[发明专利]一种基于超声波原理的测点空间位移测量装置及方法

摘要

本发明涉及一种基于超声波原理的测点空间位移测量装置及方法，特别涉及一种在建筑结构耐火试验中使用非接触式的位移测量装置及方法。通过超声波信号的发射和接收，配合专门的波速测量装置，实现了测点空间位移相关数据的采集；计算机按照空间坐标求解公式和波速计算公式对采集的数据进行计算，求得测点的空间坐标和空间位移。本发明突破了目前基于物理接触的单维度位移测量方式，实现了非接触、不需无障碍物和三维空间位移测量，在建筑结构耐火试验的位移测量中具有很重要的创新意义和实用价值。装置结构稳定、原理清晰，计算方法简单易行，具备良好的可操作性。

主权项

一种基于超声波原理的测点空间位移测量装置，包括计算机(2)，其特征在于：还包括支架(1)、超声波空间位移测量部分、波速测量部分和接收转换部分；所述超声波空间位移测量部分，包括超声波发射模块(3)、超声波接收主模块(4)、超声波接收器I(5)、超声波接收器III(6)；所述波速测量部分，包括波速测量模块(7)，所述波速测量模块(7)包括波速测量模块接收端(7‑1)、波速测量模块发射端(7‑2)；所述接收转换部分，包括数据接收器天线(8)、数字信号转换模块(9)和USB接口(10)；所述超声波接收主模块(4)分别与超声波接收器I(5)、超声波接收器III(6)连接，超声波接收主模块(4)、超声波接收器I(5)、超声波接收器III(6)分别固定在支架(1)上，超声波接收主模块(4)与超声波接收器I(5)和超声波接收器III(6)构成等边直角三角形，超声波接收主模块(4)设置在直角点处；波速测量模块发射端(7‑2)与波速测量模块接收端(7‑1)连接，波速测量模块发射端(7‑2)设置在支架(1)底端；所述数字信号转换模块(9)分别与数据接收器天线(8)、USB接口(10)连接；所述超声波发射模块(3)包括超声波发射器I(3‑1)、超声波发射模块信号处理器(3‑2)、无线电发射器(3‑3)、超声波发射模块天线(3‑4)、电源II(3‑5)，所述超声波发射模块信号处理器(3‑2)分别与超声波发射器I(3‑1)无线电发射器(3‑3)、电源II(3‑5)连接，无线电发射器(3‑3)与超声波发射模块天线(3‑4)连接；所述超声波接收主模块(4)包括超声波接收器II(4‑1)、超声波接收模块信号处理器(4‑2)、无线电发射器(4‑3)、超声波接收模块天线(4‑4)、电源I(4‑5)，所述超声波接收模块信号处理器(4‑2)分别与超声波接收器II(4‑1)、无线电发射器(4‑3)和电源I(4‑5)连接，无线电发射器(4‑3)与超声波接收模块天线(4‑4)连接；所述波速测量模块接收端(7‑1)包括超声波接收器IV(7‑1‑1)、超声波信号处理器(7‑1‑2)、电源III(7‑1‑3)、无线电发射器(7‑1‑4)、波速测量模块天线(7‑1‑5)，所述超声波信号处理器(7‑1‑2)分别与超声波接收器IV(7‑1‑1)、电源III(7‑1‑3)、无线电发射器(7‑1‑4)连接，无线电发射器(7‑1‑4)与波速测量模块天线(7‑1‑5)连接；所述波速测量模块发射端(7‑2)包括超声波发射器II(7‑2‑1)、超声波发射控制器(7‑2‑2)，超声波发射器II(7‑2‑1)与超声波发射控制器(7‑2‑2)连接。