[发明专利]一种三维空间位置连续变化组合测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种三维空间位置连续变化组合测量装置，其特征在于，包括：定位传感器(1)、三向倾角传感器(2)、连续变形测量管(3)、固定模块(4)、应变传感光纤(5)和数据采集处理模块，所述连续变形测量管(3)为弹性高于预设值的弹性管，所述定位传感器(1)、三向倾角传感器(2)、连续变形测量管(3)通过所述固定模块(4)直接或间接固定在被测目标上，所述应变传感光纤(5)布设在所述连续变形测量管(3)上，所述数据采集处理模块用于接收所述定位传感器(1)、所述三向倾角传感器(2)、所述连续变形测量管(3)的采集数据，根据采集数据计算确定被测目标在三维空间的位置连续变化值。

2.如权利要求1所述的一种三维空间位置连续变化组合测量装置，其特征在于，所述数据采集处理模块包括分布式光纤应变测量仪(6)、定位传感器数据采集仪(7)、倾角数据采集仪(8)和数据分析单元(9)，所述分布式光纤应变测量仪(6)用于获取所述应变传感光纤(5)的应变测量数据，所述定位传感器数据采集仪(7)用于获取所述定位传感器(1)的位置测量数据，所述倾角数据采集仪(8)用于获取所述三向倾角传感器(2)的倾角测量数据，所述数据分析单元(9)用于根据所述分布式光纤应变测量仪(6)、所述定位传感器数据采集仪(7)、所述倾角数据采集仪(8)的采集数据计算确定被测目标的三维空间位置连续变化值。

3.如权利要求1所述的一种三维空间位置连续变化组合测量装置，其特征在于，所述连续变形测量管(3)为PVC管或ABS管。

4.如权利要求1所述的一种三维空间位置连续变化组合测量装置，其特征在于，在所述连续变形测量管(3)内壁均匀布设多条所述应变传感光纤(5)，所述应变传感光纤(5)均与所述连续变形测量管(3)中轴线平行。

5.如权利要求1所述的一种三维空间位置连续变化组合测量装置，其特征在于，所述应变传感光纤(5)为利用光散射原理实现分布式应变测量的传感光纤。

6.如权利要求1所述的一种三维空间位置连续变化组合测量装置，其特征在于，所述固定模块(4)包括安装孔(41)和约束框(42)，所述安装孔(41)用于将所述固定模块(4)固定在被测目标上，所述约束框(42)的内表面与所述变形测量管(3)横截面外径相切，所述约束框(42)与所述变形测量管(3)为点接触，以对所述变形测量管(3)施加点荷载和点约束。

7.如权利要求6所述的一种三维空间位置连续变化组合测量装置，其特征在于，所述约束框(42)的材料为刚性金属圆棒。

8.如权利要求2所述的一种三维空间位置连续变化组合测量装置，其特征在于，所述分布式光纤应变测量仪(6)为基于差分脉冲对原理的布里渊光纤测量仪、或基于脉冲预泵浦原理的布里渊光纤测量仪或基于瑞利散射光原理的光纤测量仪。