[發明專利]一種橋梁振動變形的監測裝置及實時監測方法

有效

• 申請號: 200810150077.1
• 申請日: 2008-06-19
• 公開（公告）號: CN101315274A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 樂開端
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安華騰光電有限責任公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01H9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 朱海臨

1.一種橋梁振動變形的監測裝置，其特征在于，包括設置在橋長方向任一位置的一個激光發射器，在激光發射器出射光束直線方向延伸的橋梁上設置有多個監測點，每個監測點上都設置一套同步光接收及傳遞裝置；各同步光接收及傳遞裝置通過各自的信號線輸出連接一根現場總線，該現場總線連接到處于激光發射器位置的集中控制及通訊裝置，該集中控制及通訊裝置與一個遠程監測中心通過無線或有線方式實現同步光接收及傳遞裝置監測數據的傳輸；所述同步光接收及傳遞裝置包括一個置于在出射光束上的反射透射棱鏡，在垂直于反射透射棱鏡反射光方向設置有成像屏、光學放大器和光電轉換及數據存儲器，光電轉換及數據存儲器通過信號線連接現場總線；其中第一套同步光接收及傳遞裝置中的反射透射棱鏡按一定比例將激光發射器的出射光束進行分光，一部分透射并往后面的同步光接收及傳遞裝置傳遞；一部分反射到成像屏；其后各同步光接收及傳遞裝置對前面的同步光接收及傳遞裝置的出射光進行同樣處理；所述反射透射棱鏡按一定比例將激光發射器的出射光束進行分光是指：第一套同步光接收及傳遞裝置的反射透射棱鏡的反射率按10％計，其后的各同步光接收及傳遞裝置的反射透射棱鏡的反射率按5％遞增，使測點數滿足所要測量橋梁的長度及精度要求。

2.一種用權利要求1的橋梁振動變形的監測裝置實時監測方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)首先在橋梁的橋長方向任一位置安裝一個激光發射器，在激光發射器出射光束直線方向延伸的橋梁上設置有多個監測點，每個監測點上都設置一套同步光接收及傳遞裝置，激光發射器向離其最近監測點上的第一套同步光接收及傳遞裝置發射激光；

所述同步光接收及傳遞裝置包括一個置于在出射光束上的反射透射棱鏡，在垂直于反射透射棱鏡反射光方向設置有成像屏、光學放大器和光電轉換及數據存儲器，光電轉換及數據存儲器通過信號線連接現場總線；

(2)其中第一套同步光接收及傳遞裝置中的反射透射棱鏡按一定比例將激光發射器的出射光束進行分光，一部分透射并往后面的同步光接收及傳遞裝置傳遞；一部分反射到成像屏，形成一個均勻的光斑，再經過光學放大器輸入到光電轉換及數據存儲器中，光電轉換及數據存儲器將其最初采集的光斑數據設置為基準點，當橋梁發生振動變形時，光斑在成像屏上會發生移動，這時光電轉換及數據存儲器將采集到的光斑變化量與基準點進行比較，通過其連接現場總線的信號線準確輸出橋梁在本測點橫向和縱向的變形量；其后各同步光接收及傳遞裝置對前面的同步光接收及傳遞裝置的出射光進行同樣處理；

(3)各測點的同步光接收及傳遞裝置將存儲的光成像數據通過各自的信號線輸出到現場總線，經過該現場總線同步傳輸到處于激光發射器位置的集中控制及通訊裝置，集中控制及通訊裝置通過無線或有線傳輸到遠程監測中心；

步驟(2)中所述反射透射棱鏡按一定比例將激光發射器的出射光束進行分光是指：第一套同步光接收及傳遞裝置的反射透射棱鏡的反射率按10％計，其后的各同步光接收及傳遞裝置的反射透射棱鏡的反射率按5％遞增，使測點數滿足所要測量橋梁的長度及精度要求。