CN110940324A - 一种房屋倾斜监测预警系统 - Google Patents

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董梅
张亮
胡辉
宋杰
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Abstract

本发明涉及建筑物监测预警系统，具体涉及老旧小区的房屋倾斜、沉降、变形的监测预警系统；本发明通过在被测建筑物相邻的外侧面设置多个激光传感器，通过监测相邻的被测建筑物外侧面的各个激光传感器之间的距离变化，判断小区整体房屋、房屋个体的具体状态，对于出现的情况实现实时的反馈和预警。

Description

一种房屋倾斜监测预警系统
技术领域
本发明涉及建筑中的测量技术领域，具体涉及一种激光倾斜度监测装置。
背景技术
老旧小区房屋结构一般使用砌体结构，砌体砂浆和砖石砌块之间的粘结力较弱，因此无筋砌体的抗拉抗弯及抗剪强度低，抗震及抗裂性能较差。倾斜度检测是很重要的一项内容，其倾斜程度关系着整个房屋的寿命及安全性。
对于现有房屋倾斜检测，一般利用光学仪器，在一定点检测房屋上顶点角度变化，再根据计算公式具体得到倾斜角度。
或者采用北斗星技术，即通过北斗卫星的定位功能监测建筑物的沉降高度。然而，这么监测的精度只能达到米级。
发明内容
针对现有技术问题，本发明目的在于提供一种房屋倾斜监测预警系统，通过多个激光传感器实现对房屋倾斜、沉降、裂缝的实时监测。
本发明提供一种房屋倾斜监测预警系统，包括设于各个被测建筑物的各个外侧面的多个激光传感器，被测建筑物的各个外侧面按照其正投影形状被分割为多个区域，在每个区域上至少设置一个激光传感器。
该激光传感器包括激光发射终端和激光接收终端。
所述多个激光传感器连接服务器。
所述被测建筑物外侧面上的激光传感器向其相对的被测建筑物的外侧面上的激光传感器发射激光，同时接收来自其相对的被测建筑物的外侧面的激光传感器发射的激光。
依照本发明的另一个实施例，为了更加精准的掌握房屋外侧面裂缝、凸起等情况，所述被测建筑物处于一个外侧面上相邻的激光传感器彼此之间发射和接收激光。
依照本发明的另一个实施例，为了可以从宏观角度监测整个小区楼房的整体情况，所述被测建筑物的顶部顶点设置有激光传感器。
本发明有益效果：
1、仅利用一种激光测距传感器装置同时监测房屋倾斜、裂缝和变形，传感器测量精度高；一种传感器接口协议统一，方便信息传输；
2、可以实现远程实时监控。
附图说明
图1为激光测距装置监测原理示意图。
图2为激光测距装置监测原理图。
图3为实施例二中对多楼房检测效果图。
具体实施方式
本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
实施例一：
如图1所示，在相邻的两个房屋的相对的外侧面上布置有多个激光传感器1。
激光传感器1放置在楼房外墙壁上，优选的位置为房屋的承重梁与柱子或者是重点监测位置，放置若干激光传感器1。为了不影响住户的正常生活，可将激光传感器1放置于门窗门框上部。
将房屋某一面墙按照其正投影的形状绘制成二维网格坐标，对于不同位置的激光传感器1进行标志性编号，例如编号形式可为（x，y），x与y分别对应为横坐标与纵坐标。同样地，临近楼房也按照相同的规则进行排布。如图1所示两栋楼房相对面，通过激光传感器1相互测量其距离，实现楼房倾斜的判断及对裂缝的定位。
房屋整体倾斜，通过激光传感器1测量相邻房屋的邻近面的水平方向的距离，若该房屋上某一面多处激光传感器1与同一相邻房屋的距离均发生变化，则可能是发生了整体倾斜。同理根据该房屋其他面与临近的其他房屋水平方向的距离变化可以进一步验证是否为整体倾斜。
房屋局部倾斜，若房屋附近正在挖基坑则可能会影响到该房屋的地基下沉，会使得砌体承重结构房屋的纵向墙体每6~10米内的沉降差，即局部倾斜。局部倾斜也可通过上述方法，使用激光传感器1测量相邻房屋的水平方向的距离，某一面上的激光传感器1测量的距离部分发生了改变则可能发生了局部倾斜，再结合非水平方向的距离做进一步验证。
房屋发生裂痕情况，该楼房的激光传感器1通过测量位于该楼房其他位置的激光传感器1的距离可判断裂缝大概位置以及裂缝的长宽数据，若位于该楼房呈上下排布的激光传感器1测得的距离变大可初步判断为横向裂缝，同理呈左右排布的激光传感器1测得距离变大可初步判断为纵向裂缝，再结合相邻两楼房之间的位置信息可以简单判断裂缝的成因。如楼房间的距离没有变化，楼房上下或左右的距离发生变化，则可能是温度或湿度的变化导致材料收缩而产生的裂缝。若楼房间的距离产生变化，楼房上下或左右的距离发生变化，则可能是沉降导致的裂缝。以上仅仅以房屋的某一点与其他点之间的距离变化而判断出的倾斜及裂缝信息，同理在房屋的其它点也可以测量出倾斜和裂缝信息，综合全部信息，可得到较为准确的倾斜和裂缝的判断。
所述房屋倾斜监测预警系统运行过程，如图2所示，展示部分激光传感器1测量判断过程，由图来看，可利用两栋房屋但不限于两栋房屋进行测量，根据图中绘制的网格坐标，一栋楼房上沿y轴方向设置两个激光传感器1，一个可设为在y值较小的高度标记为A（X1，Y1），另一个可设为y值较大的高度标记为B（X1，Y2）；选取对另一栋楼的定点设为C（X3，Y3）、D（X4，Y4）、E（X5，Y5）进行测距，通过距离的变化可以判断倾斜方向，例如，A、B点均测量与C点的距离变化点AC，BC距离均减小，原因可能有：两栋楼至少一栋发生了倾斜，或其他相邻面产生纵向裂缝；若点AC，BC距离均减小，原因可能有：两栋楼至少一栋发生了倾斜；若点BC距离变化，而点AC距离不变，原因可能有：标记A,B点的楼房发生倾斜，且AB点之间可能会存在横向裂缝；若点BC距离变化，而点AC距离变化，原因可能有：两栋楼房反向倾斜，或设有C点的房屋向反AB点的方向倾斜。依次的，测量B点与C、D、E点距离的变化，结合上述，如AC,BC距离均减小，而BD，BE的距离没有变化，则可以初步判断CD两点之间发生了局部倾斜；若BD、BE的距离也减小，则可以初步判断，A、B点之间发生了局部倾斜，可再测量A、B之间的距离做验证，另一种情况是A、B所在的楼房发生了整体倾斜；若BD距离减小，BE距离增大，则可能在D、E点之间产生了水平方向的裂缝。根据此逻辑可以在其他点运用，使得分析判断更加完整与严谨。
实施例二：
该装置还兼顾有防盗功能，如有异物遮挡红外测距超过一定时间，可向后台或物业安保中心进行警报。
工作原理：
激光传感器1利用了激光脉冲持续时间极短、瞬时功率很大的特点，即使没有合作目标，也能通过接收被测目标的漫反射信号，进行距离测量。脉冲法激光测距的原理与雷达测距相似，利用脉冲激光器向目标发射单次激光脉冲或激光脉冲串，计数器测量激光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的往返时间，由此计算目标的距离。倾斜与裂缝判断利用，利用多栋房屋相互做参考依照，依据相互之间距离的变化推算出倾斜的方向与大小；利用房屋发生裂缝会使得同一面墙裂缝两侧的距离发生变化推算裂缝的位置与方向。
实施例三：
如图3所示，本发明还提供了一种测量多个楼房倾斜角度的方法，在建筑物的端点均设置有激光传感器1。
在实施例一的基础上增设激光传感器1检测自身裂缝以及与其他楼房的倾斜关系，在楼房的某一面沿对角线方向的两端点设置激光传感器1，用于测量该面的裂缝情况。该面若发生裂缝，横向或纵向裂缝，均会改变对角线两端的距离。以达到检测裂缝的目的。
所述对多栋楼房的检测方法为，在楼房顶部顶点处设置激光传感器1，激光传感器1可以向相邻楼房顶部顶点测距，为了使用少量传感器而达到测量面更多的效果。对相邻两楼房，房顶相对的两平行房檐形成的四边形，选取该四边形的对角点进行测量。
对角点测量可以判断房屋的是否发生倾斜以及倾斜方向，例如对角点的距离变大，则两栋房屋至少有一栋向远离另一栋的方向倾斜，反之同理。利用房屋其中一个面的对角点测量，可以判断是否发生裂缝以及裂缝的方向。
多栋房屋相互检测，利用楼群之间的相互联系，可以用较少的测光测距传感器，测出更加丰富的数据。
楼群中处于边缘的房屋，较少的面与其他房屋相联系，不能与其他房屋联系的面，通过该楼房的不同位置的激光传感器1进行裂缝检测，通过与其他房屋的联系的面可以监测倾斜变化，若该房屋不少于两个面与其他房屋产生联系，则可以更加准确的检测倾斜状态。
在一个实施例中，为了减少激光传感器1的数量并检测建筑物多面的倾斜情况，所述激光传感器1呈对角线排布。

Claims (6)

1.一种房屋倾斜监测预警系统，其包括设于各个被测建筑物的各个外侧面的多个激光传感器，被测建筑物的各个外侧面按照其正投影形状被分割为多个区域，在每个区域上至少设置一个激光传感器；
该激光传感器包括激光发射终端和激光接收终端；
所述多个激光传感器连接服务器；
所述被测建筑物外侧面上的激光传感器向其相对的被测建筑物的外侧面上的激光传感器发射激光，同时接收来自其相对的被测建筑物的外侧面的激光传感器发射的激光。
2.根据权利要求1所述的一种房屋倾斜监测预警系统，其特征在于：所述一个被测建筑物的一个外侧面的一个激光传感器的激光发射终端向其相对的另一个被测建筑物的外侧面的一个激光传感器的激光接收终端发射激光。
3.根据权利要求1所述的一种房屋倾斜监测预警系统，其特征在于：所述一个被测建筑物的一个外侧面的一个激光传感器的激光发射终端向其相对的另一个被测建筑物的外侧面的多个激光传感器的激光接收终端发射激光。
4.根据权利要求2或3所述的一种房屋倾斜监测预警系统，其特征在于：所述被测建筑物处于一个外侧面上相邻的激光传感器彼此之间发射和接收激光。
5.根据权利要求2所述的一种房屋倾斜监测预警系统，其特征在于：所述被测建筑物的顶部顶点设置有激光传感器。
6.根据权利要求3所述的一种房屋倾斜监测预警系统，其特征在于：所述激光传感器的激光发射终端发射的激光为线性光。
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