专利名称：一种建筑物三维变形观测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于变形测量技术领域。涉及一种建筑物三维变形观测仪。
背景技术：
变形观测是建筑学的一个重要研究内容，其任务是测量建筑物、构筑物及其地基在建筑载荷和外力作用下随时间而变形的情况。建筑变形的主要内容有沉降观测、水平位移观测、倾斜观测、裂缝观测等。现有的观测技术主要是大地测量技术，使用的仪器主要是激光测距仪、全站仪、波带板激光准直装置、GPS定位系统、静力水准仪、倒垂线、引张线、弦示导线等。但是，而对于建筑物三维变形如水坝的变形观测，尚未见相应的测量仪器问世，目前仍旧采用人工观测的方法，人工观测不仅测量精度差，而且作业效率低。
发明内容
针对上述现有技术状况，本实用新型的目的在于，提供一种可适用于各种不同类型的建筑，特别是用现有技术不能全面观测的特殊建筑(如大型拱坝)，且测量精度高，能实现全自动观测的建筑物三维变形观测仪。
本实用新型所依据的基本原理是在待测的建筑上设置一定数量的测点，选择一个测点作为基准点。测点之间按某种拓扑结构互相连接，每个测点至少与另外一个测点直接相连。对于每两个直接相连的测点测出他们在六个自由度上的相对位移。根据测点之间的互联关系，计算出每个测点相对于基准点的位移。这样，各测点的位移情况就能反映整个建筑物的变形情况。这就是分布式互联测点六自由度运动一变形观测方法的基本思想。测点设置的原则是A.测点必须固定在建筑物的相应部位，测点与其固定部位之间不会产生相对运动。B.测点的总体布局要能反映整个建筑物的形状特点，或至少能反映待测部分的形状特点。C.对于关键部位、可能产生较大变形的部位，应多设测点。测点之间的相互联系可以采用下列几种形式星型、链型、环型、树型、网络型、混合型。
根据上述构思，本实用新型建筑物三维变形观测仪具有准直光源、信号接收显示电路，其特征在于还具有仪器探头壳体(1)、位置敏感探测器(简称PSD)(2)、(3)、(4)；仪器探头壳体由大、小两个正方形箱体(6)、(7)构成；PSD(2)(3)、(4)呈正交状分别固定安装在大正方形箱体内的底面、侧面和前面壁上，且输出线与信号接收显示电路(5)相接；准直光源安装在小正方形箱体内，且与大正方形箱体相对应的底面、侧面和前面壁上开有三条相互正交的狭缝(8)、(9)、(10)，狭缝方向与大正方形箱体上的PSD正交；大、小两个正方形箱体相嵌套，但互不接触；两个箱体的后面壁上有刚性臂(11)、(12)分别固定安装在建筑物的两个不同位置上。
图1本实用新型观测仪测量原理示意图图2本实用新型观测仪大、小箱体内部示意图图3本实用新型观测仪安装方式示意图其中；(1)仪器探头 (2)、(3)、(4)位置敏感探测器(简称PSD (5)信号接受显示电路 (6)、(7)大、小正方形箱体 (8)、(9)、(10)狭缝 (11)、(12)刚性臂具体实施方式
图1是测量原理说明，图2、图3是本实用新型应用在水坝变形观测的具体实施例。
六自由度相对位移测量对于每两个直接相连的测点，在六个自由度上测量其相对位移。首先以一个测点为原点，两测点的连线为Y轴，建立正交的立体坐标系。空间位移可分解为正交的三个分量，即三个自由度的线位移。由位移传感器测量两点之间的距离(即沿Y轴方向的位移)。对于垂直于两点连线方向的两个正交分量(X和Z)，用一束准直光源和一个PSD来测量。将准直光源安装在一个测点上，PSD安装在另一个测点上，从PSD输出信号上即可读出光点的二维坐标，从而判断出建筑物的位移情况。
本实用新型与现有技术相比具有测量精度高、可同时测量坝缝的开合与错切、能实现全自动观测等优点，可推广应用到任何建筑物三维变形测量当中。
权利要求1.一种建筑物三维变形观测仪，具有光源、信号接收显示电路，其特征在于还具有仪器探头壳体、位置敏感探测器；仪器探头壳体由大、小两个正方形箱体构成；位置敏感探测器呈正交状分别固定安装在大正方形箱体内的底面、侧面和前面壁上，且输出线与信号接收显示电路相接；准直光源安装在小正方形箱体内，且与大正方形箱体相对应的底面、侧面和前面壁上开有三条相互正交的狭缝，狭缝方向与位置敏感探测器正交；大、小两个正方形箱体相嵌套，但互不接触；两个箱体的后面壁上有刚性臂，分别固定安装在建筑物的两个不同位置上。
专利摘要本实用新型涉及一种建筑物三维变形观测仪。具有光源、信号接受、显示电路，特征是还具有仪器探头壳体、位置敏感探测器；位置敏感探测器呈正交状分别固定安装在大正方形箱体内，狭缝方向与位置敏感探测器正交；大、小两个正方形箱体相嵌套，互不接触。与现有技术相比具有测量精度高、可同时测量坝缝的开合与错切、能实现全自动观测等优点，可推广应用到任何建筑物三维变形测量当中。
文档编号G01C15/00GK2553340SQ0127377
公开日2003年5月28日 申请日期2001年12月29日 优先权日2001年12月29日
发明者易亚星, 李忠科, 邓方林 申请人:中国人民解放军第二炮兵工程学院技术开发中心