[發明專利]一種基于激光掃描的構筑物表面裂縫監測裝置及方法

在審

• 申請號: 201910233772.2
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109798834A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 宋許根;王志勇;王哲;張云明;柏威偉;鄧云綱
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張濤

本發明提供了一種基于激光掃描的構筑物表面裂縫監測裝置，包括殼體，殼體一側壁邊緣設有橫向對齊線和縱向對齊線，且該側壁上設有激光掃描器，激光掃描器的出光口處具有中心對齊線，橫向對齊線與中心對齊線平行，殼體上還設有激光水平位移計和按鍵控制組件，殼體內部設有供電電源和處理器，激光掃描器和激光水平位移計的信號輸入端均與按鍵控制組件連接，其信號輸出端均與處理器連接，激光掃描器、激光水平位移計、按鍵控制組件和處理器均與供電電源電聯通。該發明不僅可以監測裂縫的擴展情況，還可以直接測量裂縫實際的寬度以及裂縫寬度沿長度方向的變化，同時具有造價低廉、攜帶方便、操作簡單、不易被人為破壞而導致監測中斷的特點。

技術領域

本發明屬于構筑物裂縫監測技術領域，具體涉及一種基于激光掃描的構筑物表面裂縫監測裝置及方法，適用于地下采礦、基坑開挖和地下水位降低等引起的房屋、圍墻和其他構筑物的裂縫監測。

背景技術

地下采礦、基坑開挖和地下水抽取等人類工程活動，往往會不可避免的會導致周邊房屋、圍墻和其他構筑的開裂破壞，造成重大的經濟損失，隨著我國采礦不斷地向地下深部延伸，城市軌道交通和地下空間開發建設的興起，所引起的構筑物開裂問題也越來越嚴重，對構筑裂縫寬度及擴展情況進行監測，能為構筑物的安全性評估提供依據。

而傳統的裂縫監測方法主要分為兩種：一是埋設位移傳感器，通過傳感器來監測裂縫寬度的擴展情況；二是在裂縫兩側釘上兩個水泥釘，通過游標卡尺測量水泥釘之間的距離來對裂縫進行監測。以上兩種方法都存在較大的不足之處：（1）使用傳感器進行監測，需要在每條裂縫位置都埋設傳感器，并通過電纜將傳感器與數據接收中心連接，有多少條裂縫就需要埋設多少個傳感器，傳感器無法重復使用，導致監測成本昂貴，且在工程現場，埋設的傳感器和電纜容易被人為的破壞；（2）使用水泥釘加游標卡尺進行監測，水泥釘容易生銹破壞，使得監測中斷，并且每次監測，游標卡尺都要卡在水泥釘上進行人工測量，長期下去，水泥釘容易松動，導致監測數據不準；（3）以上兩種方法都只能監測裂縫在某一個時間段內的寬度擴展情況，無法監測裂縫的實際寬度，而在實際構筑物安全性評估中，裂縫的實際寬度比裂縫的擴展情況更為重要；（4）以上兩種方法都只能監測裂縫在某一處的寬度變化，如傳感器監測只能監測傳感器位置的寬度變化，水泥釘加游標卡尺監測只能監測水泥釘連線之間的裂縫寬度擴展情況，而無法反應裂縫實際寬度隨裂縫長度方向上的變化情況。

發明內容

本發明的目的是克服現有裂縫監測方法存在的監測成本高、監測數據不準確，且無法反應裂縫實際寬度隨裂縫長度方向上的變化情況的問題。

為此，本發明提供了一種基于激光掃描的構筑物表面裂縫監測裝置，包括殼體，所述殼體一側壁邊緣設有橫向對齊線和縱向對齊線，且該側壁上設有激光掃描器，所述激光掃描器的出光口處具有中心對齊線，所述橫向對齊線與所述中心對齊線平行，所述殼體上還設有激光水平位移計和按鍵控制組件，所述殼體內部設有供電電源和處理器，所述激光掃描器和激光水平位移計的信號輸入端均與所述按鍵控制組件連接，所述激光掃描器和激光水平位移計的信號輸出端均與處理器連接，所述激光掃描器、激光水平位移計、按鍵控制組件和處理器均與所述供電電源電聯通。

進一步的，所述殼體上設有顯示器，所述顯示器與所述處理器的信號輸出端連接。

進一步的，所述殼體為T型結構，包括測量部和手持部，其高度為15～20cm，長度為10～18cm，寬度為10～15cm，所述激光掃描器和激光水平位移計位于測量部的外側壁上，所述按鍵控制組件和顯示器位于測量部上表面。

進一步的，所述殼體上還設有使其沿縱向對齊線延伸方向移動的滾輪，所述滾輪位于激光掃描器和激光水平位移計所在的側壁上，所述滾輪的直徑為0.4～0.8cm；所述滾輪有兩個，分別對稱布置于所述激光掃描器的兩側。