一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，包括壳体，壳体一侧壁边缘设有横向对齐线和纵向对齐线，且该侧壁上设有激光扫描器，激光扫描器的出光口处具有中心对齐线，横向对齐线与中心对齐线平行，壳体上还设有激光水平位移计和按键控制组件，壳体内部设有供电电源和处理器，激光扫描器和激光水平位移计的信号输入端均与按键控制组件连接，其信号输出端均与处理器连接，激光扫描器、激光水平位移计、按键控制组件和处理器均与供电电源电联通。该发明专利技术不仅可以监测裂缝的扩展情况，还可以直接测量裂缝实际的宽度以及裂缝宽度沿长度方向的变化，同时具有造价低廉、携带方便、操作简单、不易被人为破坏而导致监测中断的特点。

A Monitoring Device and Method for Surface Cracks of Buildings Based on Laser Scanning

The invention provides a structure surface crack monitoring device based on laser scanning, which includes a shell, a lateral alignment line and a longitudinal alignment line are arranged on the edge of one side wall of the shell, and a laser scanner is arranged on the side wall, a central alignment line is arranged at the exit of the laser scanner, the horizontal alignment line is parallel to the central alignment line, and a laser horizontal displacement meter and a key control are arranged on the shell. A power supply and a processor are provided in the shell. The input terminals of the laser scanner and the laser horizontal displacement meter are connected with the key control module. The output terminals of the signal are connected with the processor. The laser scanner, the laser horizontal displacement meter, the key control module and the processor are all connected with the power supply. The invention can not only monitor the propagation of cracks, but also directly measure the actual width of cracks and the change of crack width along the length direction. At the same time, it has the characteristics of low cost, convenient carrying, simple operation and not easy to be destroyed by human.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置及方法
本专利技术属于构筑物裂缝监测
，具体涉及一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置及方法，适用于地下采矿、基坑开挖和地下水位降低等引起的房屋、围墙和其他构筑物的裂缝监测。
技术介绍
地下采矿、基坑开挖和地下水抽取等人类工程活动，往往会不可避免的会导致周边房屋、围墙和其他构筑的开裂破坏，造成重大的经济损失，随着我国采矿不断地向地下深部延伸，城市轨道交通和地下空间开发建设的兴起，所引起的构筑物开裂问题也越来越严重，对构筑裂缝宽度及扩展情况进行监测，能为构筑物的安全性评估提供依据。而传统的裂缝监测方法主要分为两种：一是埋设位移传感器，通过传感器来监测裂缝宽度的扩展情况；二是在裂缝两侧钉上两个水泥钉，通过游标卡尺测量水泥钉之间的距离来对裂缝进行监测。以上两种方法都存在较大的不足之处：（1）使用传感器进行监测，需要在每条裂缝位置都埋设传感器，并通过电缆将传感器与数据接收中心连接，有多少条裂缝就需要埋设多少个传感器，传感器无法重复使用，导致监测成本昂贵，且在工程现场，埋设的传感器和电缆容易被人为的破坏；（2）使用水泥钉加游标卡尺进行监测，水泥钉容易生锈破坏，使得监测中断，并且每次监测，游标卡尺都要卡在水泥钉上进行人工测量，长期下去，水泥钉容易松动，导致监测数据不准；（3）以上两种方法都只能监测裂缝在某一个时间段内的宽度扩展情况，无法监测裂缝的实际宽度，而在实际构筑物安全性评估中，裂缝的实际宽度比裂缝的扩展情况更为重要；（4）以上两种方法都只能监测裂缝在某一处的宽度变化，如传感器监测只能监测传感器位置的宽度变化，水泥钉加游标卡尺监测只能监测水泥钉连线之间的裂缝宽度扩展情况，而无法反应裂缝实际宽度随裂缝长度方向上的变化情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有裂缝监测方法存在的监测成本高、监测数据不准确，且无法反应裂缝实际宽度随裂缝长度方向上的变化情况的问题。为此，本专利技术提供了一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，包括壳体，所述壳体一侧壁边缘设有横向对齐线和纵向对齐线，且该侧壁上设有激光扫描器，所述激光扫描器的出光口处具有中心对齐线，所述横向对齐线与所述中心对齐线平行，所述壳体上还设有激光水平位移计和按键控制组件，所述壳体内部设有供电电源和处理器，所述激光扫描器和激光水平位移计的信号输入端均与所述按键控制组件连接，所述激光扫描器和激光水平位移计的信号输出端均与处理器连接，所述激光扫描器、激光水平位移计、按键控制组件和处理器均与所述供电电源电联通。进一步的，所述壳体上设有显示器，所述显示器与所述处理器的信号输出端连接。进一步的，所述壳体为T型结构，包括测量部和手持部，其高度为15～20cm，长度为10～18cm，宽度为10～15cm，所述激光扫描器和激光水平位移计位于测量部的外侧壁上，所述按键控制组件和显示器位于测量部上表面。进一步的，所述壳体上还设有使其沿纵向对齐线延伸方向移动的滚轮，所述滚轮位于激光扫描器和激光水平位移计所在的侧壁上，所述滚轮的直径为0.4～0.8cm；所述滚轮有两个，分别对称布置于所述激光扫描器的两侧。进一步的，所述按键控制组件包括按键模块和控制模块，所述按键模块包括用于选择不同测量模式的测量切换键，所述测量切换键的输出信号传递给控制模块，控制模块接收测量切换键的信号后控制对应测量模式下的激光扫描器和激光水平位移计工作状态。进一步的，所述按键模块还包括用于对不同裂缝进行编号的编号按键。进一步的，所述供电电源为锂电池，所述壳体端部设有用于给锂电池充电的USB接口。进一步的，所述壳体内还设有用于存储测量数据的存储卡，所述存储卡与所述处理器的信号输出端连接。另外，本专利技术还提供了一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测方法，包括如下步骤：1)在构筑物表面裂缝宽度位置和长度方向分别标记横向标记线和纵向标记线；2)采用上述的基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，将激光扫描器贴近裂缝表面，横向对齐线与构筑物表面的横向标记线对齐，纵向对齐线与构筑物表面的纵向标记线对齐，同时使中心对齐线刚好与构筑物表面裂缝测量起始点位置重合；3)当测量构筑物表面某一处裂缝宽度时，通过按键控制组件输出控制信号给激光扫描器，激光扫描器开始测量并记录裂缝宽度数据，同时将裂缝宽度数据传输至处理器处理；4)当测量构筑物表面某一处裂缝宽度沿长度方向上变化情况时，通过按键控制组件输出控制信号给激光扫描器和激光水平位移计，激光扫描器开始测量并记录裂缝宽度数据，同时沿构筑物表面标记的纵向标记线缓慢移动裂缝监测装置，激光水平位移计测量并记录移动距离，通过激光扫描器测量的裂缝宽度数据和激光水平位移计测量的裂缝长度数据传输至处理器整合处理后，即可得到裂缝宽度随长度方向的变化情况。进一步的，所述激光扫描器和激光水平位移计测量的数据经处理器整合处理后传输至存储卡保存。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置结构简单，无需埋设传感器，通过激光扫描器和激光水平位移计即可同时测量裂缝的实际宽度、宽度扩展情况以及宽度沿长度方向变化情况，操作方便，监测成本低廉，便于携带，且测点不容易被人为破坏，很好地解决了传统裂缝测量方法的弊端，具有广泛的应用前景。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置的主视图；图2是本专利技术基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置的左视图；图3是本专利技术基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置的俯视图；图4是本专利技术基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置的俯视局部放大图。附图标记说明：1、壳体；2、开关按钮；3、纵向对齐线；4、中心对齐线；5横向对齐线；6、激光扫描器；7、激光水平位移计；8、滚轮；9、按键控制组件；10、显示器；11、供电电源；12、USB接口；13、存储卡。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，包括壳体1，所述壳体1一侧壁边缘设有横向对齐线5和纵向对齐线3，且该侧壁上设有激光扫描器6，激光扫描器6用于测量裂缝宽度，所述激光扫描器6的出光口处具有中心对齐线4，所述横向对齐线5与所述中心对齐线4平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体一侧壁边缘设有横向对齐线和纵向对齐线，且该侧壁上设有激光扫描器，所述激光扫描器的出光口处具有中心对齐线，所述横向对齐线与所述中心对齐线平行，所述壳体上还设有激光水平位移计和按键控制组件，所述壳体内部设有供电电源和处理器，所述激光扫描器和激光水平位移计的信号输入端均与所述按键控制组件连接，所述激光扫描器和激光水平位移计的信号输出端均与处理器连接，所述激光扫描器、激光水平位移计、按键控制组件和处理器均与所述供电电源电联通。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体一侧壁边缘设有横向对齐线和纵向对齐线，且该侧壁上设有激光扫描器，所述激光扫描器的出光口处具有中心对齐线，所述横向对齐线与所述中心对齐线平行，所述壳体上还设有激光水平位移计和按键控制组件，所述壳体内部设有供电电源和处理器，所述激光扫描器和激光水平位移计的信号输入端均与所述按键控制组件连接，所述激光扫描器和激光水平位移计的信号输出端均与处理器连接，所述激光扫描器、激光水平位移计、按键控制组件和处理器均与所述供电电源电联通。2.如权利要求1所述的基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，其特征在于：所述壳体上设有显示器，所述显示器与所述处理器的信号输出端连接。3.如权利要求2所述的基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，其特征在于：所述壳体为T型结构，包括测量部和手持部，其高度为15～20cm，长度为10～18cm，宽度为10～15cm，所述激光扫描器和激光水平位移计位于测量部的外侧壁上，所述按键控制组件和显示器位于测量部上表面。4.如权利要求1所述的基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，其特征在于：所述壳体上还设有使其沿纵向对齐线延伸方向移动的滚轮，所述滚轮位于激光扫描器和激光水平位移计所在的侧壁上，所述滚轮的直径为0.4～0.8cm；所述滚轮有两个，分别对称布置于所述激光扫描器的两侧。5.如权利要求1所述的基于激光扫描的构筑物表面裂缝监测装置，其特征在于：所述按键控制组件包括按键模块和控制模块，所述按键模块包括用于选择不同测量模式的测量切换键，所述测量切换键的输出信号传递给控制模块，控制模块接收测量切换键的信号后控制对应测量模式下的激光扫描器和激光水平位移计工作状态。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：宋许根，王志勇，王哲，张云明，柏威伟，邓云纲，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42