[实用新型]一种结构体应变和形变参数的测量装置

说明书

本实用新型公开了一种结构体应变和形变参数的测量装置，包括基座、传感器本体和沿结构体应变方向设置的测量杆；测量杆的一端为第一固定端，固定在待测量结构体上；测量杆的另一端为第一活动端，沿测量杆方向往复移动；传感器本体通过基座固定在在第一活动端对应的位置处；本发明将结构体的形变参数转换为测量杆活动端的位移，并采用图像传感器实时拍摄活动端的高分辨图像，从而得到活动端的位移变化参数，具有测量精度高、时间响应快、环境适应性强、安装简便，适用于大型结构体表面应变的实时、长期及远程测量。

技术领域

本实用新型属于结构测量领域，具体涉及一种用于桥梁、大坝等大型结构体应变和形变参数的测量装置。

背景技术

在物流业日趋发达的今天，桥梁的梁体应变和变形参数测量对于桥梁的施的安全评估、健康运行和预防加固具有十分重要的意义。现代大跨径桥梁在长期运营中，由于荷载的反复作用，混凝土的收缩徐变、温度变化、地基的下降、钢筋混凝土的开裂腐蚀等多种因数的影响，使大桥结构的几何形状发生改变，结构构件强度发生衰减，进而引起各测试截面处的应力应变的变化，反过来，疲劳过度的桥梁又会影响桥梁上行驶的车辆安全,，以对桥梁结构健康状况进行长期、远程、实时、在线的自动监测对于桥梁长久的运营有着非常重大的意义。

目前桥梁梁体应变的测量通常采用光纤光栅传感器等，应用时需要植入在梁体的混凝土内部，故给现场施工带来了难度。申请号201610615730.1的中国专利“一种桥梁应变和变形测量方法”公开了一种桥梁应变和变形的测量方法，包括应力测量、线性测量、温度测量、墩梁测量和梁轨测量，所述应力测量和温度测量为在桥梁上布设应力后使用测量仪器分别对应力和温度进行测量，所述线性测量为布设测点进行测量后参照初始测量值得出二者之间的线性关系，从而得出线性值，所述墩梁测量和梁轨测量为使用位移测量仪器分别对墩梁相对位移和梁轨相对位移进行测量。这种方法采用振弦传感器测量得到结构件的应力结合挠度参数计算得到了桥梁的变形量。实际应用中无法直接测量得到桥梁待测量区域的应变参数，同时时间响应慢，实时性不佳，难以给出高频次车流加载下的桥梁应变参数。

实用新型内容

本实用新型提出了一种结构体应变和形变参数的测量装置，通过测量杆将结构体待测量区域的应变参数转换为测量杆活动端的实时位移，并通过图像传感器测量得到活动端的位移变化参数，计算得到结构体的应变参数，具有测量精度高、时间响应快、环境适应性强、安装简便，适用于大型结构体表面应变的实时、长期及远程测量。

一种结构体应变和形变参数的测量装置，包括基座、传感器本体和沿结构体应变方向设置的测量杆；测量杆的一端为第一固定端，固定在待测量结构体上；测量杆的另一端为第一活动端，沿测量杆方向往复移动；传感器本体通过基座固定在在第一活动端对应的位置处；

所述的传感器本体包括光学镜头、图像传感器和控制单元，光学镜头将第一活动端成像在图像传感器上，控制单元采集获取包含第一活动端在内的若干帧图像，并处理得到第一活动端沿测量杆方向的往复位移变化参数。

上述结构体应变和形变参数的测量装置中，测量装置还包括设置在图像传感器视场内的基准靶标和第一靶标，所述的第一靶标设置第一活动端对应的位置上，基准靶标设置在测量杆的延长线上。

上述结构体应变和形变参数的测量装置中，测量装置还包括与测量杆垂直设置的补偿杆，所述补偿杆的一端为第二固定端，固定在待测量结构体上；补偿杆的另一端为第二活动端，可沿补偿杆方向往复移动；第二活动端上设置有第二靶标；所述的第二靶标位于图像传感器的视场内。

上述结构体应变和形变参数的测量装置中，基准靶标设置在补偿杆和测量杆延长线的交汇位置处。

上述结构体应变和形变参数的测量装置中，补偿杆的长度小于测量杆的长度。

上述结构体应变和形变参数的测量装置中，测量杆和补偿杆为相同截面的同种金属材料制成的杆状物。