[实用新型]一种裂缝监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程安全监测领域，具体是一种裂缝监测装置。

背景技术

在工业与民用建筑、水工建筑物、地下工程、道路桥梁、滑坡地质灾害等工程领域中，裂缝对工程结构的安全性、适用性和耐久性等有重大影响。因此，为工程结构或岩土体病害成因分析、安全健康状况评价提供裂缝监测数据，对出现的裂缝的准确识别是非常必要的。目前，裂缝监测方法众多，但多为人工机械式监测，自动化程度低，能实时监测裂缝宽度发展状况的亦很少。另外，通常情况下裂缝监测环境恶劣，监测数据连续性要求高，这就要求裂缝监测仪器环境适应性强，可靠性高，这使得常规裂缝监测仪器的使用受到限制。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种裂缝监测装置，能实时监测裂缝宽度发展情况，并通过无线发送装置将数据发送到监测站的接收端，实现室内监控测知范围内工程结构或岩土体裂缝的实时宽度，为工程结构或岩土体病害成因分析、安全健康状况评价提供数据。

本实用新型采取的技术方案为：

一种裂缝监测装置，包括PC终端、信号接收处理单元、激光测距处理单元、可伸缩中空机构、合作目标旋转节点。PC终端连接信号接收处理单元，信号接收处理单元与激光测距处理单元远程通信连接。合作目标旋转节点包括直角棱镜、保护外壳、中空球体；直角棱镜用于反射激光、改变光路，直角棱镜、保护外壳安装固定在可伸缩中空机构的内伸缩筒体端部，中空球体的中空部分卡住保护外壳的球状凸起，所述球状凸起在中空球体内自由旋转。

激光测距处理单元的一端固定在裂缝一边，合作目标旋转节点的中空球体一端固定在裂缝另一边，可伸缩中空机构伴随裂缝的发展伸缩，PC终端用于完成裂缝发展的数据采集、实现裂缝的实时监测。

所述可伸缩中空机构包括至少两节伸缩筒，可伸缩中空机构随裂缝宽度变化而自由伸缩。可伸缩中空机构内部中空，保证激光无障碍直射；内部相对封闭，保证直角棱镜反光面清洁；筒内几乎不存在杂散光和背景光，可不采取光谱滤波措施也能保证信噪比精度要求。

所述信号接收处理单元包括第一无线传输模块、信号处理模块，信号处理模块连接第一无线传输模块。

所述激光测距处理单元包括电源模块、第二无线传输模块和激光信号发射接收模块。所述激光信号发射接收模块包括信号控制单片机、主振直接数字频率合成器、本振直接数字频率合成器、直流偏置模块、信号调制器、激光器、取样准直器、发射物镜、参考信号光探测器、测量信号光探测器、接收物镜，以及参考信号通路和测量信号通路，每一路包括依次连接的信号放大器、选频器、混频器、后置放大器、增益放大器、前置放大器。

信号控制单片机输入端连接第二无线传输模块，输出端分别连接本振直接数字频率合成器和主振直接数字频率合成器输入端；本振直接数字频率合成器输出端分别连接参考信号通路和测量信号通路中混频器输入端；主振直接数字频率合成器输出端连接信号调制器输入端；直流偏置模块连接信号调制器输出端；信号调制器输出端与激光器输入端连接；两路中的前置放大器输入端分别连接参考光探测器和测量光探测器输出端；第二无线传输模块连接参考信号通路和测量信号通路中的信号放大器输出端。

所述激光测距处理单元、可伸缩中空机构、合作目标旋转节点依次机械安装固定为一整体。

所述信号接收处理单元与PC终端通过USB数据线连接。

所述可伸缩中空机构内伸缩筒一端与合作目标旋转节点安装固定在一起，外伸缩筒一端与激光测距处理单元安装固定在一起。

本实用新型一种裂缝监测装置，有如下有益效果：

1）、实现在室内操控而实时精确测知工程结构或岩土体裂缝宽度，为工程结构或岩土体病害成因分析、安全健康状况评价提供数据；

2）、无线传输使得接线减少，便于仪器移动，还使得研究人员可在监测站便可操控仪器并实时了解裂缝发展情况；

3）、无线传输的实用，可实现在PC端同时监测多条裂缝的发展情况。

4）、可实现裂缝监测恶劣环境条件下的连续实时监测，保证监测数据的连续实时性；

5）、可伸缩中空机构内部相对封闭，保证了合作目标直角棱镜的清洁；筒内几乎不存在杂散光和背景光，可不采取光谱滤波措施也能保证信噪比精度要求，即保证了监测数据的可靠。

6）、整套装置模块化安装，施工便捷。

附图说明

图1为本实用新型的装置整体结构示意图。

图2为本实用新型的合作目标旋转节点结构示意图。

图3为本实用新型的激光测距处理单元结构示意图。