本实用新型专利技术涉及一种用于桥梁实时监测的装置，装置包括设置在桥梁结构件上的反光棱镜以及设置在桥墩或外部平台上的测量基站模组，所述测量基站模组朝向反光棱镜，用于测量其与反光棱镜之间的距离；本实用新型专利技术通过安装在桥梁外部的光学精密测量装置，来对结构件的形变进行测量，避免了目前桥梁监测所存在的弊病，对于桥梁的监测和养护具有很重大的意义。对于桥梁的监测和养护具有很重大的意义。对于桥梁的监测和养护具有很重大的意义。
【技术实现步骤摘要】
一种用于桥梁实时监测的装置
[0001]本技术涉及一种用于桥梁实时监测的装置。
技术介绍
[0002]现在通用的桥梁监测方式是在桥梁的结构件上埋设、粘贴传感器，这些传感器是金属的或者是光纤的呈条状，跟结构体粘贴或者埋设紧密，当桥梁结构产生形变的时候，传感器的物理量发生变化，金属片被拉长或者是光纤被扭曲，通过测量物理量(电压、激光相位)等的变化，来判断桥梁的结构是否安全。这种桥梁检测的方式存在着两个弊端，第一，传感器不断的随着桥梁构建的形变而形变，而这种形变是每时每刻都发生的，因此传感器的寿命一般都不会长。从而给传感器的维护带来很大的不便。第二，传感器是有方向性的，一般只能够监测桥梁的纵向形变或者位移，而不能监测到横向的位移。
技术实现思路
[0003]本技术所要解决的技术问题是提供一种用于桥梁实时监测的装置，通过安装在桥梁外部的仪器对结构件的形变进行测量，避免目前技术中存在的上述问题。
[0004]本技术所采用的技术方案是：
[0005]一种用于桥梁实时监测的装置，其包括设置在桥梁结构件上的反光棱镜以及设置在桥墩或外部平台上的测量基站模组，所述测量基站模组朝向反光棱镜，用于测量其与反光棱镜之间的距离。
[0006]进一步的，所述反光棱镜采用粘贴或螺纹连接布设在桥梁的应力集中点上。紧固连接，当桥梁结构件发生位移或形变变化时反光棱镜也同步发生变化。
[0007]进一步的，所述反光棱镜包括用于与桥梁连接的安装杆、设置在安装杆底部的棱镜镜头以及设置在安装杆上的标识板，所述棱镜镜头有3个，且倾斜向下设置，多个棱镜镜头呈圆形阵列布置，也可选用360
°
全方位反射棱镜。
[0008]进一步的，所述测量基站模组包括云台以及设置在云台上的激光测量模组，所述云台固定安装在桥墩或外部平台上。
[0009]进一步的，所述激光测量模组包括壳体、设置在壳体内的望远镜头以及激光发射接收器。
[0010]进一步的，在壳体内还设有视频采集卡、驱动云台运动的含微处理器的系统控制集成电路板以及与外部通信的电路板，在壳体上还安装有天线。
[0011]本技术的积极效果为：本技术通过安装在桥梁外部的光学精密测量装置，来对结构件的形变进行测量，避免了目前桥梁监测所存在的弊病，对于桥梁的监测和养护具有很重大的意义。
[0012]本技术的反光棱镜通过粘贴或者螺纹连接布设在桥梁的结构件上，由于是点连接，所以寿命较长易于维护。
[0013]我国是世界上公路通车里程最多的国家之一，再这些公路上存在着大量的桥梁。
桥梁在建成后，由于受到气候、腐蚀、氧化或老化等因素，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。这不但会影响行车的安全，并会使桥梁的使用寿命缩短。为了能够对桥梁的健康情况进行监测避免事故的发生，工程技术人员采取了多种的科技方法。目前最常用的方法就是在桥梁上植入各类的传感器，以昂船洲大桥为例，桥梁布设了1271 个各类传感器。本技术有如下三大优势：第一，可以从桥梁的整体和全局来判断桥梁的健康状况。由于传统方案传感器都是在局部布设的，并且每种传感器监测的异常不同，所以目前的监测都是显示的桥梁局部的异常，局部的异常往往无法判断桥梁整体的健康情况，对桥梁危险的预警能力有限。而我们的方案是在桥梁外部进行的测量，将各个部位的位移或者形变综合起来就可以反应桥梁的整体情况，便于预警。
[0014]第二，传统方案的传感器都是刚性连接或者预埋在桥梁构件之中，无法进行标定。任何传感器都是需要标定才能准确计量的，所以传感器在前几年较为准确，随着时间的推移，其准确性就大大降低。而我们的测量装置是独立与桥梁的，可以随时进行校准和标定，大大提高了监测精度。
[0015]第三，成本较低。传统的传感器监控方案，例如位移计，其作用的范围仅仅是米级的，那么对于一个几千米的桥梁来说，需要布设大量的传感器。成本很高，如鄂东大桥的监测系统投资1300万。后期维护的成本也很高昂。而本技术的方案在桥梁构建的住应力部位布设即可，大大降低了监控成本。
[0016]因此本技术在全局性、准确性和成本方面都大大低于目前的监控技术，非常值得推广。
附图说明
[0017]图1为本技术监测装置结构示意图；
[0018]图2为本技术反光棱镜结构示意图；
[0019]图3为本技术测量基站模组结构示意图；
[0020]图4为本技术激光测量模组结构示意图；
[0021]图5、图6为本技术瞄准方法原理图。
具体实施方式
[0022]如附图1
‑
4所示，本技术提供了一种用于桥梁实时监测的装置，包括安装在桥梁1结构件上的反光棱镜4以及设置在桥墩2或外部平台上的测量基站模组3，测量基站模组3朝向反光棱镜4，且下部结构稳定，通视条件好，可以尽可能多的看到反光棱镜4。反光棱镜4布设在桥梁的结构件上，一般是粘贴或者螺纹连接，由于是点连接，所以寿命较长易于维护，反光棱镜的布设位置要考虑应力集中点。
[0023]测量基站模组3包括高精度云台以及设置在云台上的激光测量模组，所述云台固定安装在桥墩2或外部平台上，激光测量模组主要是通过激光照射反光棱镜，测量其到达测量点(反光棱镜4)的距离。高精度云台提供水平和俯仰角度的变化，驱动激光测量模组对反光棱镜进行瞄准，并记录俯仰角度。
[0024]激光测量模组包括壳体301、设置在壳体301内的望远镜头302以及激光发射接收
器303，在壳体301内还有视频采集卡、驱动云台运动的带微处理器的系统控制集成电路板以及与外部通信的电路板，在壳体301上还安装有天线，视频采集卡包含感光芯片及其附属的集成电路。云台内的微处理器可记录云台转动精确的水平角与俯仰角，每一组水平角和俯仰角定位一个反光棱镜。由于布设在桥梁上的反光棱镜的位置是不同的，因此水平角和俯仰角是唯一的。云台定期巡航，在每一组水平角与俯仰角的位置对准棱镜，达成粗瞄准。再经过人工智能的目视识别技术，辨认棱镜的中心位置，驱动云台上的望远镜进行精确瞄准。激光测距模组进行距离测量。
[0025]激光测量模组的主要工作原理是，由望远镜头302对反光棱镜4进行瞄准，然后发射激光，通过测量激光的反射时间或者是相位差测得测量基站模组3与反光棱镜4的距离，通过几个测量基站模组3对反光棱镜的测量即可算出被测量棱镜的三维坐标。同时将三维坐标进行不同时间轴的比较，即可得到桥梁构建的相对位移量或形变量。
[0026]进一步的，反光棱镜包括用于与桥梁1连接的安装杆401、设置在安装杆401 底部的棱镜镜头403以及设置在安装杆401上的标识板402，所述棱镜镜头403 有3个，且倾斜向下设置，多个棱镜镜头403呈圆形阵列布置。由三个普通的反射棱镜组成，每个镜头棱镜入射角度60
°
以内都能够垂直反射，因此三个棱镜可以保证任何角度的基站均可以对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于桥梁实时监测的装置，其特征在于其包括设置在桥梁（1）结构件上的反光棱镜（4）以及设置在桥墩（2）或外部平台上的测量基站模组（3），所述测量基站模组（3）朝向反光棱镜（4），用于测量其与反光棱镜（4）之间的距离。2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁实时监测的装置，其特征在于所述反光棱镜（4）采用粘贴或螺纹连接布设在桥梁（1）的应力集中点上。3.根据权利要求1或2所述的一种用于桥梁实时监测的装置，其特征在于所述反光棱镜（4）包括用于与桥梁（1）连接的安装杆（401）、设置在安装杆（401）底部的棱镜镜头（403）以及设置在安装杆（401）上的标识板（402），所述棱镜镜头（403）有3个...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，杨荣芳，刘荣彬，陈素红，
申请(专利权)人：东创智慧交通勘察设计有限公司，
类型：新型
国别省市：
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