[實用新型]基于物聯網和激光的橋梁位移和伸縮縫寬度遙測系統

有效

• 申請號: 201320801270.3
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN203587058U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 朱濤;史磊磊;張敬棟
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/14
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 侯懋琪;侯春樂

技術領域

????本實用新型涉及一種橋梁安全監測技術，尤其涉及一種基于物聯網和激光的橋梁位移和伸縮縫寬度遙測系統。

背景技術

橋梁上的梁身與橋墩的相對位移量以及梁身之間的伸縮縫寬度位移量是橋梁健康監測中的關鍵參數，目前為止，現有技術中還沒有能夠直接測量前述兩種位移量的儀器，一般都采用人工定期檢測的方式來進行測量，人工檢測的可靠性和靈活性都較差，不僅測量成本高，而且無法實現實時測量，同時高空作業存在一定安全風險。

實用新型內容

針對背景技術中的問題，本實用新型提出了一種基于物聯網和激光的橋梁位移和伸縮縫寬度遙測系統，包括鋪設在橋墩上的多段梁身，相鄰兩段梁身端面之間設置有伸縮縫，其創新之處在于：在橋墩上設置有固定架，固定架位于伸縮縫跨度范圍內梁身的外側，固定架上設置有兩組激光測距裝置；相鄰兩段梁身上各設置有一個激光反射靶，兩組激光測距裝置能分別對兩側的激光反射靶與固定架之間的距離進行測量。本領域技術人員應該清楚，激光測距中存在短距盲區的問題，因此在設置激光反射靶時，應使激光反射靶與激光測距裝置之間的間距大于短距盲區的長度。

前述方案的原理是：按本實用新型的方案將激光測距裝置和激光反射靶安裝到位后，采用激光測距技術對固定架和激光反射靶的距離進行初次測定，從而獲得原始數據；在后續監測過程中，通過激光測距裝置獲取固定架和激光反射靶的當前距離數據，通過當前距離數據和原始數據的差值就能計算出固定架和激光反射靶之間的位移量，由于固定架和激光反射靶分別設置于橋墩和梁身上，故固定架和激光反射靶之間的位移量實質就上等同于橋墩和梁身之間的位移量，這就實現了對橋墩和梁身位移量的檢測，當我們獲取到固定架與其兩側的激光反射靶之間的位移量這兩個位移量數據后，結合已知的伸縮縫的原始寬度，通過簡單的計算，我們就能獲得伸縮縫的寬度變化量。

激光測距技術是現有的常規技術，本實用新型對于現有技術的貢獻性并不體現在測量技術本身上，正如背景技術中所說的，現有技術中在測量橋墩和梁身位移量以及相鄰梁身之間位移量這兩種參數時，需要人工攀爬至現場，進行現場測量，這不僅存在安全隱患，而且還存在測量成本大、測量結果誤差大的問題，而采用本實用新型的方案后，技術人員只需通過遠程控制驅動激光測距裝置工作，就能獲取到相應的測量結果，測量過程快捷方便，且測量結果較為準確，保證了橋梁安全監測所需數據的實時性，為橋梁安全監測提供了一種新的手段。

基于前述方案，優選地，所述激光測距裝置由一個激光發射器和一個探測器組成，同一激光測距裝置的激光發射器和探測器設置于固定架的同側；其原理為：激光發射器發出的激光束被激光反射靶反射后被探測器捕獲到，根據發射時間和接收時間之間的差值就能計算出激光發射器和激光反射靶之間的距離。

有賴于現有成熟的通信技術，本實用新型還可作如下改進：所述固定架上還設置有通信模塊，通信模塊將探測器采集到的信號轉換為無線信號后向外發送。發送的目的端為后端的數據處理終端，技術人員可在后方通過操作數據處理終端來完成對監測數據的分析后處理。

橋梁上一般都設置有為照明系統供應電力的市電線路，本實用新型的裝置可與照明系統共用市電線路，也可另行架設供電線路，除此之外，為了節省能源，還可將本實用新型與成熟的太陽能供電技術結合，以實現裝置的自供能，具體方案為：所述激光測距裝置采用太陽能電池板供能，太陽能電池板設置于橋身上。

本實用新型的有益技術效果是：為梁身位移量和伸縮縫位移量的測量提供了一種全新手段，能實時高效地獲取到相關測量數據，測量過程比現有技術更加方便、成本更低、測量結果也更加準確。

附圖說明

圖1、本實用新型的結構示意圖；

圖中各個標記所對應的裝置分別為：激光反射靶1、梁身2、激光發射器3、探測器4、固定架5、太陽能電池板6、伸縮縫7。

具體實施方式

一種基于物聯網和激光的橋梁位移和伸縮縫寬度遙測系統，包括鋪設在橋墩上的多段梁身2，相鄰兩段梁身2端面之間設置有伸縮縫，其創新之處在于：在橋墩上設置有固定架5，固定架5位于伸縮縫跨度范圍內梁身2的外側，固定架5上設置有兩組激光測距裝置；相鄰兩段梁身2上各設置有一個激光反射靶1，兩組激光測距裝置能分別對兩側的激光反射靶1與固定架5之間的距離進行測量。

進一步地，所述激光測距裝置由一個激光發射器和一個探測器組成，同一激光測距裝置的激光發射器和探測器設置于固定架5的同側。

進一步地，所述固定架5上還設置有通信模塊，通信模塊將探測器采集到的信號轉換為無線信號后向外發送。

進一步地，所述激光測距裝置采用太陽能電池板供能，太陽能電池板設置于橋身上。