[发明专利]一种激光大坝安全监测的方法

摘要

本发明公开了一种新型激光大坝安全监测方法，该方法是在大坝的坝肩基点设置一准直激光，射向大坝的各个坝段，在每一个坝段安装一套与坝段固定成一体的密封管道式可控检测系统，测量时，光斑偏离检测系统中的毛玻璃中心，说明坝段发生偏移，通过数学模型运算可测定大坝的变形量，对较长的大坝，考虑激光光斑大小对测量精度和范围的影响，还可分段使用该系统，整个系统还能实现激光准直的自校验，保证大坝变形自动化监测高精度要求，此方法结构简单、性价比高，通过毛玻璃以固定成像物距能实现批量生产，极大降低生产成本，并且在保证监测精度的前提下，解决了长距离监测，特别是800m～1000m以上的大坝监测的技术难题。

主权项

1.一种激光大坝安全监测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)把大坝编号成n段，n＝0，1，…，i-1，i，i+1，i+2，…n，其中i为自然数，激光器安装在大坝坝肩固定的基点上，并在激光发射端装有一激光准直系统，在每一坝段分别装有一套检测系统，该系统由毛玻璃片、成像物镜、光电器件、电路板和通讯系统组成，设置毛玻璃片、成像物镜、光电器件三者的中心和激光光轴在同一轴线内，此光学成像系统三者间的相对距离固定不变并和坝段固定成一体，激光照射到毛玻璃的光斑随大坝的变形而发生位移，通过测量激光经毛玻璃和透镜后在光电器件上的成像点的偏移来反映大坝的变形；2)激光发出的光线经毛玻璃后在其上形成光斑，再经物镜后成像于光电器件的靶面中心，当坝体不发生变形时，成像在靶面中心，以此为基准点，当坝体发生变形时，上述光学检测系统随该坝段而动，此时激光通过光学成像系统后的像点相对光电器件靶面中心发生偏移，将该变化量通过数学模型运算可测定大坝水平位移ΔX和沉降ΔZ；3)每套光学检测系统均由电机控制，当需要测量第i段坝体的变形时，只将第i段光学检测系统移入光路中进行测量，其余坝段检测系统均离开光路系统，以使光线顺畅通过；4)对于特别长的坝体，在第k段坝体再设置一激光器和光束准直系统，以作为第k+1到第n坝段变形检测的激光光源和准直系统，并用坝肩的基点来校正激光的准直，采用基点逐步传递，已知用坝端基点处的激光测得第k段坝体的水平位移量为ΔXk，沉降量为ΔZk，亦即第k段激光器的位移量，以此为基础再用第k段激光器及其准直系统测得第k+1段坝体的水平位移量为Δxk+1，沉降量为Δzk+1，则第k+1段坝体的实际变形可表示为：水平位移量：ΔXk+1＝ΔXk+Δxk+1，垂直沉降量：ΔZk+1＝ΔZk+Δzk+1，其中各位移量均为矢量，依此类推可以检测出第n坝段的位移量。