CN112539822A - 一种评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法和装置 - Google Patents

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洪桂杰
费宇明
张又文
车双良
黄腾超
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    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本专利提供一种评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法和装置。该装置包括一个激光扫平仪、一个加速度计、一个双轴倾角传感器、一个光纤陀螺、四个激光探测装置，以及数据同步采集系统；将上述激光探测装置置于待测环境的四周，将激光扫平仪、双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺置于待测环境中心位置，所述激光扫平仪调整于水平状态后强制旋转，由四个激光探测装置接收远端激光，得到高程数据，并与加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺数据通过数据采集系统同步采集，通过评价同一时刻的远端激光位置、加速度数据、倾角数据、光纤陀螺数据，获取该待测环境下的振动频率及幅度。本实施例可以有效测量建筑施工环境现场中机械振动的频率分布，提取不同振动源的幅频特性。

Description

一种评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法和装置
技术领域
本发明涉及工程技术领域，尤其涉及一种振动测试系统。
背景技术
目前，建筑测绘仪器在工程建设勘测、设计、施工及经营管理阶段进行各种测量工作，直接为各项建设项目一系列工程工序服务，而工程测量的精度则直接影响了工程项目建设的质量。
而在建筑施工环境现场中，由于强夯、桩基、振冲等工程作业造成的机械振动都会对工程测量造成干扰，影响测量仪器的工作状态及精度。如何测量出建筑施工现场中干扰测量仪器的不同振动源的幅频特征已成为目前亟待解决的技术问题
发明内容
为了克服现有技术中建筑施工环境现场机械振动影响测量仪器工作状态及精度问题，本发明提供了一种评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法和装置，通过测量建筑施工环境现场机械振动的频率分布，提取出不同振动源的幅频特性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种评价建筑施工现场振动频率及幅度装置，包括一个激光扫平仪、一个加速度计、一个双轴倾角传感器、一个光纤陀螺、四个激光探测装置，以及数据同步采集系统；所述的激光探测装置放置于待测环境的四周；所述的激光扫平仪、双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺置于待测环境中心位置。
优选地，所述的激光扫平仪调整于水平状态后强制旋转，由四个激光探测装置接收远端激光，得到高程数据，并与加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺数据通过数据采集系统同步采集，通过评价同一时刻的远端激光位置、加速度数据、倾角数据、光纤陀螺数据，获取该待测环境下的振动频率及幅度。
本发明还提供了一种评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，包括以下步骤：
S1，根据建筑施工环境现场进行振动测试；
S2，将所述激光探测装置分别固定于被测环境的四个角落，所述激光扫平仪固定于被测环境中心位置；
S3，将所述安装有双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺的工装固定于被测环境中心位置；
S4，将权利要求1所述的评价建筑施工现场振动频率及幅度装置固定于三脚架上后与被测环境刚性连接或者与被测环境地面刚性连接；
S5，连通电源线与数据传输线，通过PC端的上位机软件接收测试数据，计算被测环境的振动频率及幅度。
优选地，所述的步骤S4中，将安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接。
优选地，所述的步骤S5中，连通电源线与数据传输线，通过PC端的上位机软件接收测试数据，得到静态状态下被测环境的固定频率。
优选地，所述的步骤S4中，激光扫平仪固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接；将安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为与被测环境地面刚性连接；
优选地，所述的步骤S5中，将激光扫平仪调整至水平状态后开启强制旋转模式，双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺的传感数据以及四个激光探测装置上的激光平面高程数据，通过通讯盒发送给PC端的上位机软件处理。
优选地，所述的步骤S5中，利用多传感器数据融合算法得到建筑施工现场中机械振动的频率分布以及不同振动源的幅频特性。
优选地，同时测试建筑施工环境中多个不同振动源产生的振幅频特性。
在另一优选例中，所述的评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，包括以下步骤：将激光扫平仪固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接；将安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为与被测环境地面刚性连接；将激光扫平仪调整至水平状态后开启强制旋转模式，混凝土布料机与混凝土振捣机同时施工，实时采集混凝土布料机和混凝土振捣机分别在距离测试设备5米区域内，5米～10米区域范围内和10米以外区域工作时，双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺的传感数据以及四个激光探测装置上的激光平面高程数据，通过通讯盒发送给PC端的上位机软件处理。
在另一优选例中，所述的评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，包括以下步骤：将激光扫平仪固定于被测环境中心位置处，安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装固定于被测环境中心位置处，固定连接方式皆为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接；将激光扫平仪调整至水平状态后开启强制旋转模式，混凝土布料机与混凝土振捣机同时施工，实时采集混凝土布料机和振捣机分别在在距离测试设备5米区域内，5米～10米区域范围内和10米以外区域工作时，双轴倾角传感器、加速度计的传感数据以及四个激光探测装置上的激光平面高程数据，通过通讯盒发送给PC端的上位机软件处理；利用多传感器数据融合算法得到建筑施工现场中机械振动的频率分布以及不同振动源的幅频特性。
与现有技术方案相比，本发明的有益效果：
因为本发明采用多个光学惯性传感器件实时采集，提高了振动测试的工作效率的同时，提升了振动测试数据的精确性；
因为本发明同步采集不同工况不同振动源下的光学惯性传感器件的测量数据，最大程度地保留了建筑施工现场干扰频率的多样性。
附图说明
图1为本发明评价建筑施工现场振动频率及幅度的装置组成示意图；
图2为本发明评价建筑施工现场振动频率及幅度的装置现场测试示意图；
在所有附图中，相同的附图标记代表同样的技术特征，具体如下：1-激光探测装置，2-激光扫平仪，3-安装有双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺的固定工装，4-PC端
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明所涉及的一种评价建筑施工现场振动频率及幅度的装置，主要由光学惯性传感器件与数据同步采集系统两部分组成，本实施例中光学惯性传感器件包括激光扫平仪、加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺、激光探测装置，数据同步采集系统由含有多个接口的通讯盒实现。
本实施例提供的一种评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，具体通过采集在建筑施工现场不同工况下，加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺、激光探测装置的实时测量数据，并将所述光学惯性传感器件的输出结果打包发送给上位机，利用多传感器数据融合算法得到建筑施工现场中机械振动的频率分布以及不同振动源的幅频特性。
图2是本发明评价建筑施工现场振动频率及幅度的装置现场测试示意图。如图所示，所述激光探测装置1分别固定于被测环境的四个角落，所述激光扫平仪2固定于被测环境中心位置，所述安装有双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺的工装3固定于被测环境中心位置。为保证上述光学传感器件测量数据精准，在此实施例中根据不同工况分为两种固定连接方式：固定于三脚架上后与被测环境刚性连接、与被测环境地面刚性连接。
本实施例中选用混凝土布料机、混凝土振捣机两个振动源进行例举说明，对混凝土布料机进行混凝土浇筑楼层与混凝土振捣机捣实混凝土所产生的振动幅度和频率进行检测。
由于振动强度存在随着距离衰减的规律，本实施例中设置了3个工作点用来检测相同环境下，单个振动源距离测试设备不同位置的振动幅频，工作点1为距离测试设备5米区域内处、工作点2为距离测试设备5～10米区域范围内、工作点3为距离测试设备10米区域以外。
测试振动：
测试一：静态环境下被测环境的固定频率测试
安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装3固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接；
连通电源线与数据传输线，通过PC端4的上位机软件接收测试数据，得到静态状态下被测环境的固定频率。
测试二：施工环境下地面振动频率测试
激光扫平仪2固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接；
安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装3固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为与被测环境地面刚性连接；
将激光扫平仪2调整至水平状态后开启强制旋转模式，混凝土布料机与混凝土振捣机同时施工，实时采集混凝土布料机和混凝土振捣机分别在3个工作点工作时，双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺的传感数据以及四个激光探测装置上的激光平面高程数据，通过通讯盒发送给PC端4的上位机软件处理。
测试三：施工条件下传递到三脚架上的振动频率测试
激光扫平仪2固定于被测环境中心位置处，安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装3固定于被测环境中心位置处，固定连接方式皆为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接；
将激光扫平仪2调整至水平状态后开启强制旋转模式，混凝土布料机与混凝土振捣机同时施工，实时采集混凝土布料机和振捣机分别在3个工作点工作时，双轴倾角传感器、加速度计的传感数据以及四个激光探测装置上的激光平面高程数据，通过通讯盒发送给PC端4的上位机软件处理。
本实施例中，通过利用多个光学惯性传感器实时采集建筑施工环境现场中不同工况下不同振动源的干扰幅频，能够最大程度达到设定的测试目的。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种评价建筑施工现场振动频率及幅度装置，其特征在于，包括一个激光扫平仪、一个加速度计、一个双轴倾角传感器、一个光纤陀螺、四个激光探测装置，以及数据同步采集系统；
所述的激光探测装置放置于待测环境的四周；所述的激光扫平仪、双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺置于待测环境中心位置。
2.根据权利要求1所述的评价建筑施工现场振动频率及幅度装置，其特征在于，所述的激光扫平仪调整于水平状态后强制旋转，由四个激光探测装置接收远端激光，得到高程数据，并与加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺数据通过数据采集系统同步采集，通过评价同一时刻的远端激光位置、加速度数据、倾角数据、光纤陀螺数据，获取该待测环境下的振动频率及幅度。
3.一种评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据建筑施工环境现场进行振动测试；
S2，将所述激光探测装置分别固定于被测环境的四个角落，所述激光扫平仪固定于被测环境中心位置；
S3，将所述安装有双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺的工装固定于被测环境中心位置；
S4，将权利要求1所述的评价建筑施工现场振动频率及幅度装置固定于三脚架上后与被测环境刚性连接或者与被测环境地面刚性连接；
S5，连通电源线与数据传输线，通过PC端的上位机软件接收测试数据，计算被测环境的振动频率及幅度。
4.根据权利要求3所述的评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，其特征在于，所述的步骤S4中，将安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接。
5.根据权要求4所述的价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，其特征在于，所述的步骤S5中，连通电源线与数据传输线，通过PC端的上位机软件接收测试数据，得到静态状态下被测环境的固定频率。
6.根据权利要求3所述的评价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，其特征在于，所述的步骤S4中，激光扫平仪固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为固定于三脚架上后与被测环境刚性连接；将安装有加速度计、双轴倾角传感器、光纤陀螺的工装固定于被测环境中心位置处，固定连接方式为与被测环境地面刚性连接。
7.根据权要求6所述的价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，其特征在于，所述的步骤S5中，将激光扫平仪调整至水平状态后开启强制旋转模式，双轴倾角传感器、加速度计、光纤陀螺的传感数据以及四个激光探测装置上的激光平面高程数据，通过通讯盒发送给PC端的上位机软件处理。
8.根据权要求1所述的价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，其特征在于，所述的步骤S5中，利用多传感器数据融合算法得到建筑施工现场中机械振动的频率分布以及不同振动源的幅频特性。
9.根据权要求1所述的价建筑施工现场振动频率及幅度的方法，其特征在于，同时测试建筑施工环境中多个不同振动源产生的振幅频特性。
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