一种倒垂线变形监测装置及监测方法与流程

本发明涉及建筑安全监测装置，具体涉及一种倒垂线变形监测装置及监测方法。

背景技术：

1、大坝、桥梁、高层建筑等建筑物在建成以后，需要对建筑物的水平变形量及倾角进行监测，以判断建筑物的变形状态，从而便于及时采取加固措施对建筑物进行加固，保证建筑物的安全性，防止安全事故的发生。

2、现有的变形监测装置通过浮力组件使测量设备的测量方向保持稳定，最终通过测量设备测量出建筑物的水平位移量。测量设备为位移传感器或者其他种类的传感器，传感器中的金属部件容易被浮力组件中的液体侵蚀而损坏。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的变形监测装置采用传感器进行测量，传感器中的金属部件容易被液体侵蚀损坏的缺陷，从而提供一种测量设备不会被液体侵蚀损坏的倒垂线变形监测装置及监测方法。

2、为此，本发明提供了一种倒垂线变形监测装置，包括：

3、光源机构，包括浮第一壳体以及设置在所述第一壳体内的浮力组件，所述浮力组件上设置有发光件，所述发光件的光线照射方向为竖直向上；

4、测量机构，设置于所述光源机构的上方，所述测量机构用于测量所述发光件照射在所述测量机构上的光斑的位置。

5、可选的，所述浮力组件包括：浮筒和第一牵引线，所述第一壳体内部具有液体，所述浮筒浮在所述液体液面上，所述第一牵引线的上端连接所述浮筒的底部中心位置，下端连接所述第一壳体的底面中心位置。

6、可选的，所述浮力组件还包括第二牵引线，所述第二牵引线的一端连接所述第一牵引线的下端，且连接点通过固定件固定于所述第一壳体的底面中心位置，另一端与设置在所述第一壳体侧壁的电源连接。

7、可选的，所述测量机构包括：第二壳体、屏幕和成像组件，所述屏幕设置在所述第二壳体的底部，所述成像组件设置在所述第二壳体的顶部。

8、可选的，所述屏幕上设置有四个标识，四个所述标识两两相对设置，且相对设置的一组所述标识相对于另一组所述标识的连线对称设置。

9、可选的，所述成像组件包括摄像机和设置在所述摄像机周围的灯带。

10、可选的，所述发光件为激光发射器，所述屏幕为半透屏。

11、一种监测方法，应用于所述的倒垂线变形监测装置，包括以下步骤：

12、安装所述倒垂线变形监测装置，使建筑物测量点和发光件的照射中心重合，所述发光件照射在屏幕上形成光斑，通过成像组件拍摄所述屏幕形成第一图像；

13、当所述建筑物发生形变后，所述发光件在所述屏幕上的另一位置形成所述光斑，通过所述成像组件拍摄所述屏幕形成第二图像；

14、根据所述第一图像和所述第二图像上两个所述光斑的位置计算得到所述建筑物测量点的位移量d；

15、根据所述位移量d计算得到所述建筑物的倾斜角度θ。

16、可选的，所述根据所述第一图像和所述第二图像上两个所述光斑的位置计算得到所述建筑物测量点的位移量d的步骤，还包括：

17、设置四个标识，四个所述标识的坐标分别为(xa,ya)，(xb,yb)，(xc,yc)，(xd,yd)，相对设置的两个所述标识之间的距离为l，则单个像素的长度l为

18、

19、将所述第一图像的所述光斑的像素坐标集合记为{(x1,y1)(x2,y2)(xi,yi)…(xn,yn)}，则所述第一图像的所述光斑的中心像素坐标为其中i、n均为正整数；

20、将所述第二图像的所述光斑的像素坐标集合记为{(δx1,δy1)(δx2,δy2)(δxi,δyi)…(δxn,δyn)}，则所述第二图像的所述光斑的中心像素坐标为其中i、n均为正整数；

21、所述位移量其中l为单个像素的长度。

22、可选的，所述倾斜角度其中h为所述屏幕与所述第一壳体的底面中心位置之间的距离。

23、本发明具有以下优点：

24、1.本发明提供的倒垂线监测装置，包括光源机构和测量机构，光源机构中的浮力组件可以保证发光件的光线照射方向为竖直向上，测量机构位于光源机构的上方，可以测量发光件照射在测量机构上的光斑的位置。将倒垂线监测装置设置在建筑物上，当建筑物发生变形时，通过变形前后光斑的位置变化即可测出建筑物的水平位移。由于测量机构处于封闭环境，测量机构不会被外界环境中的液体侵蚀，测量机构不易损坏，使用寿命更长。

25、2.本发明提供的倒垂线监测装置，浮力组件包括第一壳体、浮筒和第一牵引线，第一壳体内部装有液体，浮筒浮在液体液面上，第一牵引线的上端连接浮筒的底部中心位置，下端连接在第一壳体的底面中心位置。通过液体以及第一牵引线，可以保证设置在浮筒上的发光件的光线照射方向始终保持竖直向上，不会因建筑物变形而发生改变，从而保证测量结果更加准确可靠。

26、3.本发明提供的倒垂线监测装置，测量机构包括第二壳体、屏幕和成像组件，发光件照射在屏幕上形成光斑，通过成像组件照射屏幕形成图像，建筑物变形前后，光斑位于屏幕上的位置发生变化，通过图像上的光斑位置变化进行计算，即可精确得出建筑物的水平位移量。并且屏幕的尺寸即倒垂线监测装置的有效量程，有效量程远大于现有的传感器。

27、4.本发明提供的倒垂线监测装置，屏幕上设置有四个标识，四个标识两两相对设置，且相对的一组标识相对于另一组标识的连线对称设置，由于标识的位置是固定不变的，以标识为基准，可以计算出单位像素的长度，从而便于精确计算出光斑的位置变化量，进而精确得到建筑物的水平位移量。

28、5.本发明提供的监测方法，应用于本发明提供的倒垂线变形监测装置，通过建筑物变形前后，形成不同位置的光斑图像，可以计算出测量点的水平位移量以及建筑物的倾斜角度，测量结果准确且精度高，而且设备使用寿命长。

技术特征：

1.一种倒垂线变形监测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的倒垂线变形监测装置，其特征在于，所述浮力组件(102)包括：浮筒(1021)和第一牵引线(1022)，所述第一壳体(101)内部具有液体，所述浮筒(1021)浮在所述液体液面上，所述第一牵引线(1022)的上端连接所述浮筒(1021)的底部中心位置，下端连接所述第一壳体(101)的底面中心位置。

3.根据权利要求2所述的倒垂线变形监测装置，其特征在于，所述浮力组件(102)还包括第二牵引线(1023)，所述第二牵引线(1023)的一端连接所述第一牵引线(1022)的下端，且连接点通过固定件固定于所述第一壳体(101)的底面中心位置，另一端与设置在所述第一壳体(101)侧壁的电源(104)连接。

4.根据权利要求1所述的倒垂线变形监测装置，其特征在于，所述测量机构(2)包括：第二壳体(201)、屏幕(202)和成像组件(203)，所述屏幕(202)设置在所述第二壳体(201)的底部，所述成像组件(203)设置在所述第二壳体(201)的顶部。

5.根据权利要求4所述的倒垂线变形监测装置，其特征在于，所述屏幕(202)上设置有四个标识(204)，四个所述标识(204)两两相对设置，且相对设置的一组所述标识(204)相对于另一组所述标识(204)的连线对称设置。

6.根据权利要求4所述的倒垂线变形监测装置，其特征在于，所述成像组件(203)包括摄像机(2031)和设置在所述摄像机(2031)周围的灯带(2032)。

7.根据权利要求4-6任一项所述的倒垂线变形监测装置，其特征在于，所述发光件(103)为激光发射器，所述屏幕(202)为半透屏。

8.一种监测方法，应用于权利要求1-7任一项所述的倒垂线变形监测装置，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，所述根据所述第一图像和所述第二图像上两个所述光斑的位置计算得到所述建筑物(4)测量点的位移量d的步骤，还包括：

10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，所述倾斜角度其中h为所述屏幕(202)与第一壳体(101)的底面中心位置之间的距离。

技术总结
本发明涉及建筑安全监测装置技术领域，其目的是提供一种倒垂线变形监测装置及监测方法。这种倒垂线变形监测装置的测量设备不会被液体侵蚀损坏。上述倒垂线变形监测装置包括：光源机构和测量机构；光源机构包括浮力组件和发光件，浮力组件上设置有发光件，发光件的光线照射方向为竖直向上；测量机构设置于光源机构的上方，测量机构用于测量发光件照射在测量机构上的光斑的位置。本发明解决了现有技术中的监测装置采用传感器进行测量，传感器中的金属部件容易被液体侵蚀损坏的问题。

技术研发人员：李向前,权录年,欧阳金惠,林恩德,梁程,姚孟迪,杜泽东
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14