[发明专利]数字光纤式墙体裂缝监测装置

摘要

数字光纤式墙体裂缝监测装置主要由固体激光器、扩束透镜、第一光纤束、入射光纤阵列、遮光板、出射光纤阵列、第二光纤束、光电转换阵列、限幅整形阵列、并行接口电路、单片机电路、液晶驱动与显示器、底座和暗盒组成，其中固体激光器、扩束透镜、第一光纤束、入射光纤阵列、光纤阵列底板、遮光板、出射光纤阵列、第二光纤束、光电转换阵列和限幅整形阵列构成传感机构，单片机电路构成处理机构，出射光纤阵列能够直接得到格雷码的数字信号，进行数字显示无需用到模数转换电路，对光源的要求不高，光电转换装置不用校准，本装置不易受外界光线、噪音、温度、湿度和电磁场的影响，可对建筑墙体的裂缝进行远程测量，且能抗电磁干扰。

主权项

一种数字光纤式墙体裂缝监测装置，包括固体激光器(1)、扩束透镜(2)、初始激光(3)、扩束激光(4)、第一光纤束(5)、入射光纤阵列(6)、遮光板(7)、出射光纤阵列(8)、第二光纤束(9)、光电转换阵列(10)、限幅整形阵列(11)、并行接口电路(12)、单片机电路(13)、液晶驱动与显示器(14)、传输线(15)、光纤阵列底板(16)、刻槽(17)、刻纹(18)、盖板(19)、暗盒顶部(20)、套筒(21)、连杆(22)、万向节(23)、墙体连接座(24)、遮光板夹片(25)、透光块(26)、支撑架(27)、暗盒(28)、遮光板滑轨(29)、螺丝孔(30)、底座(31)、轨道侧耳(32)、方头螺丝(33)、圆头螺丝(34)和连座侧耳(35)；固体激光器(1)、扩束透镜(2)、第一光纤束(5)、入射光纤阵列(6)、光纤阵列底板(16)、盖板(19)、遮光板(7)、出射光纤阵列(8)、第二光纤束(9)、光电转换阵列(10)和限幅整形阵列(11)构成传感机构，并行接口电路(12)、单片机电路(13)和液晶驱动与显示器(14)构成处理机构，暗盒(28)、套筒(21)、连杆(22)、万向节(23)、墙体连接座(24)、遮光板夹片(25)、支撑架(27)、遮光板滑轨(29)和底座(31)构成附属机构；其特征在于：所述的装置设有固体激光器(1)、扩束透镜(2)、第一光纤束(5)、入射光纤阵列(6)、遮光板(7)、光纤阵列底板(16)和盖板(19)、出射光纤阵列(8)、第二光纤束(9)、光电转换阵列(10)、限幅整形阵列(11)、并行接口电路(12)、单片机电路(13)和暗盒(28)；光纤阵列底板(16)和盖板(19)上设有用于嵌入入射光纤阵列(6)和出射光纤阵列(8)的刻纹(18)和用于插入遮光板(7)且能保证遮光板(7)自由移动的刻槽(17)，刻纹(18)为半圆柱体凹槽，刻槽(17)为长方体开孔，刻槽(17)和刻纹(18)相垂直，遮光板(7)与光纤阵列底板(16)、入射光纤阵列(6)以及出射光纤阵列(8)相垂直，入射光纤阵列(6)和出射光纤阵列(8)均由五根多模光纤组成，入射光纤阵列(6)的一端并合成梅花形第一光纤束(5)，出射光纤阵列(8)的一端并合成梅花形第二光纤束(9)，遮光板(7)上面设有按五位格雷码编码的透光块(26)；暗盒(28)为一侧设有开口另一侧设有暗盒顶部(20)的长方体金属盒，暗盒(28)内设有两根用于夹住遮光板(7)且能让其自由移动的V字形遮光板滑轨(29)，板滑轨(29)平行于遮光板(7)两侧，暗盒(28)开口处通过方头螺丝(33)固定在底座(31)上，遮光板滑轨(29)的一端通过圆头螺丝(34)固定在底座(31)上；暗盒(28)中部设有带有凹槽用于嵌入光纤阵列底板(16)和盖板(19)的支撑架(27)，光纤阵列底板(16)和盖板(19)与遮光板滑轨(29)相垂直，暗盒顶部(20)中央设有套筒(21)，套筒(21)内嵌有能够移动的连杆(22)，连杆(22)一端通过遮光板夹片(25)与遮光板(7)一端连接，连杆(22)另一端通过万向节(23)与墙体连接座(24)连接；出射光纤阵列(8)得到的光信号为按五位格雷码编码的数字信号，格雷码的十进制顺序号与遮光板(7)的位移大小成线性关系；当楼体接缝宽度变窄时墙体连接座(24)与底座(31)的距离减小，连杆(22)推动遮光板(7)朝底座(31)一侧移动，格雷码的十进制顺序号减小；当楼体接缝宽度变宽时墙体连接座(24)与底座(31)的距离增大，连杆(22)拉动遮光板(7)朝暗盒顶部(20)一侧移动，格雷码的十进制顺序号增加；暗盒(28)内侧为黑色磨砂面，入射光纤阵列(6)和入射光纤阵列(6)所用的光纤为塑料阶跃型光纤，其纤芯直径为200μm，包层外径为230μm。