[实用新型]一种基于线阵CCD的裂缝测量装置有效

专利信息
申请号: 201621459897.5 申请日: 2016-12-29
公开(公告)号: CN206469835U 公开(公告)日: 2017-09-05
发明(设计)人: 刘付鹏;刘文峰;王辅宋;谢镇 申请(专利权)人: 江西飞尚科技有限公司
主分类号: G01B11/00 分类号: G01B11/00
代理公司: 南昌新天下专利商标代理有限公司36115 代理人: 戴继翔,吴余琴
地址: 330052 江西省南昌市南*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 ccd 裂缝 测量 装置
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种基于线阵CCD的裂缝测量装置,可用于测量结构裂缝的变化,涉及到桥梁隧道、土木施工等安全监测行业领域。

背景技术

目前在基坑施工、土木安全监测等领域,土体、建筑物坝体的裂缝变化是一个重要的监测参数,裂缝测量一般可通过电子尺、人工巡检等方法实现测量。电子尺一般可分为LVDT、磁滞伸缩、拉线式等几类测量方法,但电子式测量传感器在长期稳定性上存在不足,且一般有效精度值只能达到0.1mm左右。

传统人工巡检的测量,难以做到全天候实时测量。而现有电子尺系统因其在稳定性、测量精度等影响,存在局限性。

综上所述,传统的裂缝测量方法在成本控制、抗机械冲击、系统稳定性、精度等方面存在一定的局限性,难以满足当前工况下的要求。

发明内容

本实用新型要目的解决的技术问题就在于以下几点:(1)利用线阵CCD技术,可是分辨率达到μm级,大大提高测量系统的精度。(2)为提高系统稳定性,对于线阵CCD传感器输出的RS485信号进行传输,利用系统集成及维护。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的以下技术方案:

一种基于线阵CCD的裂缝测量装置,它包括有光学镜片、线阵CCD传感器、微型控制器、RS485驱动电路、哈弗安装座;

所述光学镜片与线阵CCD传感器连接,线阵CCD传感器与微型控制器连接,微型控制器与RS485驱动电路连接;

所述光学镜片、线阵CCD传感器、微型控制器和RS485驱动电路组成的整体通过哈弗安装座安装固定在被测物表面。

线阵CCD是一种光学半导体器件,可将光学影像转换为电荷信号。其作用类似照相机拍照,将光学信号转换成电荷信号,经过外部采集及转换电路转换成数字信号。线阵CCD具有分辨率高、价格低廉等优点,本实用新型实用的TCD1703C线阵CCD其光敏像元数目7500个,其像元尺寸为7μm*7μm*7μm(相邻像元中心距),该线阵CCD一维成像长度50mm,可满足大多数测量系统要求。

本实用发明的变形传感器设计主要由线阵CCD

线阵CCD采用时序控制,本装置采用微型控制器作为CCD的驱动电路,按照器件时序进行驱动,得到CCD的测量值。

本装置为了便于系统集成及提高稳定性,接口部分采用了直流供电、RS485输出的方式进行设计实现,RS485实现采集用驱动器进行设计,设计电路如附图所示。

在实际工程应用时,传感器采用哈弗座跨接与被测物表面的方式进行测量。

本实用新型的有益效果:

本实用新型利用线阵CCD的测量方式,利用线阵CCD技术,可使系统分辨率达到μm级,同时可实现多个传感器并联方式,可满足大区域范围内的组网测量,弥补了传统监测系统中不足。

附图说明

图1 是本实用新型的结构框图;

图2 是本实用新型的线阵CCD驱动电路示意图;

图3 是本实用新型的RS485驱动电路示意图;

图4是本实用新型的结构物发生裂缝时线阵CCD曝光值数据差异示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述:

一种基于线阵CCD的裂缝测量装置,它包括有光学镜片1、线阵CCD传感器2、微型控制器3、RS485驱动电路4、哈弗安装座5;

所述光学镜片1与线阵CCD传感器2连接,线阵CCD传感器2与微型控制器3连接,微型控制器3与RS485驱动电路4连接;

所述光学镜片1、线阵CCD传感器2、微型控制器3和RS485驱动电路4组成的整体通过哈弗安装座5安装固定在被测物表面。

将线阵CCD传感器安装固定在被测物表面,避免阳光直接照射传感器镜头部位。

安装完毕后,因安装时无法避免土体或传感器的微变形,因此需要在安装时采集初始曝光位置数据,并作记录。

测量周期内,再次测量当前线阵CCD曝光数据,判断照射到线阵CCD测量的液位的位置,并与初始阻抗值进行对比,对应计算出结构物真实的裂缝情况。

因测量系统含有光学部件,因此需定期清理维护传感器表面,防止灰尘覆盖,影响测量系统性能。

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