/sinα。
在本发明一个较佳实施例中，所述CCD采用面阵CCD。
在本发明一个较佳实施例中，所述α的角度为tanα=k2/k1，即α=arctan（k2/k1）。
在本发明一个较佳实施例中，所述桥梁挠度y为y=（Lsin（arctan（k2/k1）+β）/sin（arctan（k2/k1）））。
在本发明一个较佳实施例中，绘图坐标轴分别为：x轴为测量各点与桥梁原点的距离，y轴为时间，z轴为竖直方向挠度变化大小。
本发明所述为一种基于CCD的桥梁挠度检测方法，本发明能对桥梁挠度进行检测，采用自动化控制，降低劳动强度，测量结果精确，操作方便。
附图说明
图1为本发明一种基于CCD的桥梁挠度检测方法一较佳实施例中的结构图；
图2为本发明一种基于CCD的桥梁挠度检测方法一较佳实施例中的测量示意图；
图3为本发明一种基于CCD的桥梁挠度检测方法一较佳实施例中的挠度计算公式。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明所述为一种基于CCD的桥梁挠度检测方法，如图1结合图2和图3所示，用于桥梁挠度的检测，包括检测物、面阵CCD、倾角监测器、模数转换器、图像处理器以及计算机，所述检测物、面阵CCD、模数转换器、图像处理器以及计算机依次对应连接，所述检测物与倾角监测器对应连接，所述面阵CCD与倾角监测器对应连接，所述倾角监测器与计算机对应连接，其检测方法包括如下步骤：
1）将检测物设置于桥梁的检测点上；
2）将面阵CCD安装在桥墩处并调整角度，设置面阵CCD的拍摄频率，使检测物在面阵CCD处显示；
3）测量面阵CCD与桥面的垂直距离k1，检测物与桥墩的水平距离k2；
4）得出检测物与竖直方向的夹角α，tanα=k2/k1，即α=arctan（k2/k1）；
5）在面阵CCD上通过支架固定倾角监测器，倾角监测器检测出面阵CCD与桥墩的垂直夹角β；
6）通过安装在桥梁下表面的激光发射器发射的光斑照到检测物上，面阵CCD接收检测物照射到上面的光斑的位移L；
7）模数转换器将电信号转化为数字信号并传送给计算机；
8）计算机接收到数字信号后进行计算并绘图，得出检测点的桥梁挠度y=(Lsin(α+β))/sinα，y=（Lsin（arctan（k2/k1）+β）/sin（arctan（k2/k1）））。
绘图坐标轴分别为：x轴为测量各点与桥梁原点的距离，y轴为时间，z轴为竖直方向挠度变化大小。
本发明所述为一种基于CCD的桥梁挠度检测方法，本发明能对桥梁挠度进行检测，采用自动化控制，降低劳动强度，测量结果精确，操作方便。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于CCD的桥梁挠度检测方法，用于桥梁挠度的检测，其特征在于：包括检测物、CCD、倾角监测器、模数转换器、图像处理器以及计算机，所述检测物、CCD、模数转换器、图像处理器以及计算机依次对应连接，所述检测物与倾角监测器对应连接，所述CCD与倾角监测器对应连接，所述倾角监测器与计算机对应连接，其检测方法包括如下步骤：
1）将检测物设置于桥梁的检测点上；
2）将CCD安装在桥墩处并调整角度，设置CCD的拍摄频率，使检测物在CCD处显示；
3）测量CCD与桥面的垂直距离k1，检测物与桥墩的水平距离k2；
4）得出检测物与竖直方向的夹角α；
5）在CCD上通过支架固定倾角监测器，倾角监测器检测出CCD与桥墩的垂直夹角β；
6）通过安装在桥梁下表面的激光发射器发射的光斑照到检测物上，CCD接收检测物照射到上面的光斑的位移L；
7）模数转换器将电信号转化为数字信号并传送给计算机；
8）计算机接收到数字信号后进行计算并绘图，得出检测点的桥梁挠度y=(Lsin(α+β))/sinα。
2.根据权利要求1所述的基于CCD的桥梁挠度检测方法，其特征在于：所述CCD采用面阵CCD。
3.根据权利要求1所述的基于CCD的桥梁挠度检测方法，其特征在于：所述α的角度为tanα=k2/k1，即α=arctan（k2/k1）。
4.根据权利要求1所述的基于CCD的桥梁挠度检测方法，其特征在于：所述桥梁挠度y为y=（Lsin（arctan（k2/k1）+β）/sin（arctan（k2/k1）））。
5.根据权利要求1所述的基于CCD的桥梁挠度检测方法，其特征在于：绘图坐标轴分别为：x轴为测量各点与桥梁原点的距离，y轴为时间，z轴为竖直方向挠度变化大小。
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