[实用新型]一种高速光电式非接触位移挠度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤其涉及一种用在建筑工程测量领域的光电式非接触测量装置。 

背景技术

公路铁路等各项基础设施建设在我国国民经济建设中一直占据着举足轻重的地位。同时，在基础设施中的各种大型建筑物结构，如桥梁、楼宇、大坝等的正常运营更是关系到国民经济的健康持续发展和人民群众的生命财产安全。 

保证这些基础设施能够正常运营的一个重要手段就是对其相关指标的测量。众所周知，在建筑工程测量领域，对变形、位移的检测和监测比较传统的方法是使用水准仪、经纬仪或全站仪等，但是在某些特殊场合或特殊要求的情况下，如高速连续采集位移变化等，这些常规仪器并不能提供很好的解决方案。 

近年来，国内外相关领域相继发展了一些利用图像法、激光原理等专用位移测量装置，通过工程实地测量验证，或多或少存在一些问题，如本身结构设计粗糙导致易用性较差，比较容易受外界环境影响精度较低等。 

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种是用范围广泛，较现有同类检测手段具备更高的精度，更加便捷易用的使用方式，高速的光电式非接触位移测量装置和方法。 

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种高速光电式非接触位移挠度测量装置，包括高亮LED发光装置、瞄准器、光电接收主机和计算机，其特征在于所述光电接收主机包括光路切换机构、高速CCD图像传感器及高精度角度传感器，高精度角度传感器安装在三角架的竖向转轴上，高速CCD图像传感器设置在高精度角度传感器上，光路切换机构设置在高速CCD图像传感器侧边并能控制高速CCD图像传感器上形成的图像点，瞄准器置于高亮LED发光装置上，光电接收主机通过数据总线与计算机进行通讯。

所述的光路切换机构为推拉式。 

所述的瞄准器与LED发光装置的安装平面正交，以保证测量时LED发光装置发出的LED光线与光电接收主机的光轴平行。 

与所述计算机进行数据通讯的数据总线从光电接收主机内部的光路中穿过。 

使用该装置时，采用如下的方法： 

1）首先将高亮LED放光装置牢固安装在被测物体之上，调节高亮LED发光装置的光线水平和竖直照射方向，通过瞄准装置照准主机所在位置； 

2）接下来调整主机水平及俯仰角度，通过推拉式光路切换机构使主机照准高亮LED发光装置，并且在高速CCD图像传感器上形成有效图像点。 

3）通过软件界面设定当前的采样速率及图像亮度、对比度的相关参数，输入当前由高精度角度传感器获取的当前主机俯仰角度，计算当前光学系统放大率。 

4）当待测物体放生位移或变位，安装在其上的高亮LED发光装置随之运动，图像点亦相应实时改变位置。图像数据通过数据总经计算机接口传输进入计算机。 

5）专用软件经过实时计算，获取图像点像素变化量，进一步通过光路系统的放大率得出物体位移或振动的真实大小，高速实时绘制位移或振动随时间变化的曲线图表。同时能将数据存储为专用的文件格式，通过后期处理或多次测量对比，可进一步提高测量数据的可靠性及精度。 

与现有技术相比，本发明具有如下优点及特点： 

  1、光电接收主机的光路切换机构采用推拉式，结构上简单可靠，符合人体工学，能提供良好的操作体验。

  2、高亮LED发光装置上设置瞄准器，使LED光线能够与光电接收主机光路系统光轴平行，从而使高速CCD图像传感器接收到的光强最强，能够进行高速实时测量，极大提高了采样速率。 

  3、高精度角度传感器结合高亮LED发光装置上的瞄准器，进一步提高了现场光路系统放大率的计算精度，进而提高测量精度。 

  4、数据总线从仪器内部贯穿光路之后与计算机接口连接，构思巧妙，设计合理，结构简单。既不影响光路的正常工作，同时又能保证测量时数据的高速传输。 

附图说明

图1是本发明的发射和光电接收装置示意图； 

图2是本发明的系统构造示意图。

图中，光路切换机构1、高速CCD图像传感器2、高精度角度检测装置3、数据总线4、瞄准器5、光电接收主机6、三脚架7、计算机8。 

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：