[发明专利]一种用于淤泥脱水的土工管袋高度测量与预警的方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感探测技术领域，特别是涉及一种用于淤泥脱水的土工管袋高度测量、预警的非接触性激光测高方法。

背景技术

目前，填充中的土工管带高度难以时刻监测。由于填充时的土工管带高度不断提升，并且体积过大，使得测量人员难以接近测量。此外，在到达安全高度后，如不及时停止填充，土工管带有可能破裂，由于施工现场人员较多，会造成较严重的施工事故。因此，土工管带安全填充高度的及时预警是保证施工安全的重要因素。

高度测量通常使用测距仪，较多的是三角测量传感器，超声波传感器。

三角测量传感器在目标颜色变化的情况下能较好的工作，但是，在目标角度不固定或目标太亮时，其性能可预测性变差。此外，三角测量传感器一般量程只限于0.5m以内。

超声波传感器是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。其中，超声波检测的目标必须处于与传感器垂直方位，偏角不大于10°。在多风的、温度梯度较大的场合均会造成相应的误差。

因此，我们选用了非接触性的激光传感器(insight-60)测量的方法，这种方法方便准确，精度较高，无论测量距离长短，一样快速精确的测量，且拥有数据存储及数据输出(有电脑输出接口)功能，便于测量数据的存储及处理。不仅体积小，自重轻，便于检验人员携带，操作简单方便，大大减少了测量时间，提高了测量的准确度。

典型激光测距的方法有脉冲法、相位法、干涉法等，这些方法各有特点，分别应用于不同的测量环境和测量领域。脉冲法的测量范围从几十米到上万千米，精度为米量级，主要应用于科研与军事领域，比如地月距离测量等；相位法的测量范围从几米到几千米，精度达到毫米量级，主要应用于大地测量与工程测量；干涉法一般测量厘米左右的距离，精度高达微米量级，主要应用于地质灾害的预报。在土工管带测高的工作中，我们选用了相位式激光传感器(insight-60)进行测量及预警。

发明内容

本发明的目的是针对填充中的土工管袋，高度时刻变化，体积增大、人为难以时刻监测测量等问题，提供的一种非接触激光相对高度测量及预警的方法。

本发明使用一种新型激光传感器(insight-60)，不仅体积小、重量轻，并且无需合作目标即可达到毫米级精度。

本发明采用如下技术方案：采用自立式标准升降杆为底座，上接L型支架，可固定两个激光传感器，一个水平放置，一个垂直放置，并且保证射出光源在同一水平面上。通过对模拟信号的设定，以便达到预警安全高度的目的。通过水平距离控制，可测得实际土工管袋填充的高度。此装置通过蓝牙无线传输数据至计算机终端，可自动记录相应数据。

以上各项操作，均可实现实时自动监测测量，各项数据依靠蓝牙传输到主机，简化数据线等装置。增加野外及施工现场的可操作性。

前述的一种用于污染底泥的土工管袋高度测量方法，所述的自立式标准升降杆总高度可达15米，垂直载荷50kg，可承受稳态风速8级风。

前述的一种用于污染底泥的土工管袋高度测量方法，所述的激光传感器使用635nm的工作波长，测量范围为0.05-60m。典型精度为±1.5mm。使用蓝牙传输数据，并有预警程序的模拟信号。

附图说明

图1为一种非接触激光相对高度测量及预警装置示意图

1、计算机终端

2、升降杆底座

3、升降杆杆体

4、L型支架

5、激光传感器

6、土工管袋

具体实施方式

设定土工管袋中点到升降杆距离为水平激光传感器预设距离A(m)。使用升降杆上升，直至竖直激光传感器所测定的高度数据为安全高度后停止。土工管袋即可以开始填充，随着土工管袋的升高，水平激光传感器可接收到反射光线，当所测得的数据为预设距离A(m)时，开始预警提醒。由于工程中填充停止会出现延时，所以实际土工管袋高度不一定为安全高度。可上升升降杆使得水平激光传感器测得距离再次为A(m)时，自动记录竖直激光传感器所测数据。此时，该数据即为此次土工管袋填充的实际高度。由于土工管袋填充一般总共有4层，只需继续上升升降杆，相应调整预设数据即可。