一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置及方法，该装置包括光纤发射器、1*4路光分路器、四个微弯光纤位移检测装置、四个光电转换放大装置、四个信号模数转换及调制装置，四个光纤接收器和PC机。本发明专利技术利用光纤直接作为信号传输的介质，直接提供输入光源，无需外置光源，节约成本，只要在光纤接入网络的范围内，都可对建筑物进行实时的倾斜角度和振动幅度的计算，并且本发明专利技术的检查装置无需进行水平校准，防水防火，耐腐蚀性好，无需人工干涉检测过程，节约人工成本，并且消除了人为因素对检测结果的影响，检测精度大大提高。

Device and method for detecting inclination angle and vibration amplitude of buildings

The invention discloses a building inclination angle and vibration amplitude detection device and a method thereof, which comprises a fiber optic transmitter, a 1*4 optical splitter, four micro-bending fiber optic displacement detection devices, four photoelectric conversion and amplification devices, four signal analog-digital conversion and modulation devices, four fiber optic receivers and a PC. The invention uses optical fiber as the medium of signal transmission, directly provides input light source, does not need external light source, and saves cost. As long as the optical fiber is connected to the network, the inclination angle and vibration amplitude of the building can be calculated in real time, and the checking device of the invention does not need horizontal calibration and waterproof. Fire-proof, corrosion-resistant, without manual interference in the detection process, saving labor costs, and eliminating the impact of human factors on the detection results, detection accuracy is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置及方法
本专利技术涉及建筑安全检测设备
，尤其涉及一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置及方法。
技术介绍
随着我国经济建设的不断发展，高层建筑在我国日益增多，高层建筑施工和使用过程中的安全问题日渐突出，高层建筑的倾斜问题，对建筑物危害较大，对建筑物的使用寿命有直接影响。倾斜在达到建筑设计指标极限以上时，会危及建筑物的安全，同时，当建筑物受到地震和地质灾害的影响下，也需要进行监测。因此，必须对高层建筑进行倾斜和振动监测，这已成为城市建设建筑物施工、使用过程中、地震和地质灾害的影响的一个必不可少的工作。所谓倾斜，即建筑物顶底中心不在一条铅垂线上。现在高层建筑物的倾斜度和微振动的测量一般由专门人员每隔一段时间使用全站仪进行现场测量，取得数据后以时间轴描点作图，工作量大，检测效率低和自动程度低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于现有光纤接入网络的，具有高精度的建筑倾斜度以及振动幅度的实时检测装置及其使用方法。该装置无须进行水平校准、精度较高、防水火，可适用于多种工程领域。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置，包括光纤发射器、1*4路光分路器、四个微弯光纤位移检测装置、四个光电转换放大装置、四个信号模数转换及调制装置，四个光纤接收器和PC机；所述光纤发射器连接1*4路光分路器，所述1*4路光分路器通过4路光纤分别连接所述四个微弯光纤位移检测装置，所述四个微弯光纤位移检测装置通过光纤分别与所述四个光电转换放大装置连接，所述四个光电转换放大装置通过光纤分别与所述四个信号模数转换及调制装置连接，所述四个信号模数转换及调制装置通过网线分别与所述四个光纤接收器连接，所述四个光纤接收器通过光网络与所述PC机连接；所述四个微弯光纤位移检测装置分别埋设在建筑物外墙外侧四个角落的承台上方的钻孔中，出口处用热塑管将微弯光纤位移检测装置两端的光纤引出。进一步的，所述四个微弯光纤位移检测装置由四个承压板、四个底板、四个下压板以及四束长度相等的光纤分别螺旋缠绕在四个大小、形状材质相同的橡胶桶上构成，利用螺旋缠绕的方式使得光纤受力更加均匀。所述橡胶桶利用底板和下压板夹住，底板与下压板用弹簧连接。进一步的，所述四个承压板是方斗状受力面，使整个微弯光纤位移检测装置受力更加均匀，受力面积更大。进一步的，所述承压板内表面为格室结构，格室结构可以将受力部位的沉降转化为渐变沉降，从而使微弯光纤位移检测装置受力更均匀。相应的，还提供一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测方法，应用于上述的一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置中，四个微弯光纤位移检测装置分别埋设在建筑物外墙外侧四个角落的承台上方的钻孔中，出口处用热塑管将微弯光纤位移检测装置两端的光纤引出，所述四个微弯光纤位移检测装置中的光纤会根据承台的沉降产生形变，光纤形变产生光功率损耗，光电转换放大装置将所述光功率损耗转换成电压变化量，所述电压变化量通过信号模数转换及调制装置转换成光信号通过光纤接收器传输给PC机，PC机通过电压变化量可以得到建筑物的倾斜角度。进一步的，所述PC机通过预设时间段的电压变化量可计算出所述预设时间段内建筑物的振动幅度；若在一小段时间内所述电压变化量大，则在这所述一小段时间内建筑物发生振动，所述PC机通过所述电压变化量可计算出所述一小段时间内建筑物的振动幅度。进一步的，建筑物倾斜角度具体计算过程为：假设在初始时刻t＝T0时，以第一承台为原点，第一承台与第二承台、第三承台、第四承台之间的直线距离为LAB、LAC、LAC；经过一段时间后，t＝Ti，建筑物发生沉降，通过所述电压变化量可以得到四个角落承台的沉降量为HA、HB、HC、HD；计算四个承台沉降量相互之间的差值△HAB、△HAC、△HAD；利用夹角公式可计算第二承台、第三承台、第四承台相对于第一承台的倾斜角度分别为与现有技术相比，本专利技术具有以下几个优点：(1)利用光纤直接作为信号传输的介质，直接提供输入光源，无需外置光源，节约成本，只要在光纤接入网络的范围内，都可对建筑物进行实时的倾斜度和振动幅度的计算。(2)本专利技术的建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置无需进行水平校准，防水防火，耐腐蚀性好。(3)本专利技术无需人工干涉检测过程，节约人工成本，并且消除了人为因素对检测结果的影响，检测效率和精度大大提高。附图说明图1是本专利技术一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置结构示意图；图2是本专利技术微弯光纤位移检测装置结构示意图；图3是本专利技术承压板的俯视图；图4为本专利技术微弯光纤位移检测装置埋设示意图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。随着光纤的普及以及光纤到户工作的开展，居民住宅的地下都存在大量的直埋光纤，本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于现有光纤接入网络的，具有高精度的建筑倾斜度和振动幅度实时检测装置及其使用方法。该装置无须进行水平校准、精度较高、防水火，可适用于多种工程领域。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置，如图1所示，包括光纤发射器、1*4路光分路器、四个微弯光纤位移检测装置、四个光电转换放大装置、四个信号模数转换及调制装置，四个光纤接收器和PC机；所述光纤发射器连接1*4路光分路器，所述1*4路光分路器通过4路光纤分别连接所述四个微弯光纤位移检测装置，所述四个微弯光纤位移检测装置通过光纤分别与所述四个光电转换放大装置连接，所述四个光电转换放大装置通过光纤分别与所述四个信号模数转换及调制装置连接，所述四个信号模数转换及调制装置通过网线分别与所述四个光纤接收器连接，所述四个光纤接收器通过光网络与所述PC机连接；所述四个微弯光纤位移检测装置分别埋设在建筑物外墙外侧四个角落的承台上方的钻孔中，出口处用热塑管将微弯光纤位移检测装置两端的光纤引出。可选的，如图2所示，所述四个微弯光纤位移检测装置由四个承压板1、四个底板6、四个下压板2以及四束长度相等的光纤5分别螺旋缠绕在四个大小、形状材质相同的橡胶桶4上构成，利用螺旋缠绕的方式使得光纤5受力更加均匀。所述橡胶桶4利用底板6和下压板2夹住，底板6与下压板2用弹簧3连接。可选的，如图3所示，所述四个承压板1是方斗状受力面，使整个微弯光纤位移检测装置受力更加均匀，受力面积更大。可选的，所述承压板1内表面为格室结构，格室结构可以将受力部位的沉降转化为渐变沉降，从而使微弯光纤位移检测装置受力更均匀。相应的，还提供一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测方法，应用于上述的一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置中，四个微弯光纤位移检测装置分别埋设在建筑物外墙外侧四个角落的承台上方的钻孔中，出口处用热塑管将微弯光纤位移检测装置两端的光纤引出，所述四个微弯光纤位移检测装置中的光纤会根据承台的沉降产生形变，光纤形变产生光功率损耗，光电转换放大装置将所述光功率损耗转换成电压变化量，所述电压变化量通过信号模数转换及调制装置转换成光信号通过光纤接收器传输给PC机，PC机通过电压变化量可以得到建筑物的倾斜角度。本专利技术通过光纤作为信号传输的介质，可有效节约检测成本，并且无需人工检测，节约人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置，其特征在于，包括光纤发射器、1*4路光分路器、四个微弯光纤位移检测装置、四个光电转换放大装置、四个信号模数转换及调制装置，四个光纤接收器和PC机；所述光纤发射器连接1*4路光分路器，所述1*4路光分路器通过4路光纤分别连接所述四个微弯光纤位移检测装置，所述四个微弯光纤位移检测装置通过光纤分别与所述四个光电转换放大装置连接，所述四个光电转换放大装置通过光纤分别与所述四个信号模数转换及调制装置连接，所述四个信号模数转换及调制装置通过网线分别与所述四个光纤接收器连接，所述四个光纤接收器通过光网络与所述PC机连接；所述四个微弯光纤位移检测装置分别埋设在建筑物外墙外侧四个角落的承台上方的钻孔中，出口处用热塑管将微弯光纤位移检测装置两端的光纤引出。

【技术特征摘要】
1.一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置，其特征在于，包括光纤发射器、1*4路光分路器、四个微弯光纤位移检测装置、四个光电转换放大装置、四个信号模数转换及调制装置，四个光纤接收器和PC机；所述光纤发射器连接1*4路光分路器，所述1*4路光分路器通过4路光纤分别连接所述四个微弯光纤位移检测装置，所述四个微弯光纤位移检测装置通过光纤分别与所述四个光电转换放大装置连接，所述四个光电转换放大装置通过光纤分别与所述四个信号模数转换及调制装置连接，所述四个信号模数转换及调制装置通过网线分别与所述四个光纤接收器连接，所述四个光纤接收器通过光网络与所述PC机连接；所述四个微弯光纤位移检测装置分别埋设在建筑物外墙外侧四个角落的承台上方的钻孔中，出口处用热塑管将微弯光纤位移检测装置两端的光纤引出。2.根据权利要求1所述的一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置，其特征在于，所述四个微弯光纤位移检测装置由四个承压板、四个底板、四个下压板以及四束长度相等的光纤分别螺旋缠绕在四个大小、形状材质相同的橡胶桶上构成，所述橡胶桶利用底板和下压板夹住，底板与下压板用弹簧连接。3.根据权利要求2所述的一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置，其特征在于，所述四个承压板是方斗状受力面。4.根据权利要求3所述的一种建筑物倾斜角度与振动幅度检测装置，所述承压板内表面为格室结构。...

【专利技术属性】
技术研发人员：华俊达，余桂英，金炜佳，谢钟涛，陆舒洁，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33