[實用新型]一種裂縫監測裝置

有效

• 申請號: 201720404132.X
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN206638181U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 陳光富;張國棟;謝強
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01N21/95;G08C17/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所42103
• 代理人: 吳思高

技術領域

本實用新型涉及土木工程安全監測領域，具體是一種裂縫監測裝置。

背景技術

在工業與民用建筑、水工建筑物、地下工程、道路橋梁、滑坡地質災害等工程領域中，裂縫對工程結構的安全性、適用性和耐久性等有重大影響。因此，為工程結構或巖土體病害成因分析、安全健康狀況評價提供裂縫監測數據，對出現的裂縫的準確識別是非常必要的。目前，裂縫監測方法眾多，但多為人工機械式監測，自動化程度低，能實時監測裂縫寬度發展狀況的亦很少。另外，通常情況下裂縫監測環境惡劣，監測數據連續性要求高，這就要求裂縫監測儀器環境適應性強，可靠性高，這使得常規裂縫監測儀器的使用受到限制。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種裂縫監測裝置，能實時監測裂縫寬度發展情況，并通過無線發送裝置將數據發送到監測站的接收端，實現室內監控測知范圍內工程結構或巖土體裂縫的實時寬度，為工程結構或巖土體病害成因分析、安全健康狀況評價提供數據。

本實用新型采取的技術方案為：

一種裂縫監測裝置，包括PC終端、信號接收處理單元、激光測距處理單元、可伸縮中空機構、合作目標旋轉節點。PC終端連接信號接收處理單元，信號接收處理單元與激光測距處理單元遠程通信連接。合作目標旋轉節點包括直角棱鏡、保護外殼、中空球體；直角棱鏡用于反射激光、改變光路，直角棱鏡、保護外殼安裝固定在可伸縮中空機構的內伸縮筒體端部，中空球體的中空部分卡住保護外殼的球狀凸起，所述球狀凸起在中空球體內自由旋轉。

激光測距處理單元的一端固定在裂縫一邊，合作目標旋轉節點的中空球體一端固定在裂縫另一邊，可伸縮中空機構伴隨裂縫的發展伸縮，PC終端用于完成裂縫發展的數據采集、實現裂縫的實時監測。

所述可伸縮中空機構包括至少兩節伸縮筒，可伸縮中空機構隨裂縫寬度變化而自由伸縮。可伸縮中空機構內部中空，保證激光無障礙直射；內部相對封閉，保證直角棱鏡反光面清潔；筒內幾乎不存在雜散光和背景光，可不采取光譜濾波措施也能保證信噪比精度要求。

所述信號接收處理單元包括第一無線傳輸模塊、信號處理模塊，信號處理模塊連接第一無線傳輸模塊。

所述激光測距處理單元包括電源模塊、第二無線傳輸模塊和激光信號發射接收模塊。所述激光信號發射接收模塊包括信號控制單片機、主振直接數字頻率合成器、本振直接數字頻率合成器、直流偏置模塊、信號調制器、激光器、取樣準直器、發射物鏡、參考信號光探測器、測量信號光探測器、接收物鏡，以及參考信號通路和測量信號通路，每一路包括依次連接的信號放大器、選頻器、混頻器、后置放大器、增益放大器、前置放大器。

信號控制單片機輸入端連接第二無線傳輸模塊，輸出端分別連接本振直接數字頻率合成器和主振直接數字頻率合成器輸入端；本振直接數字頻率合成器輸出端分別連接參考信號通路和測量信號通路中混頻器輸入端；主振直接數字頻率合成器輸出端連接信號調制器輸入端；直流偏置模塊連接信號調制器輸出端；信號調制器輸出端與激光器輸入端連接；兩路中的前置放大器輸入端分別連接參考光探測器和測量光探測器輸出端；第二無線傳輸模塊連接參考信號通路和測量信號通路中的信號放大器輸出端。

所述激光測距處理單元、可伸縮中空機構、合作目標旋轉節點依次機械安裝固定為一整體。

所述信號接收處理單元與PC終端通過USB數據線連接。

所述可伸縮中空機構內伸縮筒一端與合作目標旋轉節點安裝固定在一起，外伸縮筒一端與激光測距處理單元安裝固定在一起。

本實用新型一種裂縫監測裝置，有如下有益效果：

1）、實現在室內操控而實時精確測知工程結構或巖土體裂縫寬度，為工程結構或巖土體病害成因分析、安全健康狀況評價提供數據；

2）、無線傳輸使得接線減少，便于儀器移動，還使得研究人員可在監測站便可操控儀器并實時了解裂縫發展情況；

3）、無線傳輸的實用，可實現在PC端同時監測多條裂縫的發展情況。

4）、可實現裂縫監測惡劣環境條件下的連續實時監測，保證監測數據的連續實時性；

5）、可伸縮中空機構內部相對封閉，保證了合作目標直角棱鏡的清潔；筒內幾乎不存在雜散光和背景光，可不采取光譜濾波措施也能保證信噪比精度要求，即保證了監測數據的可靠。

6）、整套裝置模塊化安裝，施工便捷。

附圖說明

圖1為本實用新型的裝置整體結構示意圖。

圖2為本實用新型的合作目標旋轉節點結構示意圖。

圖3為本實用新型的激光測距處理單元結構示意圖。