基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统及方法，所述的测量系统包括依次设置在测站点B、C、A的第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器；第一激光位移传感器包括一个右准直激光器模块和一个右光电接收器；第二激光位移传感器采用对称激光位移传感器，包括一个左准直激光器模块、一个右准直激光器模块、一个左光电接收器和一个右光电接收器；第三激光位移传感器包括一个左准直激光器模块和一个左光电接收器；测站点A和测站点C对应进行激光束的双向收发，测站点C和测站点B对应进行激光束的双向收发，实现测站点C的挠度、转角以及梁端测站点A和B的转角测量。端测站点A和B的转角测量。端测站点A和B的转角测量。

【技术实现步骤摘要】
基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统及方法
[0001]本专利技术要求在2023年5月31日提交中国国家专利局、申请号为2023106348135、申请名称为“基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统及方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本专利技术中。


[0002]本专利技术属于桥梁工程检测及监测领域，涉及一种基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统及方法。

技术介绍

[0003]中小跨径桥梁在公路桥梁、铁路桥梁中数量占比很大。桥梁挠度和梁端转角是中小跨桥梁结构的重要技术参数，是公路和铁路桥梁运营养护和桥梁结构安全的重要指标。进行桥梁挠度和梁端转角测量，需要采用桥梁挠度检测传感器及其配套的仪器设备。现有用于中小跨桥梁的挠度及梁端转角测量仪器设备及传感器在使用中还存在诸多不足：
[0004](1)采用现有基于准直激光的激光挠度仪进行桥梁挠度测量，由于采用的准直激光传感器功能单一，仅能测量桥梁单点位置的桥梁挠度，不能用于测量桥梁梁端转角；采用现有的激光挠度仪，使用中要求激光挠度仪安装在一个相对稳定的位置上，或在桥梁桥面上的选定一个稳定位置，或在桥梁外部选择一个相对稳定的位置，这给实际桥梁挠度测量带来极大不便；
[0005](2)现有的光电挠度仪，采用一个光学成像系统检测桥梁挠度，受光学成像系统成像倍率的限制，总体上桥梁挠度测量分辨率低、测量精度不高；该类仪器仅用于桥梁挠度测量，不能用于桥梁梁端转角测量；在使用中，需要选择稳定的位置安装架设该仪器，不利于现场使用；
[0006](3)水准仪、经纬仪、全站仪等仪器，用于桥梁挠度检测，只能检测桥梁静态挠度，不能检测桥梁动挠度，无法动态测量桥梁梁端转角，检测效率低；
[0007](4)GPS定位系统，用于桥梁挠度检测，挠度精度偏低，在厘米级，不适合用于小跨径桥梁挠度检测，无法用于测量桥梁梁端转角；
[0008](5)采用惯性类传感器进行桥梁挠度测量，如采用加速度计、倾角仪、陀螺仪等传感器，其桥梁挠度测量精度低，由于检测精度的限制，这些传感器不能满足桥梁梁端转角高精度测量的需要；
[0009](6)采用液体连通管类传感器进行桥梁挠度检测，仅能用于检测桥梁静挠度或准静态挠度，仅能检测桥梁竖向挠度，无法检测桥梁横向位移，还不能用于桥梁梁端转角；
[0010](7)采用激光干涉仪，微波干涉仪等进行桥梁挠度检测，现场使用受到地理位置限制，需要安装在江河的堤岸上，该类仪器不能用于桥梁梁端转角测量。
[0011]公开号为CN102967263A的专利技术专利公开了一种桥梁挠度
‑
转角一体化测量方法，提出了一种可以进行桥梁桥墩中间单点挠度和挠度测量点转角的测量方法，但该专利无法
进行桥梁梁端转角的测量。

技术实现思路

[0012]本专利技术实施例的目的在于提供一种基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统及方法，以解决现有的中小跨径桥梁挠度测量装置测量精度低、功能单一、使用条件受限、对安装位置要求高且无法测量桥梁梁端转角的问题。
[0013]本专利技术实施例所采用的技术方案是：基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统，包括：
[0014]第一激光位移传感器，第一激光位移传感器设置在测站点B；
[0015]第二激光位移传感器，第二激光位移传感器设置在测站点C；
[0016]第三激光位移传感器，第三激光位移传感器设置在测站点A；
[0017]测站点B、测站点C和测站点A从左到右依次设置；
[0018]所述的第一激光位移传感器包括一个右准直激光器模块和一个右光电接收器；
[0019]所述的第二激光位移传感器采用对称激光位移传感器，所述的对称激光位移传感器包括一个左准直激光器模块、一个右准直激光器模块、一个左光电接收器和一个右光电接收器；
[0020]所述的第三激光位移传感器包括一个左准直激光器模块和一个左光电接收器。
[0021]进一步的，所述的左准直激光器模块向左发射准直激光束；
[0022]所述的右准直激光器模块向右发射准直激光束；
[0023]所述的左光电接收器接收左侧发射过来的准直激光束；
[0024]所述的右光电接收器接收右侧发射过来的准直激光束。
[0025]进一步的，所述的测站点B、测站点C和测站点A从左到右依次设置，则：
[0026]所述的第一激光位移传感器的右准直激光器模块与第二激光位移传感器的左光电接收器对应，第一激光位移传感器的右准直激光器模块发射的准直激光束被第二激光位移传感器的左光电接收器接收；
[0027]第一激光位移传感器的右光电接收器与第二激光位移传感器的左准直激光器模块对应，第二激光位移传感器的左准直激光器模块发射的准直激光束被第一激光位移传感器的右光电接收器接收；
[0028]第二激光位移传感器的右准直激光器模块与第三激光位移传感器的左光电接收器对应，第二激光位移传感器的右准直激光器模块发射的准直激光束被第三激光位移传感器的左光电接收器接收；
[0029]第二激光位移传感器的右光电接收器与第三激光位移传感器的左准直激光器模块对应，第三激光位移传感器的左准直激光器模块发射的准直激光束被第二激光位移传感器的右光电接收器接收。
[0030]进一步的，所述的测站点B、测站点C和测站点A从左到右依次设置在桥梁的桥面上；
[0031]或所述的测站点A和测站点B对应布设在桥梁两端的桥墩上部的桥面上，所述的测站点C布设在桥梁纵向中间点或桥梁纵向中间点附近的桥面上。
[0032]进一步的，所述的对称激光位移传感器还包括第一安装座，对称激光位移传感器
的左准直激光器模块、右准直激光器模块、左光电接收器、右光电接收器均安装在其第一安装座上；
[0033]所述的第一安装座包括多功能底座，多功能底座包括：
[0034]上连接板，所述的对称激光位移传感器的左准直激光器模块、右准直激光器模块、左光电接收器、右光电接收器均安装在上连接板上；
[0035]水平旋转结构，水平旋转结构由旋转部分和固定部分转动连接，水平旋转结构的旋转部分与上连接板底部固定连接；
[0036]高度调节结构，高度调节结构顶部与水平旋转结构的固定部分固定连接；
[0037]下连接板，下连接板与高度调节结构的底部连接，且下连接板安装在三脚架上；
[0038]所述的上连接板上安装有测高传感器、倾角传感器和测距传感器；
[0039]所述的下连接板上安装有数据采集处理器，所述的对称激光位移传感器的左光电接收器、右光电接收器、测高传感器、倾角传感器和测距传感器的输出端均与其数据采集处理器的不同输入端电连接。
[0040]进一步的，所述的第一激光位移传感器还包括第二安装座，第一激光位移传感器的右准直激光器模块和右光电接收器均安装在第二安装座上；
[0041]所述的第三激光位移传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统，其特征在于，包括：第一激光位移传感器(7)，第一激光位移传感器(7)设置在测站点B；第二激光位移传感器(8)，第二激光位移传感器(8)设置在测站点C；第三激光位移传感器(9)，第三激光位移传感器(9)设置在测站点A；测站点B、测站点C和测站点A从左到右依次设置；所述的第一激光位移传感器(7)包括一个右准直激光器模块(1
‑
2)和一个右光电接收器(2
‑
2)；所述的第二激光位移传感器(8)采用对称激光位移传感器，所述的对称激光位移传感器包括一个左准直激光器模块(1
‑
1)、一个右准直激光器模块(1
‑
2)、一个左光电接收器(2
‑
1)和一个右光电接收器(2
‑
2)；所述的第三激光位移传感器(9)包括一个左准直激光器模块(1
‑
1)和一个左光电接收器(2
‑
1)。2.根据权利要求1所述的基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统，其特征在于，所述的左准直激光器模块(1
‑
1)向左发射准直激光束；所述的右准直激光器模块(1
‑
2)向右发射准直激光束；所述的左光电接收器(2
‑
1)接收左侧发射过来的准直激光束；所述的右光电接收器(2
‑
2)接收右侧发射过来的准直激光束。3.根据权利要求1所述的基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统，其特征在于，所述的第一激光位移传感器(7)的右准直激光器模块(1
‑
2)与第二激光位移传感器(8)的左光电接收器(2
‑
1)对应，第一激光位移传感器(7)的右准直激光器模块(1
‑
2)发射的准直激光束被第二激光位移传感器(8)的左光电接收器(2
‑
1)接收；第一激光位移传感器(7)的右光电接收器(2
‑
2)与第二激光位移传感器(8)的左准直激光器模块(1
‑
1)对应，第二激光位移传感器(8)的左准直激光器模块(1
‑
1)发射的准直激光束被第一激光位移传感器(7)的右光电接收器(2
‑
2)接收；第二激光位移传感器(8)的右准直激光器模块(1
‑
2)与第三激光位移传感器(9)的左光电接收器(2
‑
1)对应，第二激光位移传感器(8)的右准直激光器模块(1
‑
2)发射的准直激光束被第三激光位移传感器(9)的左光电接收器(2
‑
1)接收；第二激光位移传感器(8)的右光电接收器(2
‑
2)与第三激光位移传感器(9)的左准直激光器模块(1
‑
1)对应，第三激光位移传感器(9)的左准直激光器模块(1
‑
1)发射的准直激光束被第二激光位移传感器(8)的右光电接收器(2
‑
2)接收。4.根据权利要求1所述的基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统，其特征在于，所述的测站点B、测站点C和测站点A从左到右依次设置在桥梁的桥面(5)上；或所述的测站点A和测站点B对应布设在桥梁两端的桥墩上部的桥面上，所述的测站点C布设在桥梁纵向中间点或桥梁纵向中间点附近的桥面(5)上。5.根据权利要求1所述的基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统，其特征在于，所述的对称激光位移传感器还包括第一安装座，对称激光位移传感器的左准直激光器模块(1
‑
1)、右准直激光器模块(1
‑
2)、左光电接收器(2
‑
1)、右光电接收器(2
‑
2)均安装在其第一安装座上；所述的第一安装座包括多功能底座(3)，多功能底座(3)包括：
上连接板(3
‑
07)，所述的对称激光位移传感器的左准直激光器模块(1
‑
1)、右准直激光器模块(1
‑
2)、左光电接收器(2
‑
1)、右光电接收器(2
‑
2)均安装在上连接板(3
‑
07)上；水平旋转结构(3
‑
04)，水平旋转结构(3
‑
04)由旋转部分和固定部分转动连接，水平旋转结构(3
‑
04)的旋转部分与上连接板(3
‑
07)底部固定连接；高度调节结构(3
‑
05)，高度调节结构(3
‑
05)顶部与水平旋转结构(3
‑
04)的固定部分固定连接；下连接板(3
‑
08)，下连接板(3
‑
08)与高度调节结构(3
‑
05)的底部连接，且下连接板(3
‑
08)安装在三脚架(4)上；所述的上连接板(3
‑
07)上安装有测高传感器(3
‑
01)、倾角传感器(3
‑
02)和测距传感器(3
‑
03)；所述的下连接板(3
‑
08)上安装有数据采集处理器(3
‑
06)，所述的对称激光位移传感器的左光电接收器(2
‑
1)、右光电接收器(2
‑
2)、测高传感器(3
‑
01)、倾角传感器(3
‑
02)和测距传感器(3
‑
03)的输出端均与其数据采集处理器(3
‑
06)的不同输入端电连接。6.根据权利要求5所述的基于对称激光位移传感器的桥梁挠度及梁端转角测量系统，其特征在于，所述的第一激光位移传感器(7)还包括第二安装座，第一激光位移传感器(7)的右准直激光器模块(1
‑
2)和右光电接收器(2
‑
2)均安装在第二安装座上；所述的第三激光位移传感器(9)还包括第三安装座，第三激光位移传感器(9)的左准直激光器模块(1
‑
1)和左光电接收器(2
‑
1)均安装在第三安装座上；所述的第二安装座和第三安装座与对称激光位移传感器的第一安装座结构一致，则：第一激光位移传感器(7)的右光电接收器(2
‑
2)、测高传感器(3
‑
01)、倾角传感器(3
‑
02)和测距传感器(3
‑
03)的输出端均与其数据采集处理器(3
‑
06)的不同输入端电连接；第三激光位移传感器(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭仁亮，李平，张雁冰，吴学勤，冯红梅，李小恒，
申请(专利权)人：深圳神鹏交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：