一种高支模测距系统的制作方法

本实用新型实施例涉及建筑施工监测领域，尤其涉及一种高支模测距系统。

背景技术：

目前高支模监测是建筑工程中必不可少的步骤。支模是框架结构的建筑运用钢管架设及模板工程施工的统称，高支模是指采用高度大于或等于8m的支模的模板支撑工程。

高支模监测参数主要有沉降和位移等。其中，测量沉降和位移通常是采用全站仪加人工测量的方法，该测量方法易受现场条件的影响，测点无法全部与全站仪通视，而且当发生高支模坍塌事件时，监测体系里的人员生命安全无法保障。而目前使用自动化监测的传感器大多数是使用拉线绳位移计监测，该传感器安装在高支模立杆顶部，其线绳需要通过固定在地面上，当高支模立杆发生沉降和位移时，传感器的线绳相应的变短，以此判断监测物体的沉降和位移。高支模立杆普遍高度超过8m，这种拉线绳位移传感器将拉了8m以上的线固定在地面上，线极其容易收缩，导致测量结果不准，而且，该拉线绳位移传感器在测量平面位移时，需要拉很长的线到最近的柱子上，导致安装困难。此外，目前高支模自动化监测传感器数据采集仍采用有线连接的方式，该方式造成操作步骤繁多，增加工作量等问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种高支模测距系统，能够提供一种免布线、快速安装的高支模测距系统，可以提高测量精度，并且可以提高测量效率。

本实用新型实施例提供了一种高支模测距系统，包括：激光测距仪以及固定装置；

所述固定装置包括安装板以及安装臂；

所述安装臂的一端设置于所述安装板上，所述安装臂的另一端设置于高支模立杆上；

所述安装板上设置有检测装置，所述检测装置，用于检测所述安装板的表面是否与水平面垂直；

所述激光测距仪设置于所述安装板上，用于测量被测目标与所述激光测距仪之间的距离。

进一步的，所述检测装置包括水准泡座以及设置在所述水准泡座内的水准泡；

所述水准泡座垂直设置于所述安装板上。

进一步的，所述安装臂包括伸缩臂，

所述伸缩臂，用于调节所述激光测距仪与所述高支模之间的距离，以使所述激光测距仪发射的激光光束照射在所述被测目标上。

进一步的，被测目标包括反光片或灰白板；

所述反光片或所述灰白板设置于地面或基准杆上，用于反射所述激光测距仪发射的激光光束。

进一步的，所述系统还包括：

安装扣件；

所述安装臂通过所述安装扣件设置于所述立杆上。

进一步的，所述激光测距仪包括：激光器、探测器、测距模块以及无线发射模块；

所述激光器，用于发射激光光束；

所述探测器，用于接收经所述被测目标反射的激光光束；

所述测距模块，用于基于所述激光器发射的激光光束和所述被测目标反射的激光光束，测量被测目标与所述激光测距仪的距离；

所述无线发射模块，用于将所述测距模块测量的距离数据发送给高支模监测装置。

进一步的，所述系统还包括：

电源，用于为所述激光器、所述探测器、所述测距模块以及所述无线发射模块供电。

进一步的，所述电源包括锂电池。

进一步的，所述激光测距仪上设置有充电接口。

进一步的，所述系统还包括：

所述高支模监测装置，用于接收所述激光测距仪发送的距离数据，并根据所述距离数据确定所述高支模是否处于安全范围内。

本实用新型实施例通过设置包括安装板和安装臂的简易固定装置将激光测距仪固定于高支模的立杆上，简化安装步骤，提高安装效率，降低成本，并采用激光测距仪测距，实现免布线测距，提高测量效率，同时通过固定装置中的检测装置保证安装板竖直放置，能够准确设置激光测距仪与竖直面的角度，从而能够准确调整激光测距仪的激光发射角度和激光接收角度，提高测距精度。

附图说明

图1为是本实用新型实施例提供的一种固定装置的结构示意图；

图2为是本实用新型实施例提供的一种安装扣件的结构示意图；

图3为是本实用新型实施例提供的一种激光测距仪的结构示意图；

图4为是本实用新型实施例提供的一种测距模块的功能框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供一种高支模测距系统，包括：激光测距仪以及固定装置。

在本实施例中，高支模中可以包括多个高支模立杆，相应的，高支模测距系统可以包括多个激光测距仪和多个固定装置，本实施例对激光测距仪和固定装置的数量不做限制。

具体的，图1为是本实用新型实施例提供的一种固定装置的结构示意图，如图1所示，固定装置包括安装板11以及安装臂12。可选的，固定装置可以是不锈钢材质，不易腐蚀。可选的，固定装置的高度是设定高度。示例性的，固定装置与地面的距离可以是首层楼板与地面的距离的五分之四，或者可以是高支模立杆的高度。通过设置固定装置的高度，可以调整固定于固定装置上的激光测距仪的高度，使激光测距仪可以将激光光束发射至被测目标，并接收到被测目标反射的激光光束，避免激光光束被障碍物(非被测目标)遮挡或干扰，从而提高测距精度。

其中，安装臂12的一端设置于安装板13上，安装臂12的另一端设置于高支模的立杆(图1中未视出)上。激光测距仪(图1中未视出)设置于安装板11上，用于测量被测目标与激光测距仪之间的距离。可选的，如图1所示，安装板13可以与安装臂12呈垂直设置。将安装臂12设置在高支模的立杆上，可以使安装板11呈垂直于水平面设置，安装板13上可以设置安装孔14，将螺钉穿过安装孔14将激光测距仪固定在安装板上。由于安装板呈垂直于水平面设置，激光测距仪的角度可以进行限制，避免了激光测距仪发射的激光光束被遮挡而照射不到被测目标的问题。

其中，被测目标可以是地面或其他高支模体内立柱(如支撑楼板的混凝土支撑柱)等，本实施例对被测目标不做具体限制。进一步的，被测目标包括反光片或灰白板；反光片或灰白板设置于地面或基准杆上，用于反射激光测距仪发射的激光光束。其中，反光片或灰白板的面积为0.5平方米。具体的，基准杆可以是固定在基岩层的立柱即保持静止不动的立柱。通过在被测目标处设置反光片或灰白板，增加被测目标对激光光束的反射率，提高激光测距仪的测距精度。

本实用新型实施例通过设置包括安装板和安装臂的简易固定装置将激光测距仪固定于高支模的立杆上，简化安装步骤，提高安装效率，降低成本，并采用激光测距仪测距，实现免布线测距，提高测量效率，同时通过固定装置中的检测装置保证安装板竖直放置，能够准确设置激光测距仪与竖直面的角度，从而能够准确调整激光测距仪的激光发射角度和激光接收角度，提高测距精度。

可选的，如图1所示，安装板上设置有检测装置13，用于检测安装板11的表面是否与水平面垂直。通过判断安装板的表面是否与水平面垂直，可以准确将激光测距仪固定为与水平面成设定角度放置，从而准确设置激光测距仪发射的激光光束与水平面成的角度以及接收的激光光束与水平面成的角度，从而提高测距精度。

可选的，如图1所示，检测装置13可以是圆水准器，可以包括水准泡座15以及设置在水准泡座内的水准泡16；水准泡座15垂直设置于安装板11上。具体的，水准器用来判别视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置，水准器可以包括管水准器和圆水准器。水准器包括水准泡座和设置在水准泡座内的水准泡，当水准泡中心与水准器零点重合时，成水准泡居中，此时，水准轴即水准泡座所在的平面处于水平位置或竖直位置。通过在安装板上设置水准泡座，并采用水准泡检测安装板的表面是否与水平面垂直，在简化固定装置结构的情况下，保证安装板处于竖直位置，提高测距精度，同时减少成本。

在本实用新型的另一个实施例中，可选的，检测装置13还可以是水准仪。其中，水准仪能够提供一条水平视线，并能按照水准量具(如水准尺)进行读数，根据读数判断水准仪所在平面是否处于水平位置。

可选的，本实用新型实施例提供的高支模测距系统还可以包括安装扣件，图2为是本实用新型实施例提供的一种安装扣件的结构示意图。如图1-2所示，安装臂12的一端设置于安装板11上，可选的，安装臂12可以通过焊接或者固定部件(如螺栓)设置于安装板11上；安装臂12的另一端可以通过安装扣件21固定于高支模立杆上。可选的，如图1-2所示，安装臂12上设置有连接孔17，安装扣件21通过连接孔17将安装臂12固定于高支模立杆上。通过设置安装扣件可以快速将激光测距仪固定在高支模立杆上，减少安装步骤，提高安装效率。

其中，如图1所示，安装臂12可以包括伸缩臂，用于调节激光测距仪与高支模立杆之间的距离，以使激光测距仪发射的激光光束照射在被测目标上。具体的，伸缩臂可以包括调节孔18和分别设置有调节孔18的两个金属板(如不锈钢板)，示例性的，当两个金属板调整到设定长度时，可以采用螺栓通过调节孔18固定两个金属板的位置，从而达到调整伸缩臂的长度的效果。

通过设置伸缩臂，可以调节激光测距仪与高支模立杆的距离，避免激光测距仪的激光光束被非被测目标遮挡，从而提高测距精度。

可选的，如图3所示，激光测距仪可以包括：激光器31、探测器32、测距模块33、无线发射模块34、天线接口35、电源36以及充电接口37。

其中，激光器31，用于发射激光光束；探测器32，用于接收经被测目标反射的激光光束；测距模块33，可以是微处理器(如STM32F4、MSP430F2274)，用于基于发射的激光光束和反射的激光光束，测量被测目标与激光测距仪的距离；无线发射模块34，可以是微处理器(如STM32F4、MSP430F2274)，用于通过天线接口35向高支模监测装置发送数据；其中，电源36，用于为激光器31、探测器32、测距模块33以及所述无线发射模块34供电，具体的，电源36可以包括锂电池，相应的，激光测距仪上设置有充电接口37，电源36可以通过充电接口进行充电。可选的，电源35还可以包括太阳能电池，通过太阳能充电。具体的，激光测距仪可以是将激光器31、探测器32、测距模块33、无线发射模块34以及电源36集成到一个中空壳体的结构，其中，激光器31可以与固定装置的表面成角度放置，探测器32可以与固定装置的表面即安装板的表面成角度(例如30°)放置。

示例性的，无线发射模块34可以采用数据传输单元，将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据并通过无线通信网络进行传送。数据传输单元与高支模监测装置建立SOCKET连接，以此建立双向单通道通讯。所测得的数据将实时的在高支模监测装置上展示，用户可以通过显示屏幕查看高支模检测装置上的距离数据。

其中，测距模块可以采用脉冲式测距，还可以采用相位式测距。可选的，当测距模块可以采用脉冲式测距时，同时激光器可以发出的激光光束为脉冲激光。

进一步的，图4为是本实用新型实施例提供的一种测距模块的功能框图，如图4所示，测距模块33可以包括放大器41、整形电路42、触发器43、计数器44、时钟脉冲振荡器45、凸透镜46、光阑47、滤光片48和参考信号取样器49等。

具体的，激光光束由激光器31发出，经过凸透镜46形成平行激光光束，一部分激光光束通过参考信号取样器49直接经过凸透镜46汇聚，再经过光阑47筛选，最后经过滤光片48过滤，发送至探测器32转换成电信号作为参考信号，剩余绝大部分激光光束经被测目标反射后，反射光同样依次经过凸透镜46、光阑47和滤光片48，最终由探测器32接收，并转换成电信号作为回波信号。探测器32转换的参考信号依次经过放大器41和整形电路42进行处理，使得时钟脉冲振荡器45发送脉冲信号给计数器44，计数器44开始记录脉冲的个数，在回波信号经过放大器41和整形电路42进行处理后，使得时钟脉冲振荡器45停止发送脉冲信号给计数器44，计数器44停止记录脉冲的个数。最终计数器44记录的脉冲数可以转换成时间，作为每次参考信号和回波信号的时间差值，具体的，脉冲数与脉冲的周期的乘积即为时间差值。可以根据该时间差值计算激光测距仪到被测目标的距离。在计数器44计算得到距离数据后，将距离数据发送给无线发射模块34，无线发射模块34把距离数据发送给高支模监测装置。

示例性的，距离的计算可以基于公式：L＝ct/2，其中，c为光速，t为时间。通过对激光光束在激光测距仪和被测目标间往返多个周期累计求平均可以提高测距精度。

可选的，当测距模块可以采用相位式测距时，同时激光器发出的激光光束可以为经过高频调制的连续激光。

具体的，可以通过检测被高频调制的连续激光往返后和初始信号的相位差计算激光测距仪和被测目标的距离，示例性的，可以通过脉冲填充法获取相位差，如通过整形电路将发射的激光光束的信号，以及接收的激光光束的信号的正弦波整形成方波，在进行微分后触发计数器，并在开、关门之间填充晶振脉冲，从而得到位相差值；还可以通过比较器和计时器测量得到初始信号和回波信号的相位差。距离的计算可以基于公式：L＝λ(m+Δm)/2，其中，λ为调制波长，m为激光光束在一次传播中经历的整数个波长，Δm为激光光束在一次传播中经历的不足一个波长的分量。

相应的，高支模测距系统还包括：高支模监测装置，用于接收激光测距仪发送的距离数据，并根据距离数据确定高支模是否处于安全范围内。示例性的，当高支模监测装置第一次接收到的距离数据与第二次接收到的距离数据的差值大于等于8mm时，或者当基准距离数据与接收到的距离数据的差值大于等于8mm时，确定激光测距仪所在的高支模立杆发生了沉降，其中，基准距离数据为激光测距仪与被测目标的真实距离。当高支模监测装置确定高支模立杆发生了沉降时，发出警报，具体可以是声音警报，还可以是短信警报。通过高支模监测装置，用户可以远程监测高支模，避免当高支模坍塌时，在场的监测人员出现生命危险。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。