[发明专利]一种激光静力水准自动化监测系统及监测方法

说明书

本发明涉及点状激光的发射装置、接收及采集装置、分析及解析处理程序领域，具体来说是一种激光静力水准自动化监测系统及监测方法，监测装置包括激光发射装置、信号接收装置和数据处理装置，所述激光发射装置包括独立激光发射器和位移平衡调节器，所述独立激光发射器安装在所述位移平衡调节器上，所述位移平衡调节器可以自动对调整独立激光发射器的发射角度，且所述数据处理装置能更好的分辨所述激光发射器发射的激光中心，能够实现自动实时测量的要求，受到外界环境因素影响较小，所测量的数据更加准确、可靠，克服了传统静力水准仪管路内部的液体因平衡而不能实时测量的缺点。

技术领域

本发明涉及点状激光的发射装置、接收及采集装置、分析及解析处理程序等领域，具体来说是一种激光静力水准自动化监测系统及监测方法。

背景技术

静力水准仪是测量高差及其变化的精密仪器，传统静力水准仪主要采用高精度液位测量系统测量多点的相对沉降，仪器由一系列含有液位传感器的容器组成，多个容器间由充满液体的连通管连接在一起。基准容器位于稳定的基准点上，任何一个容器与基准容器间的高程变化都将引起相应容器内的液位变化。通过测量液位变化即可获取测点的高程变化，主要用于管廊、大坝、核电站、高层建筑、基坑、隧道、桥梁、地铁等垂直位移的监测。但是在实际应用中，传统静力水准仪由于液体的粘滞作用，静力水准仪管路内部的液体需要时间才能流动并且平衡，那么，在这段时间内，就无法实现高速测量沉降变化量，因此其在实际应用时就具有一定的局限性。

近年来由于技术的进步，采用磁致伸缩式、压差式等技术应用于静力水准测量系统中。但是这些方法不是直接测量长度，而是通过电信号转换实现位移的测量，容易受到外界的电磁干扰。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种不易受到干扰的静力水准仪。

为了实现上述目的，设计一种激光静力水准自动化监测系统，包括激光发射装置、信号接收装置和数据处理装置，其特征在于，所述激光发射装置包括独立激光发射器和位移平衡调节器，所述独立激光发射器安装在所述位移平衡调节器上，所述位移平衡调节器包括水平调节盘、竖向调节螺丝和铅锤控制器，所述水平调节盘上设有滑槽，用于使所述独立激光发射器左右旋转以调节水平位置，所述竖向调节螺丝分别与所述独立激光发射器和所述水平调节盘连接，所述竖向调节螺丝包括两个调高螺丝，通过调节两个调高螺丝之间的高差以控制独立激光发射器的竖向发射角度，所述铅锤控制器安装在水平调节盘上，用于根据外部环境对激光发射装置的影响，自动平衡独立激光发射器。

本发明还具有如下优选的技术方案：

进一步的，所述激光发射装置还包括底座，所述铅锤控制器安装在所述底座中，所述铅锤控制器包括顶板，十字轴和铅锤，所述十字轴通过轴承转动连接在所述底座侧壁上，所述铅锤包括相互连接的螺杆与重块，所述螺杆连接在所述十字轴上，所述顶板安装在所述轴承的轴承座上。

进一步的，所述顶板上还设有转轴，所述转轴与所述螺杆连接，所述顶板上还设有中轴，所述转轴通过中轴与所述水平调节盘连接。

进一步的，所述激光发射装置还包括电源，所述电源用于向所述独立激光发射器供电。

进一步的，所述信号接收装置内安装了控制电路板，控制电路板用于数据采集、数据校验、数据存储、数据通信和连接互联网，通过所述控制电路板与数据处理装置交互，实现测量过程的控制。

进一步的，所述信号接收装置还包括工业相机，所述工业相机与所述控制电路板连接，用于将所述独立激光发射器发射的激光信号转换为图像信号，并通过控制电路板将图像信号传输给所述数据处理装置。

进一步的，所述数据处理装置用于处理信号接收装置采集的数据，并计算相对位移。

本发明的另一方面，还涉及一种激光静力水准自动化监测方法，包括以下步骤：