CN208505364U - 一种变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，包括固定架、位移块、第一位移测量计、第二位移测量计、第三位移测量计、摄像机、第一固定板、第二固定板、摄像机；支架一端与变形缝一侧的墙壁固定，另一端与位移块固接；第一位移测量计、第二位移测量计的分别与变形缝另一侧墙壁固定；第三位移测量计与变形缝另一侧的墙壁固定；且第一位移测量计、第二位移测量计、第三位移测量计两两相互垂直布置，并与位移块的进行点接触，分别用于测量位移块的三向位置变化，摄像机拍摄位移测量计的数显屏幕和变形缝或裂缝周边的墙壁情况；本实用新型的测量装置可精确的测量变形缝或裂缝的三向位移是否有新生裂缝。

Description

一种变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，具体涉及一种变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置。

背景技术

由于建筑结构在使用过程中，受到周围施工、自然降水、地震、爆炸等人为或自然因素影响，地基土体会发生不同程度的不均匀沉降或土体迁移，建筑结构的主体结构会发生整体或局部的沉降变形。为了建筑结构的安全，在工程设计施工过程中，均会根据需要设置抗震缝、沉降缝、伸缩缝等类型的变形缝。变形缝的变形特征，既是反映结构受力状态的重要表征，也是评估结构健康状态的重要指标。与此同时，轻微的混凝土裂缝影响建筑物美观，造成渗漏水，显著的混凝土裂缝会降低建筑结构的承载力、刚度、和耐久性，缩短建筑物使用年限，严重的甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。准确地监测这些结构缝隙，对于结构的设计施工和后期养护都有着十分重要的意义。

目前，监测变形缝或裂缝的三向位移的测量装置较少，已有的测量装置中存在测量部件相互影响，从而影响装置测量的准确性，且大部分变形缝或裂缝的三向位移的测量装置不能发现是否有新的裂缝出现。虽然近景摄影技术可以测量出变形缝或裂缝的三向位移且能够发现是否有新生裂缝，但是近景摄影技术精度需结合传统手段进行率定和校核，测量的精度与所拍摄的照片质量具有直接的关系。且对摄站选择、光源配置以及拍摄的照片质量要求较高。

专利文献CN 102538623 A公开的三维裂缝仪包括三把相互垂直且固结一起的游标卡尺、两个箱体和三块相互垂直的挡板。该装置在裂缝变化时，三把游标卡尺与三块挡板相互作用，进而测量出裂缝的三向位移值。但该专利由于三把游标卡尺固结在一起，其中任何一把游标卡尺的移动会带动其他游标卡尺的移动，进而影响测量数据的准确性；另一方面，该装置不能实现自动化控制与报警，且不能发现是否有新生裂缝。

专利文献CN206959828 U公开的一种构造物变形缝三维相对位移测量装置包括位移测量块、顶块，所述位移测量块和顶块分别设置在构造物变形缝的两侧，所述位移测量块包括三个传感器，分别测量三个方向的相对位移，所述顶块设置有三个滑槽，并将位移测杆与导向杆一端与传感器连接，另一端与滑槽连接。该装置在变形缝变化时，通过传感器可以测量出该变形缝的三维相对位移。但该专利由于位移测杆与导向杆在变形缝相对位移时受到顶块滑槽作用的力而产生拉伸或者缩收，一方面会使仪器发生损坏，另一方面导致测量数据的不准确；其次顶块的移动使得传感器测得的数据不再是单方向的位移，而是三个方向的位移矢量和。再者，该装置不能发现是否有新生裂缝。

近景摄影技术可以确定物点的三维坐标，从而计算出变形缝或裂缝的三向位移值，但是近景摄影技术的测量精度不是很高，原因是近景摄影技术测量精度主要取决于摄像机镜头畸变引起的误差、立体匹配的精度。摄像机镜头畸变必须用线性或非线性的方法对摄像机进行标定，得到摄像机的内方位、外方位参数，且其精度仍需结合传统手段进行率定和校核，为达到高精度的地貌观测仍需做进一步的研究。立体匹配的精度误差主要体现在影像上灰度变化不明显的部位无法获得同名像点,在一定程度上制约着变形缝或裂缝测量的精度。虽然近景摄影技术可以反映是否有新裂缝的出现以及旧裂缝的变化，但其对摄站选择、光源配置以及拍摄的照片质量要求较高。再者近景摄影技术成本高，使用于某些小型的变形缝或裂缝性价比较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，以实现精确的测量变形缝或裂缝的三向位移以及观察变形缝或裂缝周围的墙壁是否有新生裂缝。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，包括固定架、位移块、第一位移测量计、第二位移测量计、第三位移测量计、摄像机、第一固定板、第二固定板、监控主机；所述支架一端与变形缝或裂缝一侧的墙壁固定，另一端与位移块固接；所述第一位移测量计、第二位移测量计的固定座分别通过第一固定板和第二固定板与变形缝或裂缝另一侧墙壁固定；所述第三位移测量计的固定座与变形缝或裂缝另一侧的墙壁固定；且第一位移测量计、第二位移测量计、第三位移测量计两两相互垂直布置；第一位移测量计、第二位移测量计、第三位移测量计的测量杆与位移块的进行点接触；所述第一位移测量计、第二位移测量计、第三位移测量计分别用于测量位移块的三向位置变化；

所述位移测量计包括固定座、电源、数显屏幕、后端与固定座固连的箱体、滚珠、测量杆、弹簧、夹头、激光测距仪、位于箱体内的容栅传感器、导向尺；所述容栅传感器包括主栅、副栅和电路集成主板；所述测量杆前端设有滚珠，滚珠与位移块点接触，可相对位移块滚动；所述测量杆的后端伸入到箱体内，且测量杆后端固连有容栅传感器的主栅；所述导向尺约束测量杆，使测量杆带动容栅传感器的主栅只能沿着导向尺往复运动；所述套筒内设有弹簧，弹簧套在测量杆上，弹簧后端与箱体相连；测量杆上连接有夹头，用以连接弹簧前端；所述测量杆上连接有容栅传感器的主栅，箱体内设有容栅传感器的副栅，测量杆在导向尺上移动时，带动主栅相对副栅移动，电路集成主板把容栅传感器的电容变化转换成数字量显示在数显屏幕上；所述激光测距仪设置在箱体的前端，电路集成主板将激光测距仪的光信号转换成数字量显示在数显屏幕上；所述摄像机用于采集数显屏幕的数值和变形缝或裂缝周边的墙壁情况，并将图片和数据发送给监测主机。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

(1)本实用新型的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，三个位移测量计两两之间相互垂直且相互之间没有影响，可实时测试变形缝或裂缝的三向位移；且每个位移测量计只能测量变形缝或裂缝一个方向的位移，从而保证了单个位移测量计的独立性和准确性。

(2)本实用新型的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，位移测量计前端的滚珠的始终与位移块保持点接触，不会产生干涉，保证了测试的准确性。

(3)本实用新型的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，还设有摄像机采集数显屏幕的数值和变形缝或裂缝周边的墙壁情况，对摄站选择、光源配置以及拍摄的照片质量要求比近景摄影技术低。

(4)本实用新型的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，同时该装置设置两种报警信息，可提示维护人员对变形缝或裂缝进行现场维护或对新裂缝进行处理。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1为变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置的总体布置图。

图2为位移测量计的结构示意图。

具体实施方式

为了说明本实用新型的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。

结合图1，本实用新型的一种变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，包括固定架23、位移块24、第一位移测量计18、第二位移测量计19、第三位移测量计20、摄像机25、第一固定板21、第二固定板22、监控主机；

所述支架23一端与变形缝或裂缝15一侧的墙壁16固定，另一端与位移块24固接；所述第一位移测量计18、第二位移测量计19的固定座1分别通过第一固定板21和第二固定板22与变形缝或裂缝25另一侧墙壁17固定；所述第三位移测量计20的固定座1与变形缝或裂缝25另一侧的墙壁17固定；且第一位移测量计18、第二位移测量计19、第三位移测量计20两两相互垂直布置；第一位移测量计18、第二位移测量计19、第三位移测量计20的测量杆9与位移块24的滚珠8进行点接触；第一位移测量计18、第二位移测量计19、第三位移测量计20分别用于测量位移块24的三向位置变化(即平行于第一位移测量计的横向、平行于第二位移测量计的竖向和平行于第三位移测量计的纵向三个方向的位置变化)，从而测量变形缝或裂缝15的三向位置变化。

结合图2，所述第一位移测量计18、第二位移测量计19、第三位移测量计20相同，均包括固定座1、电源2、数显屏幕3、后端与固定座1固连的箱体4、控制键5、滚珠8、测量杆9、弹簧11、夹头12、激光测距仪13、位于箱体4内的容栅传感器、导向尺14；

所述容栅传感器包括主栅6、副栅7和电路集成主板；所述电路集成主板的作用是接收传感器的输出信号，通过放大，倍压，分频，鉴相记数，数据处理，译码驱动等处理，输出位移信号给数显屏幕3；所述测量杆9前端设有滚珠8，滚珠8与位移块24点接触，可相对位移块24滚动，因此可随位移块24位置的变化进行调整，而不会产生干涉；所述测量杆9的后端伸入到箱体4内，且测量杆9后端固连有容栅传感器的主栅6；所述导向尺14约束测量杆9，使测量杆9带动容栅传感器的主栅6只能沿着导向尺14往复运动；所述套筒10内设有弹簧11，弹簧11套在测量杆9上，弹簧11后端与箱体4相连；测量杆9上连接有夹头12，用以连接弹簧11前端；所述测量杆9上连接有容栅传感器的主栅6，箱体4内设有容栅传感器的副栅7，测量杆9在导向尺14上移动时，带动主栅6相对副栅7移动，从而发生电容变化，电路集成主板把容栅传感器的电容变化转换成电压或相位变化，再把这些变化转换成数字量显示在数显屏幕3上；所述激光测距仪13设置在箱体4的前端，电路集成主板将激光测距仪13的光信号转换为电信号，并转换成数字量显示在数显屏幕3上；所述数显屏幕3包括容栅传感器所测得的位移块的位移量和激光测距仪13所测得的位移块的位移量；

所述摄像机25用于采集数显屏幕3的数值和变形缝或裂缝15周边的墙壁情况，以获得变形缝或裂缝15的三向位移和变形缝或裂缝15周边是否有新生裂缝；并将数据发送给监测主机进行数据处理和图像分析，实现自动监控变形缝或裂缝15的三向位移和识别新生裂缝。

所述数显屏幕3设有控制键5，包括数显屏幕3的开关键、置零键、单位转换键；

进一步的，本实用新型的测量装置还设有客户端报警装置，当第一位移测量计18、第二位移测量计19或第三位移测量计20测得的变形缝或裂缝15三向位移或者三向位移速率超过一定范围时，监控主机将发送第一报警信息至客户端进行报警，以便维护人员进行现场查看以维护变形缝或裂缝15或者是处理新的裂缝。当容栅传感器、激光测距仪测13测得的数据相差较大时，即大于设定的值，则监测主机将发送第二报警信息至客户端进行报警，以便维护人员进行现场查看，必要时可对位移测量计进行标定。

进一步的，所述第一固定板21和第二固定板22均采用钢化玻璃，是为了使摄像机清楚的拍摄数显屏幕3的数据和变形缝或裂缝15周围墙壁的情况；所述变形缝或裂缝15周边还布置有LED灯，用于对数显屏幕3和变形缝或裂缝15周围墙壁进行照明，解决光线昏暗导致数显屏幕3不清晰或墙壁图像不清晰、节理不宜被识别的问题，保证拍摄照片清晰且能够被识别；所述摄像机25布置于变形缝或裂缝15的前方，用于拍摄位移测量计的数显屏幕3和变形缝或裂缝15周边的墙壁情况，以此反映变形缝或裂缝15的三向位移和变形缝或裂缝15周边是否有新生裂缝。

本实用新型的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置工作时，首先将位移块24与变形缝或裂缝15一侧的墙壁16固定，再将第一位移测量计18、第二位移测量计19第三位移测量计20与变形缝或裂缝15另一侧墙壁17固定；将测量机的测量杆9与位移块24接触，使弹簧11预压缩，当变形缝或裂缝15一侧的墙壁16发生偏移时，位移块24随墙壁16发生偏移；当变形缝或裂缝15另一侧墙壁17发生偏移时，位移测量计随墙壁17发生偏移；位移测量计前端的滚珠8的始终与位移块24保持点接触，不会产生干涉，实时测试变形缝或裂缝15的三向位移。且三个位移测量计两两之间相互垂直且相互独立，保证了单个位移测量计的独立性和准确性。同时还通过激光测距仪13测量变形缝或裂缝的三向位移，保证测量数据的准确性。本实用新型的测量装置还设有摄像机25采集数显屏幕3的数值和变形缝或裂缝15周边的墙壁情况，对摄站选择、光源配置以及拍摄的照片质量要求比近景摄影技术低。本实用新型的测量测量精度高、结构安装方便简单，可实现对变形缝或裂缝的自动化监测。同时该装置设置两种报警信息，可提示维护人员对变形缝或裂缝进行现场维护或对新裂缝进行处理。

Claims (5)

1.一种变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，其特征在于，包括固定架(23)、位移块(24)、第一位移测量计(18)、第二位移测量计(19)、第三位移测量计(20)、摄像机(25)、第一固定板(21)、第二固定板(22)、监控主机；所述固定架(23)一端与变形缝或裂缝一侧的墙壁固定，另一端与位移块(24)固接；所述第一位移测量计(18)、第二位移测量计(19)的固定座(1)分别通过第一固定板(21)和第二固定板(22)与变形缝或裂缝另一侧墙壁固定；所述第三位移测量计(20)的固定座(1)与变形缝或裂缝另一侧的墙壁固定；且第一位移测量计(18)、第二位移测量计(19)、第三位移测量计(20)两两相互垂直布置；第一位移测量计(18)、第二位移测量计(19)、第三位移测量计(20)的测量杆(9)与位移块(24)的进行点接触；所述第一位移测量计(18)、第二位移测量计(19)、第三位移测量计(20)分别用于测量位移块(24)的三向位置变化；

所述位移测量计包括固定座(1)、电源(2)、数显屏幕(3)、后端与固定座(1)固连的箱体(4)、滚珠(8)、测量杆(9)、弹簧(11)、夹头(12)、激光测距仪(13)、位于箱体(4)内的容栅传感器、导向尺(14)；所述容栅传感器包括主栅(6)、副栅(7)和电路集成主板；所述测量杆(9)前端设有滚珠(8)，滚珠(8)与位移块(24)点接触，可相对位移块(24)滚动；所述测量杆(9)的后端伸入到箱体(4)内，且测量杆(9)后端固连有容栅传感器的主栅(6)；所述导向尺(14)约束测量杆(9)，使测量杆(9)带动容栅传感器的主栅(6)只能沿着导向尺(14)往复运动；所述弹簧(11)设置在套筒(10)内，弹簧(11)套在测量杆(9)上，弹簧(11)后端与箱体(4)相连；测量杆(9)上连接有夹头(12)，用以连接弹簧(11)前端；所述测量杆(9)上连接有容栅传感器的主栅(6)，箱体(4)内设有容栅传感器的副栅(7)，测量杆(9)在导向尺(14)上移动时，带动主栅(6)相对副栅(7)移动，电路集成主板把容栅传感器的电容变化转换成数字量显示在数显屏幕(3)上；所述激光测距仪(13)设置在箱体(4)的前端，电路集成主板将激光测距仪(13)的光信号转换成数字量显示在数显屏幕(3)上；所述摄像机(25)用于采集数显屏幕(3)的数值和变形缝或裂缝周边的墙壁情况，并将图片和数据发送给监测主机。

2.根据权利要求1所述的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，其特征在于，还设有客户端报警装置，当第一位移测量计(18)、第二位移测量计(19)或第三位移测量计(20)测得的变形缝或裂缝三向位移或者三向位移速率超过一定范围时，监控主机将发送第一报警信息至客户端进行报警；当容栅传感器、激光测距仪(13)测得的数据相差较大时，即大于设定的值，则监测主机将发送第二报警信息至客户端进行报警。

3.根据权利要求1所述的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，起特征在于，所述第一固定板(21)和第二固定板(22)均采用钢化玻璃。

4.根据权利要求1所述的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，其特征在于，所述变形缝或裂缝周边还布置有LED灯，用于对数显屏幕(3)和变形缝或裂缝周围墙壁进行照明。

5.根据权利要求1所述的变形缝或裂缝的三向位移与新生裂缝识别的测量装置，其特征在于，所述数显屏幕(3)设有控制键(5)，包括数显屏幕(3)的开关键、置零键、单位转换键。