[发明专利]一种基于激光信号的桥梁挠度实时监测装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及桥梁检测设备领域，特指一种精度高、结构简单、安装方便、数据实时显示、自动预警的基于激光信号的桥梁挠度实时监测装置。

背景技术

桥梁结构在外荷载和环境因素作用下产生的位移是桥梁结构安全状态评估中的重要参数，这一参数的监测可避免桥梁事故的发生，建立一个桥梁挠度监测系统,实时测量和显示桥梁挠度,在桥梁运营状况异常时发出预警信号, 可确保桥梁的安全运行。

用于测量桥梁挠度的仪器和装置有多种。连通液位式沉降挠度检测系统是比较广泛使用的，但该方法现场安装不便，并且测量精度较低。还有线位移测量仪器如百分表、千分表、挠度计等，虽然精度较高，却需要搭设支架，对测量环境要求比较高。水准仪、经纬仪和全站仪等光学仪器精度高，但也存在一些不足，受距离限制、需要人工读数、不能长时间连续测量等。还有采用LED和CCD等电子设备的比较新颖的测量装置，但测量距离和精度都不及更先进的装置设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种监测距离远、精度高、抗干扰能力强、结构简单、安装方便、数据实时显示、自动预警的基于激光信号的桥梁挠度实时监测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于激光信号的桥梁挠度实时监测装置，包括激光信号发射单元、信号接受单元、信息处理单元和显示及报警单元，所述激光信号发射单元包括激光信号源、扩束透镜系统和信号源电源，所述扩束透镜系统放置于激光信号源信号发射方向正前方，激光信号源与信号源电源串联，所述激光信号发射单元放置于被监测桥梁中点下方反映桥梁挠度。

作为本发明的进一步改进：

所述信号接受单元包括成像透镜系统、位移传感器PSD和微电流放大电路，所述成像透镜系统放置于位移传感器PSD接收信号方向的正前方，所述微电流放大电路与位移传感器PSD相连。

所述信息处理单元包括加减运算电路、A/D转换器、存储器和计算器，所述加减运算电路与微电流放大电路输出端相连，所述加减运算电路、A/D转换器、存储器依次串联，所述计算器与存储器相连。

所述显示及报警单元与信息处理单元输出端相连。

所述显示及报警单元包括显示单元和报警单元。

所述显示单元包括显示驱动电路和光显示及发光报警器，光显示及发光报警器与显示驱动电路相连。

所述报警单元包括报警驱动电路和发声报警器，发声报警器、光显示及发光报警器和报警驱动电路相连。

所述信号接受单元、信息处理单元和显示及报警单元与总电源相连。

本发明的优点：

1、本发明采用能量密度高的激光信号源置于桥梁正中央实时准确反映桥梁挠度变化，信号传输距离远，高分辨率位移传感器接PSD收强激光信号避免其它杂散光影响，因此本装置监测距离远、测量精度高、抗干扰能力强。

2、本发明分为激光信号发射单元、信号接受单元、信息处理单元和显示及报警单元三个模块，结构简单紧凑、实际使用中安装调试方便；

3、本发明采用的位移传感器PSD获得的是实时连续信号，桥梁挠度数据能实时显示，显示及报警单元可设定预警数值，系统可自动预警。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的信息处理单元框架结构示意图；

图3是本发明的显示及报警单元框架结构示意图；

图4是本发明具体实施例的电路原理示意图；

图例说明：

1、激光信号发射单元；11、激光器；12、扩束透镜系统；13、信号源电源；2、信号接受单元；21、成像透镜系统；22、位移传感器PSD；23、微电流放大电路；3、信息处理单元；31、加减运算电路；32、A/D转换器；33、存储器；34、计算器；4、显示及报警单元；41、显示单元；411、显示驱动电路；412、光显示报警器；42、报警单元、421、报警驱动电路、422、发声报警器；5、总电源。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。