[发明专利]一种利用激光远程测量路基沉降的装置与方法

权利要求书

1.一种利用激光远程测量路基沉降的装置，该装置包括，路基沉降测量单元、测量信号传输单元、中央处理单元和电源模块，测量信号传输单元和中央处理单元之间以有线或无线方式进行连接；其特征在于：

所述路基沉降测量单元包括：点光源(1)、激光测量单元(2)、沉降检测桩(5)和固定观察桩(6)；

所述点光源(1)安装在所述沉降检测桩(5)上，沉降检测桩(5)埋设在待测点处；所述激光测量单元(2)安装在与沉降检测桩(5)对应的固定观察桩(6)上，固定观察桩(6)安装在路基沉降变形区以外，不发生沉降或者与被测点相比沉降量被忽略的地点；或所述点光源(1)安装在固定观察桩(6)上，激光测量单元(2)安装在沉降检测桩(5)上；调整点光源(1)与激光测量单元(2)之间的相对位置，使点光源(1)位于激光测量单元(2)中成像透镜(201)的光轴上；

所述激光测量单元(2)由成像透镜(201)、光电位置探测器(202)、信号处理器(204)、安装盒(203)组成；

所述成像透镜(201)和光电位置探测器(202)分别由两个支架固定在所述安装盒(203)内，并且使成像透镜(201)的光轴与光电位置探测器(202)的光敏面垂直。

2.根据权利要求1所述的一种利用激光远程测量路基沉降的装置，其特征在于：所述点光源(1)由高亮度的红色发光二极管、小孔光阑组成，或者直接使用半导体激光或者使用带尾纤的半导体激光器。

3.根据权利要求1所述的一种利用激光远程测量路基沉降的装置，其特征在于：所述光电位置探测器(202)采用线阵电荷耦合器件或面阵电荷耦合器件或四象限光电探测器或位置敏感探测器中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种利用激光远程测量路基沉降的装置，其特征在于：所述沉降检测桩(5)由底板(501)和测杆(502)组成，测杆(502)底端垂直固定于底板(501)之上，测杆(502)顶端高于地面；或沉降检测桩直接由水泥或其他材料修筑在路基表面。

5.一种利用权利要求1所述激光远程测量路基沉降装置实现激光远程测量路基沉降的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，测量点光源(1)到成像透镜(201)中心的距离s；

步骤2，测量点光源(1)在光电位置探测器(202)上像点的位移h’，该位移通过信号处理器(204)得到；

步骤3，计算像距s’，s′=sfs-f,]]>f为成像透镜(201)的焦距；

步骤4，计算路基沉降量h，h=ss′·h′,]]>h′为激光测量单元(2)测得的像点位移。