[發(fā)明專利]一種多目標(biāo)微變形實(shí)時(shí)遙測方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410477613.4
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN104251675B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王韜;張洪;沈亦豪;徐建;高瞻;覃大偉;楊力生;廖勇;張新征;蔡瑩卓;宗京京
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B15/06
• 分類號(hào): G01B15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測量儀器領(lǐng)域，涉及一種多目標(biāo)微變形實(shí)時(shí)遙測方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力桿塔、摩天大樓、橋梁、大壩、大型飛機(jī)等大型構(gòu)件在使用中會(huì)發(fā)生變形，變形測量是探索變形機(jī)理的基本方法，是危險(xiǎn)預(yù)警的重要手段。專利CN1271419C和專利CN101349753A總結(jié)分析了幾種常見測量方法，指出射頻技術(shù)用于變形測量具有很多優(yōu)點(diǎn)。

專利CN1271419C提出了一種微位移測量方法，測量系統(tǒng)由安放在被測點(diǎn)上的無源角反射器和測點(diǎn)上的微波比相設(shè)備構(gòu)成，其基本工作原理為：通過測量單頻射頻信號(hào)往返于微波比相設(shè)備與無源角反射器之間的相位差來測量角反射器的位移量。這種方法的主要缺點(diǎn)是：(1)觀測點(diǎn)為無源角反射器，作用距離有限；(2)密集分布的無源角反射器信號(hào)很難分離，不能實(shí)現(xiàn)多觀測點(diǎn)同時(shí)測量。

專利CN101349753A提出了一種多觀測點(diǎn)微變形遙測方法，測量系統(tǒng)由安裝在被測物上的多個(gè)無線電信標(biāo)機(jī)和遠(yuǎn)端的遙測接收機(jī)構(gòu)成，其基本工作原理為：信標(biāo)機(jī)使用不同的偽碼調(diào)制同頻同相的載波信號(hào)，信標(biāo)機(jī)向遙測接收機(jī)輻射射頻信號(hào)，遙測接收機(jī)接收信標(biāo)機(jī)發(fā)來的混合擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)，在達(dá)到偽碼同步后，分離出各信標(biāo)機(jī)的載波信號(hào)，對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行鑒相，可以監(jiān)測出建筑物的變形量。這種方法的缺點(diǎn)是：(1)產(chǎn)生大量正交偽碼十分困難，多址干擾大，從而系統(tǒng)測量精度低；(2)由于各信標(biāo)機(jī)之間要使用公共本振信號(hào)，各信標(biāo)機(jī)之間需要使用線纜相互連接，這樣安裝使用不方便；(3)遙測接收機(jī)電路復(fù)雜，偽碼失鎖時(shí)電路工作失效，無法測得各觀測點(diǎn)位移量。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多目標(biāo)微變形實(shí)時(shí)遙測方法，該方法通過使用射頻標(biāo)簽閱讀器測量安裝在被測物上的每個(gè)觀測點(diǎn)射頻標(biāo)簽的位移量來實(shí)現(xiàn)整個(gè)被測物表面微變形的測量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種多目標(biāo)微變形分時(shí)遙測方法，系統(tǒng)由安裝在固定位置的微變形遙測射頻標(biāo)簽閱讀器和安裝在被測物上的多個(gè)觀測點(diǎn)射頻標(biāo)簽構(gòu)成。射頻標(biāo)簽閱讀器輻射射頻載波信號(hào)，每個(gè)射頻標(biāo)簽收到該信號(hào)后，使用不同頻率的低頻正弦波調(diào)制信號(hào)對(duì)其進(jìn)行調(diào)制，然后再轉(zhuǎn)發(fā)回射頻標(biāo)簽閱讀器，射頻標(biāo)簽閱讀器收到多個(gè)射頻標(biāo)簽的混合回波信號(hào)，使用正交下變頻電路將其下變頻至基帶(收發(fā)共射頻本振)，然后使用標(biāo)簽分離電路(極窄帶帶通濾波器)分離識(shí)別射頻標(biāo)簽，使用相位檢測電路獲取射頻載波信號(hào)往返于射頻標(biāo)簽閱讀器和各個(gè)射頻標(biāo)簽之間的相位差，從而測量出每個(gè)射頻標(biāo)簽的位移量。

一種多目標(biāo)微變形實(shí)時(shí)遙測系統(tǒng)，由安裝在被測物上多個(gè)觀測點(diǎn)射頻標(biāo)簽和安裝在固定位置的微變形遙測射頻標(biāo)簽閱讀器構(gòu)成，通過測量射頻載波信號(hào)往返于射頻標(biāo)簽閱讀器和每個(gè)射頻標(biāo)簽之間的相位差的變化量來測量每個(gè)射頻標(biāo)簽的位移量。射頻標(biāo)簽由接收天線，標(biāo)簽信號(hào)發(fā)生器，調(diào)制器以及發(fā)射天線構(gòu)成；射頻標(biāo)簽閱讀器由射頻本振信號(hào)發(fā)生器，發(fā)射天線，接收天線，正交下變頻器，標(biāo)簽分離電路，相位檢測電路，以及位移量計(jì)算/變形曲線擬合模塊構(gòu)成。

本發(fā)明的有益效果在于：(1)系統(tǒng)測量精度高，實(shí)時(shí)響應(yīng)速度快；(2)安裝使用方便，觀測點(diǎn)之間，觀測點(diǎn)與遙測終端之間無需線纜連接。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體框圖；

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體框圖。系統(tǒng)由安裝在被測物表面的若干個(gè)射頻標(biāo)簽(圖中只畫出了任意兩個(gè)射頻標(biāo)簽，第i個(gè)射頻標(biāo)簽20和第j個(gè)射頻標(biāo)簽21)作為觀測點(diǎn)和位于遠(yuǎn)端固定位置的射頻標(biāo)簽閱讀器1作為微變形遙測終端構(gòu)成。

第i個(gè)射頻標(biāo)簽20由接收天線201，標(biāo)簽信號(hào)發(fā)生器202，調(diào)制器203以及發(fā)射天線204構(gòu)成。接收天線201用于接收射頻標(biāo)簽閱讀器發(fā)來的射頻載波信號(hào)；標(biāo)簽信號(hào)發(fā)生器202用于產(chǎn)生低頻正弦波調(diào)制信號(hào)；調(diào)制器203用于將標(biāo)識(shí)標(biāo)簽的正弦波調(diào)制信號(hào)對(duì)接收到的來自于射頻標(biāo)簽閱讀器的射頻載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；發(fā)射天線204用于將已調(diào)信號(hào)向射頻標(biāo)簽閱讀器輻射。第j個(gè)射頻標(biāo)簽21與第i個(gè)射頻標(biāo)簽結(jié)構(gòu)相同，也由接收天線211，標(biāo)簽信號(hào)發(fā)生器212，調(diào)制器213以及發(fā)射天線214構(gòu)成，不同之處在于標(biāo)簽信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波調(diào)制信號(hào)頻率不同。