[实用新型]基于光栅连续摄像及图像处理的应变测量设备

说明书

技术领域

本实用新型属于图像测量技术领域，涉及基于光栅连续摄像及图像处理的应变测量设备。

背景技术

现有钢结构或其他均质材料的应变测量方法主要利用电阻应变片来进行。其原理为：通过在受力部位粘贴光栅应变片监测变形，光栅长度的变化会导致其电阻发生变化，然后利用导线将电阻的变化传输到仪器中，通过仪器中电阻的变化值即可得出钢材的变形。这种方法的缺点是不利用现场监测。当现场情况复杂时，需要很长的导线，当任何一个位置的导线发生异常均不能进行监测。且只能监测均匀变形，不能监测不均匀变形。不适用于钢材局部开裂位置的检测。

本实用新型通过摄像技术来检测光栅之间距离的变化，进而将所得到的图像利用无线局域网络传输到电脑上，利用数字图像处理技术来得出实际位移。本实用新型可实现观察位置与实际变形位置之间无需导线传输信号，可解决上述使用导线传输的不足。且可实现裂缝处变形的精确测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于光栅连续摄像及图像处理的应变测量设备，解决了现有设备必须采用导线传输信号、且不能监测裂缝尖端处变形的缺点。

本实用新型所采用的技术方案是由贴在钢材表面的光栅应变计、吸附于钢材表面的摄像头组件和用于对摄像头组件定位的辅助铁片组成；

所述光栅应变计为长方形，其上设置光栅；

所述摄像头组件包括置于组件中间的长方形摄像头，摄像头两边分别布有一排照明灯，摄像头和照明灯周围设置有一圈圆形的磁铁，摄像头、照明灯和磁铁安装在橡胶外壳上，磁铁的表面与橡胶外壳的表面在一个水平面上，摄像头表面与磁铁表面有一定距离，橡胶外壳径向截面为圆形，与摄像头对应的两端设有第一凹槽；

所述辅助铁片为圆形，直径大小与橡胶外壳的直径相同，辅助铁片内部开有一个长方形空槽，长方形空槽的大小与光栅应变计的大小相同，长方形空槽的中心线位于辅助铁片的直径上，辅助铁片与长方形空槽长度方向上重合的一条直径两端设有第二凹槽。

进一步，所述光栅应变计采用polyete材料制成，总长度14mm、宽度为5mm，光栅总长度为10mm，由20个宽度为0.5mm的黑白直线光栅条纹组成。

进一步，所述摄像头的像素为1000万。

进一步，所述辅助铁片厚度为2mm。

本实用新型的有益效果是能不受实际场地、距离的限制，实时观测到钢材表面的变形，尤其是表面开裂。

附图说明

图1是本实用新型光栅应变计的示意图；

图2是本实用新型摄像头组件的径向截面示意图；

图3是本实用新型摄像头组件的轴向剖面示意图；

图4是本实用新型辅助铁片的示意图。

图中，1.光栅应变计，2.摄像头组件，3.辅助铁片，101.光栅，102.光栅条纹，201.摄像头，202.照明灯，203.磁铁，204.橡胶外壳，205.第一凹槽，301.长方形空槽，302.第二凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型基于光栅连续摄像及图像处理的应变测量设备包括贴在钢材表面的光栅应变计1、吸附于钢材表面的摄像头组件2和用于对摄像头组件2定位的辅助铁片3；

所述光栅应变计1为长方形，其上设置光栅101；采用polyete材料制作如附图1所示的光栅应变计1，应变计总长度为14mm，宽度为5mm。光栅101总长度为10mm，由20个宽度为0.5mm的黑白直线条纹102组成。用502胶水将光栅应变计1粘贴于钢材表面，(注意光栅条纹102方向与钢材的变形垂直，否则测量不出最大变形)。

如图2和图3所示，所述摄像头组件2包括置于组件中间的长方形摄像头201，摄像头201的像素为1000万；摄像头201两边分别布有一排照明灯202，用于照亮摄像范围内的光栅应变计1，以取得清晰图像。摄像头201和照明灯202周围设置有一圈圆形的磁铁203，用于将摄像头组件2吸附在钢材表面。摄像头201、照明灯202和磁铁203安装在橡胶外壳204上，磁铁203的表面与橡胶外壳204的表面在一个水平面上，摄像头201表面与磁铁203表面有一定距离，橡胶外壳204用来保护内部装置；橡胶外壳204径向截面为圆形，与摄像头201对应的两端设有第一凹槽205，用于安装摄像头组件2时使其与光栅应变计1对齐；