CN204422058U - 一种基于激光的桥梁振动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于激光的桥梁振动检测装置，涉及桥梁检测领域，该装置包括相互连接的测试箱和计算机，测试箱的内部设置有光纤激光发射器、第一光纤耦合器、第一光纤准直镜、第二光纤准直镜、第二光纤耦合器、光电探测器、高频信号采集仪和激光笔；激光笔位于第一光纤准直镜和第二光纤准直镜之间；光纤激光发射器、第一光纤耦合器和第一光纤准直镜顺次连接，第二光纤准直镜、第二光纤耦合器、光电探测器和高频信号采集仪顺次连接；第一光纤耦合器与第二光纤耦合器连接，高频信号采集仪与计算机连接。本实用新型的安装难度较低，使用比较安全，不仅能够降低成本，而且使用比较方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁检测领域，具体涉及一种基于激光的桥梁振动检测装置。
背景技术
随着现代设计和施工技术的不断发展，桥梁跨度越来越大，桥梁安全检测也随之发展起来，桥梁安全检测包括静态参数和动态参数，由于动态参数能够更换的反映桥梁的结构特征，因此，桥梁结构在施工和运营中过程中的动态参数检测逐渐成为桥梁安全检测的重点。
现有的桥梁动态检测装置包括加速度传感器和测速仪，加速度传感器是基于半导体材料压阻效应、基于材料压电效应的传感器，该传感器在使用时，需要直接与桥梁接触，为接触式传感器。
接触式传感器在使用时，存在以下缺陷：接触式传感器的安装难度较大，安装时间较长；接触式传感器在使用时，不仅会阻碍测试点的现场交通，而且不安全。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于激光的桥梁振动检测装置，安装难度较低，使用比较安全，不仅能够降低成本，而且使用比较方便。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种基于激光的桥梁振动检测装置，包括相互连接的测试箱和计算机，所述测试箱的内部设置有光纤激光发射器、第一光纤耦合器、第一光纤准直镜、第二光纤准直镜、第二光纤耦合器、光电探测器、高频信号采集仪和激光笔；所述激光笔位于第一光纤准直镜和第二光纤准直镜之间；
所述光纤激光发射器、第一光纤耦合器和第一光纤准直镜顺次连接，所述第二光纤准直镜、第二光纤耦合器、光电探测器和高频信号采集仪顺次连接；所述第一光纤耦合器与第二光纤耦合器连接，所述高频信号采集仪与计算机连接。
在上述技术方案的基础上，所述第一光纤准直镜的横向中心线与第二光纤准直镜横向中心线之间的夹角≤0.02°，第一光纤准直镜的纵向中心线与第二光纤准直镜纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
在上述技术方案的基础上，所述第一光纤准直镜的横向中心线与激光笔横向中心线之间的夹角≤0.02°，所述第一光纤准直镜的纵向中心线与激光笔纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
在上述技术方案的基础上，所述第二光纤准直镜的横向中心线与激光笔横向中心线之间的夹角≤0.02°，所述第二光纤准直镜的纵向中心线与激光笔纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
在上述技术方案的基础上，所述测试箱与第一光纤准直镜对应之处开有第一激光口，所述测试箱与第二光纤准直镜对应之处开有第二激光口，所述测试箱与激光笔对应之处开有第三激光口。
在上述技术方案的基础上，所述第一光纤准直镜、第二光纤准直镜和激光笔均通过调节式夹持器与测试箱连接。
在上述技术方案的基础上，所述光纤激光发射器、第一光纤准直镜、第二光纤耦合器均通过光纤跳线与第一光纤耦合器连接，所述第二光纤准直镜和光电探测器均通过光纤跳线与第二光纤耦合器连接。
在上述技术方案的基础上，所述光电探测器、计算机均通过数据线与高频信号采集仪连接。
在上述技术方案的基础上，所述光纤激光发射器的发射光波长为1550nm，激光笔的发射光波长为380～780nm。
在上述技术方案的基础上，所述第一光纤耦合器、第二光纤耦合器的分光比均为1:99。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型中的基于激光的桥梁振动检测装置，包括设置在测试箱内部的光纤激光发射器、第一光纤耦合器、第一光纤准直镜、第二光纤准直镜、第二光纤耦合器、光电探测器、高频信号采集仪和激光笔，结构比较简单，组成元器件价格较低，制作成本较低；使用时，直接放置在待测点附近，调整检测装置的放置位置就可以进行检测，有效缩短安装时间，提高检测的安全性。
(2)本实用新型中的基于激光的桥梁振动检测装置，包括设置于第一光纤准直镜和第二光纤准直镜之间的激光笔，激光笔能够发射可见激光，引导第一光纤准直镜内射出的光对准待测桥梁，能够降低检测强度，提高检测的精确度。
附图说明
图1为本实用新型实施例中基于激光的桥梁振动检测装置的结构示意图。
图中：1-测试箱，2-第一光纤准直镜，3-调节式夹持器，4-第一光纤耦合器，5-光纤激光发射器，6-第一激光口，7-第二激光口，8-第三激光口，9-第二光纤准直镜，10-激光笔，11-第二光纤耦合器，12-光电探测器，13-高频信号采集仪，14-计算机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本实用新型实施例提供一种基于激光的桥梁振动检测装置，包括相互连接的测试箱1和计算机14，测试箱1的内部设置有光纤激光发射器5、第一光纤耦合器4、第一光纤准直镜2、第二光纤准直镜9、第二光纤耦合器11、光电探测器12、高频信号采集仪13和激光笔10。激光笔10位于第一光纤准直镜2和第二光纤准直镜9之间。
光纤激光发射器5、第一光纤耦合器4和第一光纤准直镜2顺次连接，第二光纤准直镜9、第二光纤耦合器11、光电探测器12和高频信号采集仪13顺次连接。第一光纤耦合器4与第二光纤耦合器11连接，高频信号采集仪13与计算机14连接。
测试箱1与第一光纤准直镜2对应之处开有第一激光口6，测试箱1与第二光纤准直镜9对应之处开有第二激光口7，测试箱1与激光笔10对应之处开有第三激光口8。
第一光纤准直镜2的横向中心线与第二光纤准直镜9横向中心线之间的夹角≤0.02°，第一光纤准直镜2的纵向中心线与第二光纤准直镜9纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
第一光纤准直镜2的横向中心线与激光笔10横向中心线之间的夹角≤0.02°，第一光纤准直镜2的纵向中心线与激光笔10纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
第二光纤准直镜9的横向中心线与激光笔10横向中心线之间的夹角≤0.02°，第二光纤准直镜9的纵向中心线与激光笔10纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
第一光纤准直镜2、第二光纤准直镜9和激光笔10均通过调节式夹持器3与测试箱1连接。光纤激光发射器5、第一光纤准直镜2、第二光纤耦合器11均通过光纤跳线与第一光纤耦合器4连接，第二光纤准直镜9和光电探测器12均通过光纤跳线与第二光纤耦合器11连接，光电探测器12、计算机14均通过数据线与高频信号采集仪13连接。
光纤激光发射器5的发射光波长为1550nm，激光笔10的发射光波长为380～780nm，第一光纤耦合器4、第二光纤耦合器11的分光比为1:99。
工作波长1550nm为不可见光，使用过程中不易对准目标，增设了激光笔10作为指示光。
本实用新型实施例的工作原理如下：
光纤激光发射器5发射激光，激光通过第一光纤耦合器4后分为第一激光和第二激光，第一激光通过第一光纤准直镜2后射至待侧物体表面，经过漫反射后，得到漫反射光，漫反射光依次通过第二光纤准直镜9和第二光纤耦合器11后进入光电探测器12，光电探测器12将光信号转化为电信号后，通过信号采集仪放大并发送至计算机14。
第二激光通过第二光纤耦合器11后进入光电探测器12，光电探测器12将光信号转化为电信号后，通过高频信号采集仪13放大并发送至计算机14。
第一激光经过振动的物体表面会因为多普勒效应而改变频率，因此，漫反射光的频率与第一激光、第二激光的频率不同，由于入射光和发射光的频率差与物体的振动速度有一个固定的解析关系，能够通过漫反射光与第一激光的频率差，计算待测物的振动信息。
本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于激光的桥梁振动检测装置，包括相互连接的测试箱(1)和计算机(14)，其特征在于：所述测试箱(1)的内部设置有光纤激光发射器(5)、第一光纤耦合器(4)、第一光纤准直镜(2)、第二光纤准直镜(9)、第二光纤耦合器(11)、光电探测器(12)、高频信号采集仪(13)和激光笔(10)；所述激光笔(10)位于第一光纤准直镜(2)和第二光纤准直镜(9)之间；
所述光纤激光发射器(5)、第一光纤耦合器(4)和第一光纤准直镜(2)顺次连接，所述第二光纤准直镜(9)、第二光纤耦合器(11)、光电探测器(12)和高频信号采集仪(13)顺次连接；所述第一光纤耦合器(4)与第二光纤耦合器(11)连接，所述高频信号采集仪(13)与计算机(14)连接。
2.如权利要求1所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述第一光纤准直镜(2)的横向中心线与第二光纤准直镜(9)横向中心线之间的夹角≤0.02°，第一光纤准直镜(2)的纵向中心线与第二光纤准直镜(9)纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
3.如权利要求1所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述第一光纤准直镜(2)的横向中心线与激光笔(10)横向中心线之间的夹角≤0.02°，所述第一光纤准直镜(2)的纵向中心线与激光笔(10)纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
4.如权利要求1所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述第二光纤准直镜(9)的横向中心线与激光笔(10)横向中心线之间的夹角≤0.02°，所述第二光纤准直镜(9)的纵向中心线与激光笔(10)纵向中心线之间的夹角≤0.02°。
5.如权利要求1所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述测试箱(1)与第一光纤准直镜(2)对应之处开有第一激光口(6)，所述测试箱(1)与第二光纤准直镜(9)对应之处开有第二激光口(7)，所述测试箱(1)与激光笔(10)对应之处开有第三激光口(8)。
6.如权利要求1所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述第一光纤准直镜(2)、第二光纤准直镜(9)和激光笔(10)均通过调节式夹持器(3)与测试箱(1)连接。
7.如权利要求1所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述光纤激光发射器(5)、第一光纤准直镜(2)、第二光纤耦合器(11)均通过光纤跳线与第一光纤耦合器(4)连接，所述第二光纤准直镜(9)和光电探测器(12)均通过光纤跳线与第二光纤耦合器(11)连接。
8.如权利要求1所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述光电探测器(12)、计算机(14)均通过数据线与高频信号采集仪(13)连接。
9.如权利要求1～8中任一项所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述光纤激光发射器(5)的发射光波长为1550nm，激光笔(10)的发射光波长为380～780nm。
10.如权利要求1～8中任一项所述的基于激光的桥梁振动检测装置，其特征在于：所述第一光纤耦合器(4)、第二光纤耦合器(11)的分光比均为1:99。
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| CN201520084412.8U CN204422058U (zh) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | 一种基于激光的桥梁振动检测装置 |
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| CN201520084412.8U CN204422058U (zh) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | 一种基于激光的桥梁振动检测装置 |
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|---|---|
| CN204422058U true CN204422058U (zh) | 2015-06-24 |
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| CN201520084412.8U Active CN204422058U (zh) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | 一种基于激光的桥梁振动检测装置 |
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| CN (1) | CN204422058U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105973452A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-09-28 | 秦皇岛市地方道路管理处 | 偏远桥梁的振动监测系统及其振动监测方法 |
| CN106197910A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-12-07 | 东南大学 | 一种基于车桥耦合振动分析的桥梁检测方法与检测系统 |
| CN110514289A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-11-29 | 西南石油大学 | 一种光纤振动传感器及大跨径桥梁振动监测方法 |
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2015
- 2015-02-05 CN CN201520084412.8U patent/CN204422058U/zh active Active
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