CN207622744U - 使用激光标尺的垂直高差测量装置 - Google Patents

Abstract

一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，包括调制激光发射器以及与其配合使用的用于接收激光并对被监测地点进行沉降测量的沉降测量接收器，所述调制激光发射器包括防雷保护模块、激光发射及测距模块、图像采集模块、无线通信模块、电池模块以及太阳能电池板，所述电池模块底端设置有用于支撑调制激光发射器的柱体，所述主体与电池模块之间通过连接件固定连接，所述太阳能板一端转动连接在连接件上，所述太阳能板背部设置有用于支撑太阳能板的支撑组件，所述支撑组件上设置有用于调节太阳能板倾斜角度的调节装置。其优点是可以精确测量被监测地点沉降情况。

Description

使用激光标尺的垂直高差测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种泥石流、滑坡、危岩、护坡(挡墙)崩塌、线路沉降、大桥沉降或大桥移位检测装置，具体涉及一种使用激光标尺的垂直高差测量装置。

背景技术

沉降是一个不断累积的过程，当累积达到一定程度后就会产生严重危害，对一些重要地段的沉降监测频率要高，测量的间隔时间应尽可能短，并实时上报指挥中心，在沉降变化超过安全范围前及时报警，才能起到防止人员伤亡、减少财产损失的目的。现行规范规定，高层建筑物、构筑物、重要古建筑物及连续生产的矿山基建、动力设备基础、滑坡监测等均要进行变形、沉降观测。

关于地面沉降的监测开始于上世纪中期，目前用于沉降观测的仪器主要有：水准仪、分层沉降仪、水管式沉降仪、电子水平尺。电子水平尺精度最高，但使用成本太高，别的仪器又不易实现连续和自动化测量。目前还没有一种低成本、高精度、能实时自动测量并发出信号的沉降监测报警装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其优点是可以精确测量被监测地点沉降情况。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，包括调制激光发射器以及与其配合使用的用于接收激光并对被监测地点进行沉降测量的沉降测量接收器，所述调制激光发射器包括防雷保护模块、激光发射及测距模块、图像采集模块、无线通信模块、电池模块以及太阳能电池板，所述电池模块底端设置有用于支撑调制激光发射器的柱体，所述主体与电池模块之间通过连接件固定连接，所述太阳能板一端转动连接在连接件上，所述太阳能板背部设置有用于支撑太阳能板的支撑组件，所述支撑组件上设置有用于调节太阳能板倾斜角度的调节装置。

通过上述技术方案，调制激光发射器可以向沉降测量接收器发出激光，沉降测量接收器接收到激光信号，当沉降测量接收器所在区域发生沉降或塌方时，激光照射点在沉降测量接收器上的位置发生改变，沉降测量接收器感知到沉降信号，防雷保护模块可以起到防雷保护效果，激光发射及测距模块在发出激光的同时可以测出被监测点与调制激光发射器之间的直线距离，图像采集模块可以采集被监测电的图像信息，并通过无线通信模块将图像信息发送至监控中心，太阳能电池板可以对调制激光发射器内的所有元器件提供电能，并且太阳能电池板通过支撑组件支撑在连接件上，支撑组件上设置有调节装置，可以通过调节装置调节太阳能电池板的倾斜角度，便于在不用的环境下将太阳能电池板调整至最佳角度接收光照。

本实用新型进一步设置为：所述支撑组件包括设置在连接件底部的支撑杆，所述支撑杆一端与连接件转动连接，另一端连接太阳能电池板。

通过上述技术方案，支撑杆一端固定在连接件底部，另一端用于支撑太阳能电池板，支撑杆与连接件转动连接，使连接杆的调节范围更大。

本实用新型进一步设置为：所述太阳能电池板背部固定设置有一凸球，所述调节装置包括设置在凸球与支撑杆之间的套筒，所述套筒内中空设置且设置有内螺纹,支撑杆外设置有与套筒配合的外螺纹。

通过上述技术方案，凸球与套筒端部转动连接，套筒内设置有螺纹，支撑杆外设置有外螺纹，转动套筒可调节套筒与支撑杆之间的距离，以此来调节太阳能板的倾斜角度，使太阳能板可以以最合适的角度接收太阳光照。

本实用新型进一步设置为：所述太阳能电池板沿连接件顶壁周向设置为若干组相互串联的板块，每个太阳能电池板顶边均与连接件转动连接。

通过上述技术方案，太阳能板设置为多组可以在相同的时间内储存更多的电量，增加太阳能的利用率。

本实用新型进一步设置为：所述防雷保护模块底部设置有若干组转动盘，所述激光发射及测距模块设置在所述转动盘上，所述每组转动盘同轴转动连接。

通过上述技术方案，转动盘同轴转动连接，方便调节激光发射及测距模块的激光发射方向。

本实用新型进一步设置为：所述图像采集模块为差分摄像机，所述差分摄像机设置在所述转动盘上。

通过上述技术方案，差分摄像机可以每隔一段时间拍摄一次图像信息，将激光照射点以及被监测对象的图像信息拍摄下来，并将图像信息发送至监控中心进行分析。

本实用新型进一步设置为：所述无线通信模块包括无线发送装置，所述无线发送装置与所述差分摄像机电性连接，所述无线通信模块还包括设置在3G天线。

通过上述技术方案，无线发送装置与差分摄像机电性连接，可将差分摄像机拍摄到的图像信息通过3G无线网络发送至监控中心，3G天线设置在装置外部，可以增强信号，保证信息传输顺利。

本实用新型进一步设置为：所述防雷保护模块为属氧化物避雷器，其型号为HY5WS-10/30。

通过上述技术方案，该型号避雷器可以在-40℃~+40℃温度范围内工作，体积小、成本低，实用性强。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

该调制激光发射器上设置有若干组可转动的激光测距传感器，在向沉降测量接收器发出激光信号的同时可以测出两者间的距离，激光测距传感器设置在可转动的转盘上，方便调整照射角度；太阳能电池板设置为多组，可在相同时间内储存更多的电能，保证电量的充足；太阳能电池板背部设置有调节装置，便于调节太阳能电池板的倾斜角度，使其以最合适的角度接收太阳光。

附图说明

图1是调制激光发射器与沉降测量接收器配合使用状态示意图；

图2是调制激光发射器结构示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是沉降测量接收器结构示意图；

图5是沉降测量接收器爆炸图；

图6是太阳能光束中继装置结构示意图。

图中，1、调制激光发射器；11、防雷保护模块；12、激光发射及测距模块；13、图像采集模块；14、3G通信模块；15、电池模块；16、太阳能电池板；17、转动盘；18、连接件；19、柱体；21、支撑杆；22、凸球；23、套筒；3、沉降测量接收器； 31、激光接收模块；32、锂电池模块；33、无线通信模块；34、二级太阳能板；35、外壳；36、激光接收窗；4、太阳能光束中继装置；41、一级太阳能板；42、蓄电池；43、灯光发射装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，使用激光标尺的垂直高差测量装置，包括调制激光发射器1以及与其配合使用的沉降测量接收器3，调至激光发射器设置在道路旁边， 沉降测量接收器3设置在被监测地点处，调制激光发射器1发出激光照射在沉降测量接收器3上，沉降测量接收器3可以感知激光照射位置，当被监测的地点发生沉降时，激光照射点在沉降测量接收器3上的位置发生改变，沉降测量接收器3感知到沉降信号，通过沉降测量接收器3背部的无线通信模块33将沉降信号发出。

如图2所示，调制激光发射器1由上至下依次包括防雷保护模块11、激光发射及测距模块12、图像采集模块13、3G通信模块14、电池模块15以及太阳能电池板16。防雷保护模块11为属氧化物避雷器，其型号为HY5WS-10/30，该型号避雷器可以在-40℃~+40℃温度范围内工作，体积小、成本低，实用性强。

激光发射及测距模块12为若干组层叠加的激光测距传感器，用于向沉降测量接收器3发出激光信号，同时测量出调制激光发射器1与沉降测量接收器3之间的距离。多组激光测距传感器可以同时对多个沉降测量接收器3所在点进行监测，激光测距传感器最少设置为3组，本实施例中可以扩展为8组。防雷保护模块11底部设置有若干组转动盘17，每组转动盘17同轴转动连接，激光测距传感器分别设置在每组转动盘17上，便于调节激光照射方向。

如图1和图2所示，图像采集模块13设置在最底层转动盘17上，图像采集模块13为差分摄像机，差分摄像机每隔一段时间拍摄一次图像信息，并将图像信息传输至监控中心进行分析。3G通信模块14设置在差分摄像机底部并与其电性连接，3G通信模块14外对称设置有3G天线，可以接收到3G信号，3G通信模块14内设置有无线发送装置，可以将差分摄像机拍摄到的图像信息通过3G信号发到监控中心进行分析。3G通信模块14底部设置有电池模块15，用于对上述元器件统一供电。

如图2和图3所示，电池模块15底端固定连接有不锈钢材质的柱体19，不锈钢柱体19底端通过法兰盘固定在地面上。不锈钢柱体19顶端与电池模块15之间设置有连接件18，太阳能电池板16设置在不锈钢柱体19顶端与电池模块15之间的连接件18上。太阳能电池板16沿连接件18顶壁周向设置为若干组相互串联的板块，每个太阳能电池板16顶边均与连接件18转动连接，太阳能板背部设置有用于支撑太阳能板的支撑组件，支撑组件包括设置在连接件18底部的支撑杆21，支撑杆21一端与连接件18转动连接，另一端用于支撑太阳能电池板16。太阳能电池板16背部设置有与支撑杆21配合使用的用于调节太阳能电池板16角度的调节装置。太阳能电池板16背部固定设置有一凸球22，调节装置包括设置在凸球22与支撑杆21之间的套筒23。套筒23内中空设置且设置有内螺纹,支撑杆21外设置有与套筒23配合的外螺纹，套筒23另一端与凸球22360°转动连接，当需要调节太阳能板角度时，只需转动套筒23即可改变太阳能板的角度，方便调节。

如图4和图5所示，沉降测量接收器3包括激光接收模块 31、锂电池模块32以及无线通信模块33。激光接收模块 31为多组竖直排布的激光接收传感器阵列，其朝向调制激光发射器1设置，激光测距传感器发出的激光照射在激光接收传感器上，当沉降测量接收器3所在地区发生沉降时，激光接收传感器阵列中不同位置的激光接收传感器接收到激光照射信号，向无线通信模块33发出沉降信号，无线通信模块33将沉降信号通过无线网发送到监控中心。

如图4和图5所示，锂电池模块32设置在激光接收传感器背部，无线通信模块33设置在锂电池背部，无线通信模块33、锂电池模块32以及激光接收传感器外设置有用于密封的外壳35，外壳35在激光接收传感器对应位置处设置有缺口，缺口内设置有透明材质的激光接收窗36，使激光刻穿透激光接收窗36设在激光接收传感器上，且激光接收窗36可起到密封防尘作用。沉降测量接收器3顶部通过顶盖密封，且顶盖上端设置有太阳能发电装置，用于给沉降测量接收器3内的锂电池供电。

沉降测量接收器3可通过检测基板连接杆固定在夯土层内，用于检测山体、护坡的沉降情况，也可直接固定在桥梁桥墩上用于检测桥梁沉降状况。

由于沉降测量接收器3检测的区域可能处于背光区或被其他物体遮挡而无法接收太阳光，在沉降测量接收器3外设置有用于对沉降测量接收器3进行供电的太阳能光束中继装置4。

如图5和图6所示，太阳能光束中继装置4设置在阳光能够照射到的且离沉降测量接收器3最近的区域，太阳能光束中继装置4包括一级太阳能板41，一级太阳能板41背部设置有蓄电池42。一级太阳能板41接收太阳光并将太阳能转化为电能储存在蓄电池42内，一级太阳能板41一侧还设置有灯光发射装置43，灯光发射装置43为LED灯或激光发射器，灯光发射装置43朝向沉降测量接收器3方向设置，灯光发射装置43将灯光照射在沉降测量接收器3顶部的二级太阳能板34上，二级太阳能板34将灯光发射装置43发出的光能转化为电能储存在锂电池内，用于对沉降测量接收器3内的各元器件供电。

一级太阳能板41将太阳能转化为电能储存在蓄电池42内，灯光发射装置43将灯光照射在二级太阳能板34上，二级太阳能板34将灯光发射装置43发出的光能转化为电能后储存在锂电池模块32内，以对沉降测量接收器3进行持续供电，使沉降测量接收器3在背光环境下可以持续工作，不需要外部电源。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其特征是：包括调制激光发射器(1)以及与其配合使用的用于接收激光并对被监测地点进行沉降测量的沉降测量接收器(3)，所述调制激光发射器(1)包括防雷保护模块(11)、激光发射及测距模块(12)、图像采集模块(13)、无线通信模块(33)、电池模块(15)以及太阳能电池板(16)，所述电池模块(15)底端设置有用于支撑调制激光发射器(1)的柱体(19)，所述柱体(19)与电池模块(15)之间通过连接件(18)固定连接，所述太阳能电池板(16)一端转动连接在连接件(18)上，所述太阳能电池板(16)背部设置有用于支撑太阳能电池板(16)的支撑组件，所述支撑组件上设置有用于调节太阳能电池板(16)倾斜角度的调节装置。

2.根据权利要求1所述的一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其特征是：所述支撑组件包括设置在连接件(18)底部的支撑杆(21)，所述支撑杆(21)一端与连接件(18)转动连接，另一端连接太阳能电池板(16)。

3.根据权利要求2所述的一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其特征是：所述太阳能电池板(16)背部固定设置有一凸球(22)，所述调节装置包括设置在凸球(22)与支撑杆(21)之间的套筒(23)，所述套筒(23)内中空设置且设置有内螺纹,支撑杆(21)外设置有与套筒(23)配合的外螺纹。

4.根据权利要求3所述的一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其特征是：所述太阳能电池板(16)沿连接件(18)顶壁周向设置为若干组相互串联的板块，每个太阳能电池板(16)顶边均与连接件(18)转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其特征是：所述防雷保护模块(11)底部设置有若干组转动盘(17)，所述激光发射及测距模块(12)设置在所述转动盘(17)上，所述每组转动盘(17)同轴转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其特征是：所述图像采集模块(13)为差分摄像机，所述差分摄像机设置在所述转动盘(17)上。

7.根据权利要求6所述的一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其特征是：所述无线通信模块(33)包括无线发送装置，所述无线发送装置与所述差分摄像机电性连接，所述无线通信模块(33)还包括设置在3G天线。

8.根据权利要求1所述的一种使用激光标尺的垂直高差测量装置，其特征是：所述防雷保护模块(11)为属氧化物避雷器，其型号为HY5WS-10/30。