[发明专利]一种大型结构多点形变同步监测装置

说明书

本发明公开了一种大型结构多点形变同步监测装置，该装置包括PSD传感器、PSD调理模块、激光器、数据传输模块、固定支撑机构和信号接收处理系统；同步监测装置通过固定支撑机构固定在结构件的待监测点上，一个监测点对应一个同步监测装置；一个监测点上同步监测装置中的PSD传感器接收到另一个监测点上同步监测装置中激光器的光斑并对应输出不同的电流信号，电流信号通过PSD调理模块调理后利用数据传输模块输出数字信号，数字信号通过信号接收处理系统采集分析换算后得到光斑的具体位置，通过对比前后光斑位置的变化，实现激光器与PSD传感器两个安装点位置在发生形变时相对位置的监测。

技术领域

本发明涉及一种结构变形监测装置，具体涉及一种大型结构的形变同步监测装置。

背景技术

目前在建筑、桥梁及大型结构领域中对结构的健康监测与评估已日益关注及重视，其中结构件的形变监测能够直观的反映结构件的变形程度或变形趋势，该参数可以作为检验成果质量的基本要求，在质量可靠性保证上起到重要作用。国内外针对结构形变的监测采取了多种手段，有直接测量和间接测量多种方式。目前对于小型结构中应用较为普遍的有打表测量、多种位移传感器测量等方式，这种测量方式的经济性好，但在大型结构测量使用中有一定局限性，同时该测量还需要提供一个绝对的基准点，该绝对基准点实际工程中很难确定，一般采用近视法，所以会引入一定的基准误差，导致测量精度不高。对于大型结构的形变监测通常采用的测量装备有激光跟踪仪、高速摄像机，该测量方法较为成熟，但是价格昂贵，同时测量多点形变时需要设备自动跟踪靶标，一套测量装备不能实现同步测量，各点测量存在一定的时差，不能有效表针某一时间点整个结构的形变状态。还有近年来比较推广光纤光栅测量系统，该系统能够实现多点同步测量，但其安装工艺会对结果产生影响，同时该系统只能测量结构件的应变不能直接给出结构件的形变，且该系统的造价高，使用的普遍性较小。

目前市场上有的结构件形变测量系统不能同时兼顾经济性、普遍性、同步性、高精度性能，导致大型结构的形变测量装置普及上存在局限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大型结构多点形变同步监测装置，能够对大型结构形变的多点同步监测，同时安装形式方便，工作效率高且经济性好，能有效解决目前工程上存在大型结构多点形变同步监测的难题，该装置市场前景广阔。

一种大型结构多点形变同步监测装置，该装置包括PSD传感器、PSD调理模块、激光器、数据传输模块、固定支撑机构和信号接收处理系统；

所述PSD传感器、数据传输模块和PSD调理模块固定安装在固定支撑机构上，激光器安装在固定支撑机构上可做周向和上下的位置调整；

所述同步监测装置通过固定支撑机构固定在结构件的待监测点上，一个监测点对应一个同步监测装置；一个监测点上同步监测装置中的PSD传感器接收到另一个监测点上同步监测装置中激光器的光斑并对应输出不同的电流信号，电流信号通过PSD调理模块调理后利用数据传输模块输出数字信号，数字信号通过信号接收处理系统采集分析换算后得到光斑的具体位置，通过对比前后光斑位置的变化，实现激光器与PSD传感器两个安装点位置在发生形变时相对位置的监测。

进一步地，所述固定支撑机构包括磁力座、支撑杆、云台固定螺栓和调整云台，所述支撑杆垂直固定连接在磁力座上方，调整云台与支撑杆之间为滑动配合，通过锁紧螺母将调整云台固定在所需的方位和高度，云台固定螺栓用于固定激光器。

进一步地，所述激光器通过上固定板、下固定板和激光器固定螺栓固定连接在调整云台上。

进一步地，所述PSD调理模块包含光学处理模块及PSD电流信号处理模块或者只包含PSD电流信号处理模块。

进一步地，所述激光器是氦氖激光器或半导体激光器。

进一步地，所述数据传输模块是蓝牙发射模块或无线串口发射模块。

有益效果：