[發明專利]一種結構位移監測系統及相關監測方法

在審

• 申請號: 201710040042.1
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106767444A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 周光毅;趙雪峰;韓瑞聰;李生元;白羽;王志強;趙傳瑩;王超;劉文斗;孔令杰
• 申請（專利權）人: 中國建筑第八工程局有限公司;大連理工大學
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03;G01B11/16
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司31229
• 代理人: 曾耀先

技術領域

本發明涉及建筑施工技術領域，特別涉及建筑結構及基坑支護結構等結構變形位移監測技術領域，具體是指一種結構位移監測系統及相關監測方法。

背景技術

隨著我國城市化進程的加快，城市建設事業飛速發展，城市中高層和大型建筑日益增多。因此，建筑物的基坑開挖深度和規模也越來越大。由于在城市中不僅建筑密度一般比較大，而且城市道路以及地下管線縱橫交錯。因此，基坑開挖除必須確保相鄰建筑物的安全外，還必須保證城市干道安全運行。這樣，在深基坑開挖和施工過程中，對支護結構體系和鄰近建筑物的安全性、穩定性和監測顯得十分重要。

常規的建筑結構或基坑支護結構變形位移監測方法主要是設置多個監測點，然后采用經緯儀采用視準線法監測，剛開始幾次每月觀察一次，后面幾次每周甚至每2天觀察一次，不僅費時費力，成本高，而且精度低，容易出錯，結構動態位移變化無法實現實時記錄。

因此，希望提供一種結構位移監測方法，其省時省力，成本低，而且精度高，監測準確穩定，可以實時記錄結構動態位移變化。

發明內容

為了克服上述現有技術中的缺點，本發明的一個目的在于提供一種結構位移監測系統，采用該系統監測結構位移省時省力，成本低，而且精度高，監測準確穩定，可以實時記錄結構動態位移變化，適于大規模推廣應用。

本發明的另一目的在于提供一種結構位移監測系統，其設計巧妙，結構簡潔，制造簡便，成本低，適于大規模推廣應用。

本發明的另一目的在于提供一種結構位移激光監測方法，采用該方法監測結構位移省時省力，成本低，而且精度高，監測準確穩定，可以實時記錄結構動態位移變化，適于大規模推廣應用。

本發明的另一目的在于提供一種結構位移激光監測方法，其設計巧妙，操作簡便，適于大規模推廣應用。

為達到以上目的，在本發明的第一方面，提供了一種結構位移監測系統，其特點是，包括光線發射裝置、光線接收裝置、光斑位移測量裝置和結構位移計算裝置，所述光線發射裝置用于安裝在被監測結構上，所述光線接收裝置具有光線投射平面，所述光線發射裝置朝向所述光線投射平面設置用于發射光線至所述光線投射平面上形成光斑，所述光線投射平面與所述光線成角度α設置，所述光斑位移測量裝置朝向所述光線投射平面設置用于測量所述光斑在一段時間間隔內在所述光線投射平面上的光斑位移z，所述光斑位移測量裝置與所述結構位移計算裝置信號連接用于將所述光斑位移z發送至所述結構位移計算裝置，所述結構位移計算裝置用于根據所述光斑位移z和所述角度α計算所述被監測結構在所述時間間隔內在與所述光線垂直的方向上的結構位移x＝z*Sinα。

較佳地，所述光線發射裝置是激光發射裝置。

較佳地，所述光線接收裝置是光線接收板，所述光線投射平面是所述光線接收板的其中一個表面。

較佳地，所述光斑位移測量裝置包括圖像拍攝部件和圖像處理分析模塊，所述圖像拍攝部件朝向所述光線投射平面設置用于在所述時間間隔開始和結束時對所述光線投射平面上包含所述光斑的區域分別拍攝第一圖像和第二圖像，所述圖像拍攝部件與所述圖像處理分析模塊信號連接用于將所述第一圖像和所述第二圖像發送至所述圖像處理分析模塊，所述圖像處理分析模塊用于對所述第一圖像和所述第二圖像進行分析從而獲得所述光斑位移z。

更佳地，所述圖像拍攝部件是照相機。

更佳地，所述分析具體包括：所述圖像處理分析模塊對所述第一圖像和所述第二圖像均進行灰度化和二值化操作從而獲得第一處理圖像和第二處理圖像，然后所述圖像處理分析模塊掃描所述第一處理圖像和所述第二處理圖像分別得到所述光斑的第一形心坐標(X1，Y1)和第二形心坐標(X2，Y2)，最后所述圖像處理分析模塊根據所述第一形心坐標(X1，Y1)和所述第二形心坐標(X2，Y2)計算獲得所述光斑位移較佳地，所述角度α為銳角。

在本發明的第二方面，提供了一種結構位移監測方法，其特點是，所述結構位移監測方法采用結構位移監測系統，所述結構位移監測系統包括光線發射裝置、光線接收裝置、光斑位移測量裝置和結構位移計算裝置，所述光線接收裝置具有光線投射平面，所述光線發射裝置朝向所述光線投射平面設置，所述光線投射平面與所述光線成角度α設置，所述光斑位移測量裝置朝向所述光線投射平面設置，所述光斑位移測量裝置與所述結構位移計算裝置信號連接，所述結構位移監測方法包括以下步驟：

(1)將所述光線發射裝置安裝在被監測結構上；

(2)所述光線發射裝置發射光線至所述光線投射平面上形成光斑；