CN114777663A - 一种建筑工程用二维微形变检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种建筑工程用二维微形变检测装置，可以测量二维形变，其结构精巧，便于安装调试和测量使用，提高了微形变检测的效率，降低了成本，其特征在于：所述装置包括激光发射器组件、位移成像测量组件和控制器；所述激光发射器组件包括激光头、分光镜和发射器支架，所述激光头和分光镜均固定在发射器支架上，所述激光头的射出光线垂直于分光镜的入射面；所述位移成像测量组件包括底板和两组CCD幕布成像靶标，所述两组CCD幕布成像靶标固定在底板上且其中心分别正对分光镜的两束射出光线的中心；所述控制器安装在底板上且分别与激光头、两组CCD幕布成像靶标电性连接；所述发射器支架和底板上均开设有固定孔且两者通过弹性连接板连接。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程监测设备相关技术领域，具体涉及一种建筑工程用二维微形变检测装置。
背景技术
在建筑工程领域，常常需要检测细微的形变，例如桥梁结构的局部形变、危墙裂缝的形变位移等等。传统的方法是贴应变片，或其他拉线式测量设备，这些测量设备通常都较为精细，安装调试和测量过程都需要较高的水平经验，而且使用过程中容易损坏，成本较高，在测量精度和测量行程上难以兼顾，并且通常只能测量单一维度的形变，要想获得二维的形变，需要安装多个测量设备来实现，增加了安装调试和测量过程的难度以及成本。
发明内容
为了解决上述内容中提到的问题，本发明提供了一种建筑工程用二维微形变检测装置，可以测量二维形变，其结构精巧，便于安装调试和测量使用，提高了微形变检测的效率，降低了成本。
其技术方案是这样的：
一种建筑工程用二维微形变检测装置，其特征在于：所述装置包括激光发射器组件、位移成像测量组件和控制器；所述激光发射器组件包括激光头、分光镜和发射器支架，所述激光头和分光镜均固定在发射器支架上，所述激光头的射出光线垂直于分光镜的入射面；所述位移成像测量组件包括底板和两组CCD幕布成像靶标，所述两组CCD幕布成像靶标固定在底板上且其中心分别正对分光镜的两束射出光线的中心；所述控制器安装在底板上且分别与激光头、两组CCD幕布成像靶标电性连接；所述发射器支架和底板上均开设有固定孔且两者通过弹性连接板连接。
进一步的，所述装置还包括支架盖、底板盖和弹性防护罩，所述支架盖安装在发射器支架上，所述底板盖安装在底板上，所述支架盖和底板盖之间通过弹性防护罩连接。
进一步的，所述分光镜分出两束互为90度的射出光线，所述两组CCD幕布成像靶标互成90度固定在底板上。
进一步的，所述的CCD幕布成像靶标包括幕布、暗室、镜头和CCD图像传感器。
进一步的，所述激光头发射的激光束为可见光或者不可见光。
进一步的，所述CCD图像传感器可替换为CMOS图像传感器。
进一步的，所述控制器上安装有温度传感器。
本发明的有益效果为：
本发明装置通过发射器支架和底板上的固定孔将激光发射器组件、位移成像测量组件分别固定在裂缝两侧的墙体上，由于发射器支架和底板通过弹性连接板连接，使得裂缝两侧墙体的微形变引起发射器支架和底板的相对位移，最终引起经分光镜分射出的两束激光分别在对应的CCD幕布成像靶标的成像位置发生变化，最后通过控制器根据成像位置的变化解算得到二维微形变测量结果；因此本装置通过精巧的结构设计，降低了安装调试和测量使用的难度，并且可以实时获取二维微形变的测量数据，达到了提高微形变检测的效率、降低成本的技术效果。
附图说明
图1是本发明的外形示意图；
图2是本发明的主体结构示意图；
图3是激光发射器组件结构示意图；
图4是位移成像测量组件结构示意图；
图5是支架盖、底板盖和弹性防护罩结构示意图；
图6是CCD幕布成像靶标剖面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。
如图1-2所示，一种建筑工程用二维微形变检测装置，所述装置包括激光发射器组件1、位移成像测量组件2和控制器3。
如图3所示，所述激光发射器组件1包括激光头5、分光镜6和发射器支架7，所述激光头5和分光镜6均固定在发射器支架7上，所述激光头5的射出光线垂直于分光镜6的入射面，由分光镜6分出两束激光。所述激光头5发射的激光束为可见光或者不可见光。
如图2-5所示，所述位移成像测量组件2包括底板9和两组CCD幕布成像靶标8，所述两组CCD幕布成像靶标8固定在底板9上且其中心分别正对分光镜6的两束射出光线的中心。所述的CCD幕布成像靶标8包括幕布10、暗室11、镜头12和CCD图像传感器13。镜头12的视场完全覆盖幕布10的范围，幕布10上的激光光斑经镜头12成像于CCD图像传感器13。所述CCD图像传感器13可替换为CMOS图像传感器。
优选的，所述分光镜6分出两束互为90度的射出光线，所述两组CCD幕布成像靶标8互成90度固定在底板上。
如图2-4所示，所述控制器3安装在底板9上且分别与激光头5、两组CCD幕布成像靶标8电性连接。
如图2-4所示，所述发射器支架7和底板9上均开设有固定孔且两者通过弹性连接板4连接。所述的弹性连接板4为弹性橡胶，当发射器支架7和底板9间发生相对位移时，弹性橡胶变形。
如图6所示，所述装置还包括支架盖14、底板盖15和弹性防护罩16，所述支架盖14安装在发射器支架7上，所述底板盖15安装在底板9上，所述支架盖14和底板盖15之间通过弹性防护罩16连接。所述弹性防护罩16为风琴防护罩。当发射器支架7和底板9间发生相对位移时，风琴防护罩产生变形。
所述控制器3上安装有温度传感器。控制器通过温度传感器测量环境温度，对当前测量值进行温度补偿，以得到更为精确地位移形变值。
本装置的工作原理：CCD图像传感器13上光照强度的分布与幕布10上激光光斑的位置直接相关，通过标定，可得出CCD图像传感器13光强分布与实际形变位移的关系，从而实现对微形变的测量监控。
具体实施时，安装人员在预定位置上开孔或焊接螺杆，即可将本装置通过螺钉或螺母安装固定于待测部位。例如：在要监测的危墙裂缝两侧，在墙壁上开出铆钉孔，将本装置的固定孔与铆钉孔对齐后，用铆钉将本装置固定于墙壁之上。此时本装置的激光发射器组件1、位移成像测量组件2分别固定在裂缝的两侧。
通电后，装置进入形变监测状态。由于发射器支架7和底板9是通过弹性连接板4连接，使得裂缝两侧墙体的微形变引起发射器支架7和底板9的相对位移；具体的，当激光发射器组件1与位移成像测量组件2间发生横向的相对形变位移后（称之为x向），经分光镜6后转折90度的激光束在CCD幕布成像靶标8上的成像位置发生x向的变化，经控制器3检测解算后，可得出x向的微形变；具体的，当激光发射器组件1与位移成像测量组件2间发生纵向的相对形变位移后（称之为y向），经分光镜6后直射的激光束在另一CCD幕布成像靶标8上的成像位置发生y向的变化，经控制器3检测解算后，可得出y向的微形变。
本装置原理简单，易于实现，通过精巧的结构设计，降低了安装调试和测量使用的难度，可实时监测x向、y向两个维度的形变位移，精度可达0.01mm，测量范围根据结构尺寸可达数厘米，从而提高了微形变检测的效率、降低了成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种建筑工程用二维微形变检测装置，其特征在于：所述装置包括激光发射器组件、位移成像测量组件和控制器；所述激光发射器组件包括激光头、分光镜和发射器支架，所述激光头和分光镜均固定在发射器支架上，所述激光头的射出光线垂直于分光镜的入射面；所述位移成像测量组件包括底板和两组CCD幕布成像靶标，所述两组CCD幕布成像靶标固定在底板上且其中心分别正对分光镜的两束射出光线的中心；所述控制器安装在底板上且分别与激光头、两组CCD幕布成像靶标电性连接；所述发射器支架和底板上均开设有固定孔且两者通过弹性连接板连接。
2.根据权利要求1所述的一种建筑工程用二维微形变检测装置，其特征在于：所述装置还包括支架盖、底板盖和弹性防护罩，所述支架盖安装在发射器支架上，所述底板盖安装在底板上，所述支架盖和底板盖之间通过弹性防护罩连接。
3.根据权利要求1所述的一种建筑工程用二维微形变检测装置，其特征在于：所述分光镜分出两束互为90度的射出光线，所述两组CCD幕布成像靶标互成90度固定在底板上。
4.根据权利要求1所述的一种建筑工程用二维微形变检测装置，其特征在于：所述的CCD幕布成像靶标包括幕布、暗室、镜头和CCD图像传感器。
5.根据权利要求4所述的一种建筑工程用二维微形变检测装置，其特征在于：所述CCD图像传感器可替换为CMOS图像传感器。
6.根据权利要求1所述的一种建筑工程用二维微形变检测装置，其特征在于：所述激光头发射的激光束为可见光或者不可见光。
7.根据权利要求1所述的一种建筑工程用二维微形变检测装置，其特征在于：所述控制器上安装有温度传感器。
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