橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，包括：一主機(jī)，所述主機(jī)包括一測量筒，所述測量筒的下方設(shè)置一固定塊，通過該該固定塊將主機(jī)安裝于固定測量點(diǎn)上，還包括一與測量筒連接的箱體，所述測量筒端部設(shè)置有前端攝像機(jī)，該前端攝像機(jī)通過環(huán)繞測量筒的橡膠套封住，一標(biāo)靶機(jī)，所述標(biāo)靶機(jī)包括一機(jī)體，一位于機(jī)體表面的四個LED燈，以及一設(shè)置于機(jī)體下方的放置塊，通過該放置塊將標(biāo)靶機(jī)垂直安裝于被測物體上，且與主機(jī)位于同一水平面上；以及一顯示機(jī)，所述顯示機(jī)與所述主機(jī)通過五芯電纜連接，所述主機(jī)與所述標(biāo)靶機(jī)通過四芯電纜連接。本實(shí)用新型安裝于橋墩上，用于實(shí)時監(jiān)測結(jié)構(gòu)位移、擾度等變形情況，且能精確輸出垂直-水平雙軸動態(tài)位移。
【專利說明】橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及測量領(lǐng)域，具體涉及橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 橋梁作為現(xiàn)代交通的重要組成部分發(fā)揮著越來越重要的作用，對于社會與經(jīng)濟(jì)發(fā) 展影響深遠(yuǎn)。然而，由于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、建造和施工過程中的失誤，特別是重載交通的長期 作用，以及工程材料的自然老化，造成一些橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷、處于非安全狀況，輕則影響 交通、消耗大量維修費(fèi)用，重則橋毀人亡、造成巨大的人員傷亡與財產(chǎn)損失。
[0003] 為提高橋梁運(yùn)行的可靠性，橋梁結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測工作就顯得愈加重要，確保橋梁運(yùn) 行階段的結(jié)構(gòu)安全，是全世界橋梁工程界和政府管理當(dāng)局的一個嚴(yán)峻課題，同時也是一個 管理和決策上的普遍共性問題，具有重要的社會、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)意義。
[0004] 目前根據(jù)光學(xué)原理制成的水準(zhǔn)儀監(jiān)測方法，該方法或裝置存在系統(tǒng)過于復(fù)雜、價 格昂貴、維護(hù)不便，不適宜在環(huán)境惡劣的工程現(xiàn)場長期連續(xù)觀測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，安裝于橋 墩上，用于實(shí)時監(jiān)測結(jié)構(gòu)位移、擾度等變形情況，節(jié)約人力，且能精確輸出垂直-水平雙軸 動態(tài)位移。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0007] 橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，包括：
[0008] -主機(jī)，所述主機(jī)包括一測量筒，所述測量筒的下方設(shè)置一固定塊，通過該固定塊 將主機(jī)安裝于固定測量點(diǎn)上，還包括一與測量筒連接的箱體，所述測量筒端部設(shè)置有前端 攝像機(jī)，該前端攝像機(jī)通過環(huán)繞測量筒的橡膠套封住，
[0009] 一標(biāo)靶機(jī)，所述標(biāo)靶機(jī)包括一機(jī)體，一位于機(jī)體表面的四個LED燈，以及一設(shè)置于 機(jī)體下方的放置塊，通過該放置塊將標(biāo)靶機(jī)垂直安裝于被測物體上，且與主機(jī)位于同一水 平面上；
[0010] 以及一顯示機(jī)，所述顯示機(jī)與所述主機(jī)通過五芯電纜連接，所述主機(jī)與所述標(biāo)靶 機(jī)通過四芯電纜連接。
[0011] 在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述標(biāo)靶機(jī)的下方還放置有長燈帶。
[0012] 在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述箱體內(nèi)設(shè)置有PCB板，該P(yáng)CB板上封裝有 一與前端攝像機(jī)連接的光信號采集電路，一 CPU處理電路，一通訊電路，以及一為PCB板供 電的總電源電路，
[0013] 所述機(jī)體內(nèi)設(shè)置有控制LED燈亮熄的標(biāo)靶電源電路，一連通標(biāo)靶電源電路的繼電 器切換電路，一標(biāo)靶CPU處理電路，以及一標(biāo)靶間通訊電路。
[0014] 在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述總電源電路包括一連接電源的輸入端， 一分別與輸入端連接的第一電源模塊和第二電源模塊，以及一與第一電源模塊連接的線性 穩(wěn)壓器，上述第一電源模塊為CPU處理電路的模擬量提供電能，第二電源模塊為CPU處理電 路的數(shù)字量提供電能，線性穩(wěn)壓器為通訊電路提供電能。
[0015] 在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述標(biāo)靶電源電路包括一光耦，所述光耦一 端通過三極管連接有標(biāo)靶CPU處理電路的輸出端，所述光耦另一端連接一繼電器常開開 關(guān)，
[0016] 所述繼電器切換電路包括兩個數(shù)據(jù)傳輸器，所述兩個數(shù)據(jù)傳輸器之間連接一信號 收發(fā)器，所述數(shù)據(jù)傳輸器分別連接有繼電器線圈，該繼電器線圈與繼電器常開開關(guān)相互聯(lián) 動，用于控制標(biāo)靶電源電路的通斷。
[0017] 在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述CPU處理電路以及標(biāo)靶CPU處理電路均 采用MPS1611處理器。
[0018] 在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述通訊電路以及標(biāo)靶間通訊電路均采用 ADM2483雙向數(shù)據(jù)通信器。
[0019] 通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0020] 本實(shí)用新型安裝于橋墩上，用于實(shí)時監(jiān)測結(jié)構(gòu)位移、擾度等變形情況，節(jié)約人力， 且能精確輸出垂直-水平雙軸動態(tài)位移。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022] 圖1為本實(shí)用新型的主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為本實(shí)用新型的標(biāo)靶機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3為本實(shí)用新型的總電源電路的電路圖。
[0025] 圖4為本實(shí)用新型的CPU處理電路的電路圖。
[0026] 圖5為本實(shí)用新型的標(biāo)靶電源電路的電路圖。
[0027] 圖6為本實(shí)用新型的繼電器切換電路的電路圖。
[0028] 圖7為本實(shí)用新型的標(biāo)靶CPU處理電路的電路圖。
[0029] 圖8為本實(shí)用新型的通訊電路的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0031] 參照圖1和圖2,橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，包括：
[0032] -主機(jī)，所述主機(jī)包括一測量筒，所述測量筒的下方設(shè)置一固定塊，通過該固定塊 將主機(jī)安裝于固定測量點(diǎn)上，還包括一與測量筒連接的箱體，所述測量筒端部設(shè)置有前端 攝像機(jī)，該前端攝像機(jī)通過環(huán)繞測量筒的橡膠套封住，
[0033] -標(biāo)靶機(jī)，所述標(biāo)靶機(jī)包括一機(jī)體，一位于機(jī)體表面的四個LED燈，以及一設(shè)置于 機(jī)體下方的放置塊，通過該放置塊將標(biāo)靶機(jī)垂直安裝于被測物體上，且與主機(jī)位于同一水 平面上；在實(shí)際使用過程中，四個LED燈中的任意兩個LED燈兩兩點(diǎn)亮，并進(jìn)行多次組合標(biāo) 定，提1?位移標(biāo)定的精度；
[0034] 以及一顯示機(jī)，所述顯示機(jī)與所述主機(jī)通過五芯電纜連接，所述主機(jī)與所述標(biāo)靶 機(jī)通過四芯電纜連接。
[0035] 在實(shí)際應(yīng)用過程中，所述標(biāo)靶機(jī)的下方還放置有長燈帶，該長燈帶的設(shè)計便于主 機(jī)與標(biāo)靶機(jī)的對焦。
[0036] 上述箱體內(nèi)設(shè)置有PCB板，該P(yáng)CB板上封裝有一與前端攝像機(jī)連接的光信號采集 電路，一 CPU處理電路，一通訊電路，以及一為PCB板供電的總電源電路，上述機(jī)體內(nèi)設(shè)置 有控制LED燈亮熄的標(biāo)靶電源電路，一連通標(biāo)靶電源電路的繼電器切換電路，一標(biāo)靶CPU處 理電路，以及一標(biāo)靶間通訊電路。
[0037] 前端攝像機(jī)采集標(biāo)靶機(jī)兩個LED燈的像素，通過A/D轉(zhuǎn)化，將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字 量，通過CPU處理電路，得出X，Y軸的位移量。
[0038] 參照圖3,總電源電路包括一連接電源的輸入端，一分別與輸入端連接的第一電源 模塊和第二電源模塊，以及一與第一電源模塊連接的線性穩(wěn)壓器，上述第一電源模塊為CPU 處理電路的模擬量提供電能，第二電源模塊為CPU處理電路的數(shù)字量提供電能，線性穩(wěn)壓 器為通訊電路提供電能。上述模擬量，數(shù)字量以及通訊電路采用獨(dú)立供應(yīng)電源供電，能夠防 止其他信號的干擾，提高檢測的精度。
[0039] 參照圖4，為CPU處理電路的電路圖。
[0040] 參照圖5,標(biāo)靶電源電路包括一光耦，所述光耦一端通過三極管連接有標(biāo)靶CPU處 理電路的輸出端，所述光耦另一端連接一繼電器常開開關(guān)，
[0041] 參照圖6，繼電器切換電路包括兩個數(shù)據(jù)傳輸器，所述兩個數(shù)據(jù)傳輸器之間連接一 信號收發(fā)器，所述數(shù)據(jù)傳輸器分別連接有繼電器線圈，該繼電器線圈與繼電器常開開關(guān)相 互聯(lián)動，用于控制標(biāo)靶電源電路的通斷。
[0042] 參照圖7,為標(biāo)靶CPU處理電路的電路圖。所述CPU處理電路以及標(biāo)靶CPU處理電 路均采用MPS1611處理器。
[0043] 參照圖8,所述通訊電路以及標(biāo)靶間通訊電路均采用ADM2483雙向數(shù)據(jù)通信器。
[0044] 本實(shí)用新型的具體操作步驟：
[0045] 1、將標(biāo)靶機(jī)按照接線端向下垂直于地面安裝于被測物上，標(biāo)靶機(jī)背面有磁貼，可 吸附于金屬支架上，并用M4螺絲固定；
[0046] 2、可用附帶支架將主機(jī)安裝于固定測量點(diǎn)上，硬保證測量點(diǎn)穩(wěn)定，無振動，與標(biāo)靶 機(jī)同水平高度；
[0047] 3、將主機(jī)與標(biāo)靶機(jī)之間用四芯電纜進(jìn)行連接，主機(jī)與顯示機(jī)用五芯電纜進(jìn)行連 接；
[0048] 4、打開主機(jī)后蓋，上電后1分鐘進(jìn)行對焦初始化調(diào)試；
[0049] 5、轉(zhuǎn)動主機(jī)鏡頭后端的對焦環(huán)進(jìn)行標(biāo)靶機(jī)對焦，使標(biāo)靶機(jī)的光電清晰成像在主機(jī) 屏幕上的中心位置；
[0050] 6、待成像穩(wěn)定后點(diǎn)擊屏幕，出現(xiàn)清零按鈕，點(diǎn)擊清零按鈕，使屏幕左上方顯示的X 值和Y值歸零并為綠色，合上后蓋，設(shè)備安裝完畢，
[0051] 在被測物的測試點(diǎn)上安裝一個小巧的發(fā)光標(biāo)志祀，通過光學(xué)系統(tǒng)把發(fā)光標(biāo)志革巴的 發(fā)光點(diǎn)成像在高速面陣數(shù)字式CMOS的接收器上，當(dāng)被測物在通載作用下產(chǎn)生位移、振動 時，發(fā)光標(biāo)志靶也跟著發(fā)生位移、振動，通過測出靶上發(fā)光標(biāo)志點(diǎn)在數(shù)字式CMOS接收器上 成像位置的變化值，就可以得到被測物的位移、振動等參數(shù)。
[0052] 以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1. 橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，其特征在于，包括： 一主機(jī)，所述主機(jī)包括一測量筒，所述測量筒的下方設(shè)置一固定塊，通過該固定塊將主 機(jī)安裝于固定測量點(diǎn)上，還包括一與測量筒連接的箱體，所述測量筒端部設(shè)置有前端攝像 機(jī)，該前端攝像機(jī)通過環(huán)繞測量筒的橡膠套封住， 一標(biāo)祀機(jī)，所述標(biāo)祀機(jī)包括一機(jī)體，一位于機(jī)體表面的四個LED燈，以及一設(shè)置于機(jī)體 下方的放置塊，通過該放置塊將標(biāo)靶機(jī)垂直安裝于被測物體上，且與主機(jī)位于同一水平面 上； 以及一顯示機(jī)，所述顯示機(jī)與所述主機(jī)通過五芯電纜連接，所述主機(jī)與所述標(biāo)靶機(jī)通 過四芯電纜連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，其特征在于，所述標(biāo)靶機(jī) 的下方還放置有長燈帶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，其特征在于，所述箱體內(nèi) 設(shè)置有PCB板，該P(yáng)CB板上封裝有一與前端攝像機(jī)連接的光信號采集電路，一 CPU處理電 路，一通訊電路，以及一為PCB板供電的總電源電路， 所述機(jī)體內(nèi)設(shè)置有控制LED燈亮熄的標(biāo)靶電源電路，一連通標(biāo)靶電源電路的繼電器切 換電路，一標(biāo)靶CPU處理電路，以及一標(biāo)靶間通訊電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，其特征在于，所述總電源 電路包括一連接電源的輸入端，一分別與輸入端連接的第一電源模塊和第二電源模塊，以 及一與第一電源模塊連接的線性穩(wěn)壓器，上述第一電源模塊為CPU處理電路的模擬量提供 電能，第二電源模塊為CPU處理電路的數(shù)字量提供電能，線性穩(wěn)壓器為通訊電路提供電能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，其特征在于，所述標(biāo)靶電 源電路包括一光耦，所述光耦一端通過三極管連接有標(biāo)靶CPU處理電路的輸出端，所述光 耦另一端連接一繼電器常開開關(guān)， 所述繼電器切換電路包括兩個數(shù)據(jù)傳輸器，所述兩個數(shù)據(jù)傳輸器之間連接一信號收發(fā) 器，所述數(shù)據(jù)傳輸器分別連接有繼電器線圈，該繼電器線圈與繼電器常開開關(guān)相互聯(lián)動，用 于控制標(biāo)靶電源電路的通斷。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，其特征在于，所述CPU處理 電路以及標(biāo)靶CPU處理電路均采用MPS1611處理器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁結(jié)構(gòu)雙軸動態(tài)位移測量裝置，其特征在于，所述通訊電 路以及標(biāo)靶間通訊電路均采用ADM2483雙向數(shù)據(jù)通信器。
【文檔編號】G01B11/16GK203881302SQ201420256707
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】李新華 申請人:西安威正電子科技有限公司