桥梁结构双轴动态位移测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了桥梁结构双轴动态位移测量装置，包括：一主机，所述主机包括一测量筒，所述测量筒的下方设置一固定块，通过该该固定块将主机安装于固定测量点上，还包括一与测量筒连接的箱体，所述测量筒端部设置有前端摄像机，该前端摄像机通过环绕测量筒的橡胶套封住，一标靶机，所述标靶机包括一机体，一位于机体表面的四个LED灯，以及一设置于机体下方的放置块，通过该放置块将标靶机垂直安装于被测物体上，且与主机位于同一水平面上；以及一显示机，所述显示机与所述主机通过五芯电缆连接，所述主机与所述标靶机通过四芯电缆连接。本实用新型安装于桥墩上，用于实时监测结构位移、扰度等变形情况，且能精确输出垂直-水平双轴动态位移。
【专利说明】桥梁结构双轴动态位移测量装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及测量领域，具体涉及桥梁结构双轴动态位移测量装置。
【背景技术】
[0002] 桥梁作为现代交通的重要组成部分发挥着越来越重要的作用，对于社会与经济发 展影响深远。然而，由于工程结构设计、建造和施工过程中的失误，特别是重载交通的长期 作用，以及工程材料的自然老化，造成一些桥梁结构出现损伤、处于非安全状况，轻则影响 交通、消耗大量维修费用，重则桥毁人亡、造成巨大的人员伤亡与财产损失。
[0003] 为提高桥梁运行的可靠性，桥梁结构变形监测工作就显得愈加重要，确保桥梁运 行阶段的结构安全，是全世界桥梁工程界和政府管理当局的一个严峻课题，同时也是一个 管理和决策上的普遍共性问题，具有重要的社会、经济、科学意义。
[0004] 目前根据光学原理制成的水准仪监测方法，该方法或装置存在系统过于复杂、价 格昂贵、维护不便，不适宜在环境恶劣的工程现场长期连续观测。
【发明内容】
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供桥梁结构双轴动态位移测量装置，安装于桥 墩上，用于实时监测结构位移、扰度等变形情况，节约人力，且能精确输出垂直-水平双轴 动态位移。
[0006] 为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
[0007] 桥梁结构双轴动态位移测量装置，包括：
[0008] -主机，所述主机包括一测量筒，所述测量筒的下方设置一固定块，通过该固定块 将主机安装于固定测量点上，还包括一与测量筒连接的箱体，所述测量筒端部设置有前端 摄像机，该前端摄像机通过环绕测量筒的橡胶套封住，
[0009] 一标靶机，所述标靶机包括一机体，一位于机体表面的四个LED灯，以及一设置于 机体下方的放置块，通过该放置块将标靶机垂直安装于被测物体上，且与主机位于同一水 平面上；
[0010] 以及一显示机，所述显示机与所述主机通过五芯电缆连接，所述主机与所述标靶 机通过四芯电缆连接。
[0011] 在本实用新型的一个优选实施例中，所述标靶机的下方还放置有长灯带。
[0012] 在本实用新型的一个优选实施例中，所述箱体内设置有PCB板，该PCB板上封装有 一与前端摄像机连接的光信号采集电路，一 CPU处理电路，一通讯电路，以及一为PCB板供 电的总电源电路，
[0013] 所述机体内设置有控制LED灯亮熄的标靶电源电路，一连通标靶电源电路的继电 器切换电路，一标靶CPU处理电路，以及一标靶间通讯电路。
[0014] 在本实用新型的一个优选实施例中，所述总电源电路包括一连接电源的输入端， 一分别与输入端连接的第一电源模块和第二电源模块，以及一与第一电源模块连接的线性 稳压器，上述第一电源模块为CPU处理电路的模拟量提供电能，第二电源模块为CPU处理电 路的数字量提供电能，线性稳压器为通讯电路提供电能。
[0015] 在本实用新型的一个优选实施例中，所述标靶电源电路包括一光耦，所述光耦一 端通过三极管连接有标靶CPU处理电路的输出端，所述光耦另一端连接一继电器常开开 关，
[0016] 所述继电器切换电路包括两个数据传输器，所述两个数据传输器之间连接一信号 收发器，所述数据传输器分别连接有继电器线圈，该继电器线圈与继电器常开开关相互联 动，用于控制标靶电源电路的通断。
[0017] 在本实用新型的一个优选实施例中，所述CPU处理电路以及标靶CPU处理电路均 采用MPS1611处理器。
[0018] 在本实用新型的一个优选实施例中，所述通讯电路以及标靶间通讯电路均采用 ADM2483双向数据通信器。
[0019] 通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0020] 本实用新型安装于桥墩上，用于实时监测结构位移、扰度等变形情况，节约人力， 且能精确输出垂直-水平双轴动态位移。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1为本实用新型的主机的结构示意图；
[0023] 图2为本实用新型的标靶机的结构示意图。
[0024] 图3为本实用新型的总电源电路的电路图。
[0025] 图4为本实用新型的CPU处理电路的电路图。
[0026] 图5为本实用新型的标靶电源电路的电路图。
[0027] 图6为本实用新型的继电器切换电路的电路图。
[0028] 图7为本实用新型的标靶CPU处理电路的电路图。
[0029] 图8为本实用新型的通讯电路的电路图。
【具体实施方式】
[0030] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0031] 参照图1和图2,桥梁结构双轴动态位移测量装置，包括：
[0032] -主机，所述主机包括一测量筒，所述测量筒的下方设置一固定块，通过该固定块 将主机安装于固定测量点上，还包括一与测量筒连接的箱体，所述测量筒端部设置有前端 摄像机，该前端摄像机通过环绕测量筒的橡胶套封住，
[0033] -标靶机，所述标靶机包括一机体，一位于机体表面的四个LED灯，以及一设置于 机体下方的放置块，通过该放置块将标靶机垂直安装于被测物体上，且与主机位于同一水 平面上；在实际使用过程中，四个LED灯中的任意两个LED灯两两点亮，并进行多次组合标 定，提1?位移标定的精度；
[0034] 以及一显示机，所述显示机与所述主机通过五芯电缆连接，所述主机与所述标靶 机通过四芯电缆连接。
[0035] 在实际应用过程中，所述标靶机的下方还放置有长灯带，该长灯带的设计便于主 机与标靶机的对焦。
[0036] 上述箱体内设置有PCB板，该PCB板上封装有一与前端摄像机连接的光信号采集 电路，一 CPU处理电路，一通讯电路，以及一为PCB板供电的总电源电路，上述机体内设置 有控制LED灯亮熄的标靶电源电路，一连通标靶电源电路的继电器切换电路，一标靶CPU处 理电路，以及一标靶间通讯电路。
[0037] 前端摄像机采集标靶机两个LED灯的像素，通过A/D转化，将模拟量转化成数字 量，通过CPU处理电路，得出X，Y轴的位移量。
[0038] 参照图3,总电源电路包括一连接电源的输入端，一分别与输入端连接的第一电源 模块和第二电源模块，以及一与第一电源模块连接的线性稳压器，上述第一电源模块为CPU 处理电路的模拟量提供电能，第二电源模块为CPU处理电路的数字量提供电能，线性稳压 器为通讯电路提供电能。上述模拟量，数字量以及通讯电路采用独立供应电源供电，能够防 止其他信号的干扰，提高检测的精度。
[0039] 参照图4，为CPU处理电路的电路图。
[0040] 参照图5,标靶电源电路包括一光耦，所述光耦一端通过三极管连接有标靶CPU处 理电路的输出端，所述光耦另一端连接一继电器常开开关，
[0041] 参照图6，继电器切换电路包括两个数据传输器，所述两个数据传输器之间连接一 信号收发器，所述数据传输器分别连接有继电器线圈，该继电器线圈与继电器常开开关相 互联动，用于控制标靶电源电路的通断。
[0042] 参照图7,为标靶CPU处理电路的电路图。所述CPU处理电路以及标靶CPU处理电 路均采用MPS1611处理器。
[0043] 参照图8,所述通讯电路以及标靶间通讯电路均采用ADM2483双向数据通信器。
[0044] 本实用新型的具体操作步骤：
[0045] 1、将标靶机按照接线端向下垂直于地面安装于被测物上，标靶机背面有磁贴，可 吸附于金属支架上，并用M4螺丝固定；
[0046] 2、可用附带支架将主机安装于固定测量点上，硬保证测量点稳定，无振动，与标靶 机同水平高度；
[0047] 3、将主机与标靶机之间用四芯电缆进行连接，主机与显示机用五芯电缆进行连 接；
[0048] 4、打开主机后盖，上电后1分钟进行对焦初始化调试；
[0049] 5、转动主机镜头后端的对焦环进行标靶机对焦，使标靶机的光电清晰成像在主机 屏幕上的中心位置；
[0050] 6、待成像稳定后点击屏幕，出现清零按钮，点击清零按钮，使屏幕左上方显示的X 值和Y值归零并为绿色，合上后盖，设备安装完毕，
[0051] 在被测物的测试点上安装一个小巧的发光标志祀，通过光学系统把发光标志革巴的 发光点成像在高速面阵数字式CMOS的接收器上，当被测物在通载作用下产生位移、振动 时，发光标志靶也跟着发生位移、振动，通过测出靶上发光标志点在数字式CMOS接收器上 成像位置的变化值，就可以得到被测物的位移、振动等参数。
[0052] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1. 桥梁结构双轴动态位移测量装置，其特征在于，包括： 一主机，所述主机包括一测量筒，所述测量筒的下方设置一固定块，通过该固定块将主 机安装于固定测量点上，还包括一与测量筒连接的箱体，所述测量筒端部设置有前端摄像 机，该前端摄像机通过环绕测量筒的橡胶套封住， 一标祀机，所述标祀机包括一机体，一位于机体表面的四个LED灯，以及一设置于机体 下方的放置块，通过该放置块将标靶机垂直安装于被测物体上，且与主机位于同一水平面 上； 以及一显示机，所述显示机与所述主机通过五芯电缆连接，所述主机与所述标靶机通 过四芯电缆连接。
2. 根据权利要求1所述的桥梁结构双轴动态位移测量装置，其特征在于，所述标靶机 的下方还放置有长灯带。
3. 根据权利要求1所述的桥梁结构双轴动态位移测量装置，其特征在于，所述箱体内 设置有PCB板，该PCB板上封装有一与前端摄像机连接的光信号采集电路，一 CPU处理电 路，一通讯电路，以及一为PCB板供电的总电源电路， 所述机体内设置有控制LED灯亮熄的标靶电源电路，一连通标靶电源电路的继电器切 换电路，一标靶CPU处理电路，以及一标靶间通讯电路。
4. 根据权利要求3所述的桥梁结构双轴动态位移测量装置，其特征在于，所述总电源 电路包括一连接电源的输入端，一分别与输入端连接的第一电源模块和第二电源模块，以 及一与第一电源模块连接的线性稳压器，上述第一电源模块为CPU处理电路的模拟量提供 电能，第二电源模块为CPU处理电路的数字量提供电能，线性稳压器为通讯电路提供电能。
5. 根据权利要求3所述的桥梁结构双轴动态位移测量装置，其特征在于，所述标靶电 源电路包括一光耦，所述光耦一端通过三极管连接有标靶CPU处理电路的输出端，所述光 耦另一端连接一继电器常开开关， 所述继电器切换电路包括两个数据传输器，所述两个数据传输器之间连接一信号收发 器，所述数据传输器分别连接有继电器线圈，该继电器线圈与继电器常开开关相互联动，用 于控制标靶电源电路的通断。
6. 根据权利要求3所述的桥梁结构双轴动态位移测量装置，其特征在于，所述CPU处理 电路以及标靶CPU处理电路均采用MPS1611处理器。
7. 根据权利要求3所述的桥梁结构双轴动态位移测量装置，其特征在于，所述通讯电 路以及标靶间通讯电路均采用ADM2483双向数据通信器。
【文档编号】G01B11/16GK203881302SQ201420256707
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】李新华 申请人:西安威正电子科技有限公司