基于节结构导光管的曲率检测装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于节结构导光管的曲率检测装置及其应用，装置包括多节导光管和主控模块；每节导光管中均设置有光源和CCD检测模块，光源和CCD检测模块分别位于导光管的两端，与导光管形成密闭空间，光源发出的光线经导光管传输后由CCD检测模块接收；各节导光管依次同方向同轴紧密连接；主控模块，连接每节导光管中的光源和CCD检测模块，用于控制所有的光源和CCD检测模块的工作；工作时，CCD检测模块将接收到光信号转化为图像信息发送至主控模块，主控模块根据各节导光管中的光源的配光曲线和CCD检测模块发送的图像信息的亮度变化，计算多节导光管的曲率变化。利用本发明专利技术能够快速、准确的实现对深层土体位移进行检测。

Curvature detection device based on node structure guide tube and its application

The invention discloses a light guide structure based on curvature of the tube detection device and its application device, comprising a plurality of light guide tube and the main control module; each light guiding tube is provided with a light source and a CCD detection module, a light source and a CCD detection module are located at both ends of the light guide tube, light guide tube and the formation of confined space, light source emits light through the light guide transmission by CCD after receiving the detection module; light guide tube in the same direction coaxial closely connected; the main control module is connected with the light source and CCD detection module of each light guiding tube, used to control the light source and the CCD detection module of all the work, work; CCD detection module receives the light signal into the image information is transmitted to the main control module, main control module according to the brightness change image information transmitting source sections of light guide in the light distribution curve and CCD detection module, calculation of multi section guide A change in the curvature of a light tube. This invention can be used to detect the displacement of deep soil rapidly and accurately.

【技术实现步骤摘要】
基于节结构导光管的曲率检测装置及其应用
本专利技术涉及应变位移测量
，特别涉及一种基于节结构导光管的曲率检测装置及其应用。
技术介绍
光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化，成为被调制的信号源，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。目前，用于应变测量的光纤传感器，一般采用光纤光栅、长周期光纤光栅的波长位移检测技术或光纤干涉技术。现有的用于应变测量的光纤传感器系统复杂，造价昂贵，同时受外界环境(如温度等)的影响较大，会出现交叉敏感的问题。
技术实现思路
为了克服现有的用于应变测量的光纤传感器，结构复杂、成本高、测量准确度低的缺陷，本申请通过结构的改进，提出了一种更为简易、便捷的基于节结构导光管的曲率检测装置及其应用，实现对轴向应变，特别是深层土体位移的准确测量。本专利技术提供的基于节结构导光管的曲率检测装置，包括多节导光管和主控模块；每节所述导光管中均设置有光源和CCD检测模块，所述光源和所述CCD检测模块分别位于所述导光管的两端，与所述导光管形成密闭空间，所述光源发出的光线经所述导光管传输后由所述CCD检测模块接收；各节所述导光管依次同方向同轴紧密连接；所述主控模块，连接每节所述导光管中的光源和所述CCD检测模块，用于控制所有的所述光源和所述CCD检测模块的工作；工作时，所述CCD检测模块将接收到光信号转化为图像信息发送至所述主控模块，所述主控模块根据各节所述导光管中的所述光源的配光曲线和所述CCD检测模块发送的图像信息的亮度变化，计算所述多节导光管的曲率变化。作为一种可实施方式，所述导光管呈封闭式圆柱体结构，其内表面镀有反射膜。作为一种可实施方式，所述光源和所述CCD检测模块均固定在所述导光管的中轴线上。作为一种可实施方式，所述光源为红外线光源、可见光光源、或近紫外线光源。作为一种可实施方式，所述光源为单色光源。作为一种可实施方式，所述光源为恒定光源。作为一种可实施方式，所述光源包括LED灯和配光透镜；所述LED灯连接所述主控模块；所述LED灯发出的光线，经所述配光透镜后形成特定的配光曲线。本法明还提供了一种如上所述的基于节结构导光管的曲率检测装置的应用，其应用在深层土体位移检测领域。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于节结构导光管的深层土体位移检测装置，包括上述任一项所述的节结构导光管的曲率检测装置；所述主控模块，连接上位机，还用于根据计算得到的所述多节导光管的曲率变化，计算多节所述导光管所处地基中的深层土体位移，并将计算结果发送至上位机。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于节结构导光管的深层土体位移检测方法，包括以下步骤：将上述基于节结构导光管的曲率检测装置以竖桩方式立于地基土层中；点亮各节所述导光管中的光源；获取各节导光管中的CCD检测模块检测到的光强信息；根据各节所述导光管中的光源的配光曲线和CCD检测模块发送的图像信息的亮度变化，计算所述多节导光管的曲率变化；根据得到的所述多节导光管的曲率变化，计算多节所述导光管所处地基中的深层土体位移，并将计算结果发送至上位机进行显示。本专利技术相比于现有技术的有益效果在于：本专利技术提供的基于节结构导光管的曲率检测装置，通过设置多节导光管和主控模块，每节所述导光管中均设置有光源和CCD检测模块，光源和CCD检测模块受主控模块控制。导光管的封闭暗腔作用能将外部的光线隔绝掉，使CCD检测模块所接收到光源发出并由导光管内表面反射过来的光，得到的测量数据不受干扰，有效降低了误差；多节导光管在外界环境下发生形变时，所造成的效果反映在曲率的变化上，再将这种影响传递到CCD检测模块所接收到光信息上，接收到的光强信息是连续变化的，同时可以在较短的距离内有明显的光强变化，保证了测量的精度；在光源不变而多节导光管的曲率发生改变时，由CCD检测模块所检测到的光强分布将发生改变，这种光强分布的改变与导光管曲率之间存在着良好的对应关系，因此利用CCD检测模块检测到的光强分布可以得到分节导光管的曲率；并由主控模块记录并换算出CCD检测模块偏移原导光管中轴的位移量，主控模块上的亮度信息会反映出偏移原导光管中轴的位移量，故即可方便地得出需要测量的物件的位移数据。光线通过导光管内表面反射传播，不会受到磁场的干扰，可在强磁场环境下使用。本专利技术提供的基于节结构导光管的曲率检测装置，结构简单，成本低，使用方便，能够快速准确地实现对轴向应变位移的测量，而且适用于强电磁场环境，能够应用在深层土体位移检测领域。本专利技术提供的基于节结构导光管的深层土体位移检测装置及方法，利用本专利技术提供的基于节结构导光管的曲率检测装置，能够快速、准确的实现对深层土体位移进行检测。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种基于节结构导光管的曲率检测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的基于节结构导光管的曲率检测装置的电路连接关系图；图3为本专利技术中光强分布的改变与导光管的曲率之间的对应关系示意图；图4为本专利技术实施例一提供的基于节结构导光管的曲率检测装置的一节导光管的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。请参考图1和图2，本专利技术实施例一提供了一种基于节结构导光管的曲率检测装置，包括多节导光管和主控模块1，每节导光管内均包含CCD检测模块2、导光管3和光源4。光源4、CCD检测模块2设置在各节导光管3中，导光管3的材料本身特性可以起到封闭暗腔的作用，将外界环境中的光线隔离开来；光源4所发出的光线经过导光管3内表面发射后由CCD检测模块2接收；CCD检测模块2、光源4都与主控模块1连接，并由主控模块1控制。CCD检测模块2接收到的图像信息发送给主控模块1，外界对导光管造成的形变以曲率的形式(轴向应变)反映到CCD检测模块2的图像信息中。导光管3的封闭暗腔作用能将外部的光线隔绝掉，使CCD检测模块2所接收到光源4发出并由导光管3内表面反射过来的光，得到的测量数据不受干扰，有效降低了误差。导光管3在外界环境下发生形变时，所造成的效果反映在曲率的变化上，再将这种影响传递到CCD检测模块2所接收到光信息上，接收到的光强信息是连续变化的，同时可以在较短的距离内有明显的光强变化，保证了测量的精度。在光源4不变而导光管3的曲率发生改变时，由CCD检测模块2所检测到的光强分布将发生改变，这种光强分布的改变与导光管3的曲率之间存在着良好的对应关系，如图3所示，因此利用CCD检测模块3检测到的光强分布可以得到分节导光管的曲率。并由主控模块1记录并换算出CCD检测模块2偏移原导光管3的中轴的位移量。主控模块1获取的亮度信息立刻会反映出CCD检测模块2偏移原导光管3中轴的位移量，故即可方便地得出需要测量的物件的位移数据。光线通过导光管内表面反射传播，不会受到磁场的干扰，可在强磁场环境下使用。参见图4，以单节导光管为例，之后需求的多节导光管的装置都是相同的。导光管3的形状为圆柱形导光管，光源4和CCD检测模块2设置在导光管3的两端不同侧，CCD检测模块2设置在光源4沿导光管3中轴的延长线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于节结构导光管的曲率检测装置，其特征在于，包括多节导光管和主控模块；每节所述导光管中均设置有光源和CCD检测模块，所述光源和所述CCD检测模块分别位于所述导光管的两端，与所述导光管形成密闭空间，所述光源发出的光线经所述导光管传输后由所述CCD检测模块接收；各节所述导光管依次同方向同轴紧密连接；所述主控模块，连接每节所述导光管中的光源和所述CCD检测模块，用于控制所有的所述光源和所述CCD检测模块的工作；工作时，所述CCD检测模块将接收到光信号转化为图像信息发送至所述主控模块，所述主控模块根据各节所述导光管中的所述光源的配光曲线和所述CCD检测模块发送的图像信息的亮度变化，计算所述多节导光管的曲率变化。

【技术特征摘要】
1.一种基于节结构导光管的曲率检测装置，其特征在于，包括多节导光管和主控模块；每节所述导光管中均设置有光源和CCD检测模块，所述光源和所述CCD检测模块分别位于所述导光管的两端，与所述导光管形成密闭空间，所述光源发出的光线经所述导光管传输后由所述CCD检测模块接收；各节所述导光管依次同方向同轴紧密连接；所述主控模块，连接每节所述导光管中的光源和所述CCD检测模块，用于控制所有的所述光源和所述CCD检测模块的工作；工作时，所述CCD检测模块将接收到光信号转化为图像信息发送至所述主控模块，所述主控模块根据各节所述导光管中的所述光源的配光曲线和所述CCD检测模块发送的图像信息的亮度变化，计算所述多节导光管的曲率变化。2.根据权利要求1所述的基于节结构导光管的曲率检测装置，其特征在于，所述导光管呈封闭式圆柱体结构，其内表面镀有反射膜。3.根据权利要求2所述的基于节结构导光管的曲率检测装置，其特征在于，所述光源和所述CCD检测模块均固定在所述导光管的中轴线上。4.根据权利要求1至3任一项所述的基于节结构导光管的曲率检测装置，其特征在于，所述光源为红外线光源、可见光光源、或近紫外线光源。5.根据权利要求1至3任一项所述的基于节结构导光管的曲率检测装置，其特征在于，所述光源为单色光源。6.根据权利要求1至3任...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗琪，姚圣旦，张航，马佩服，陈嘉文，
申请(专利权)人：罗琪，
类型：发明
国别省市：浙江,33