專利名稱：一種用于測量建筑結(jié)構(gòu)物位移的光電測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于測量建筑結(jié)構(gòu)物位移的光電測量儀。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，國家每年都投入巨資用于修建公路、鐵路及其它工程。為了確保施工質(zhì)量，必須對工程施工進(jìn)行檢驗(yàn)。目前普遍使用的方法是在被測物上固定一個發(fā)光二級管標(biāo)志靶，通過光電測量儀器把標(biāo)志靶的發(fā)光點(diǎn)成像在光電測量儀器上，并轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過計(jì)算機(jī)軟件的實(shí)時處理得到被測物豎直及水平兩維的位移、振動等參數(shù)。目前普遍使用的光電測量儀器有兩種類型一類是采用線陣CCD(電荷耦合器)做光電轉(zhuǎn)換器與光學(xué)經(jīng)緯儀機(jī)架組合而成，其特點(diǎn)是采樣速率高，缺點(diǎn)是靈敏度很低，測量現(xiàn)場需有交流電源，并且必須進(jìn)行x、y兩維校正。而且由于CCD長度達(dá)幾十毫米，對于這樣大的視場，采用普通的用于目視觀測的光學(xué)經(jīng)緯儀鏡頭畸變嚴(yán)重，測量誤差很大。另一類是采用面陣CCD模擬攝像頭做光電轉(zhuǎn)換器結(jié)合長焦距光學(xué)鏡頭構(gòu)成，其特點(diǎn)是靈敏度高、誤差小，其缺點(diǎn)是采樣速率低(最高25HZ左右)，頻率響應(yīng)差。而且由于模擬攝像機(jī)通?；谝粋€視頻輸出信號，而這個輸出信號是用很窄的電壓波動范圍來表示從黑色到白色的變化，因此只要有若干毫伏的外部噪聲干擾就可影響輸出的視頻信號，所以輸出噪聲大，圖像的質(zhì)量差，在做動態(tài)撓度測量時，圖像模糊，測出的時一程曲線失真嚴(yán)重，測得的數(shù)據(jù)誤差較大，而且這種動態(tài)失真特性很難用常規(guī)的靜態(tài)計(jì)量方法測量出來。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采樣速率高，抗干擾能力強(qiáng)，測量誤差小，圖像質(zhì)量高的測量建筑結(jié)構(gòu)物位移的光電測量儀。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于測量建筑結(jié)構(gòu)物位移的光電測量儀，它是由高速面陣數(shù)字CMOS攝像頭、模擬面陣攝像頭、線陣及面陣光電位置敏感元件(PSD)和電荷耦合器件(CCD)等五種光電轉(zhuǎn)換器件結(jié)合電子經(jīng)緯儀構(gòu)成。各種光電轉(zhuǎn)換器件分別安裝在電子經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡的上部和下部，通過切換裝置結(jié)合為一體，可同時或部分接通工作。在望遠(yuǎn)鏡的目鏡一側(cè)安裝一組反射鏡，在各光電轉(zhuǎn)換器件的同一側(cè)分別安裝一個濾光鏡。工作時，通過電子經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡把固定在被測物上的發(fā)光二極管標(biāo)志靶的發(fā)光點(diǎn)通過反射鏡和濾光鏡后，分別成像在五種光電傳感器上。標(biāo)志靶隨被測物豎直及水平兩維的位移、振動，在光電傳感器上反映為像素的變化。該變化通過數(shù)據(jù)傳輸線將電信號送到計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件的實(shí)時處理就可以得到被測物豎直及水平兩維的靜態(tài)及動態(tài)位移、振動等參數(shù)。既可同時使用幾種光電轉(zhuǎn)換器件對一個被測目標(biāo)同步測量，也可根據(jù)不同的檢測對象，快速切換為用某種光電轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行測量。
本發(fā)明具有以下積極效果1、本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換器件中采用了高速而陣數(shù)字CMOS攝像頭，其采樣速率高達(dá)100幀/秒，對于像橋梁、大跨度結(jié)構(gòu)物的動態(tài)特性曲線可以很好地描述，動態(tài)測量誤差小，并可進(jìn)行撓度的測量。
2、由于采用了高速面陣數(shù)字CMOS攝像頭，隨使用時間和溫度變化而產(chǎn)生的漂移小。而且數(shù)字信號與模擬攝像機(jī)通常基于一個視頻輸出信號不同，它是由特定閥值控制的，因此抗干擾能力強(qiáng)，圖像穩(wěn)定。
3、本發(fā)明由于設(shè)置了多個光電轉(zhuǎn)換器件，既可同時使用幾種光電轉(zhuǎn)換器件對被測物同步測量，也可根據(jù)不同的檢測對象，快速切換用某種光電轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行測量。
圖1為光電測量儀的工作原理方框圖。
具體實(shí)施例方式
一種用于測量建筑結(jié)構(gòu)物位移的光電測量儀，它將高速面陣數(shù)字CMOS攝像頭、模擬面陣攝像頭、線陣及面陣光電位置敏感元件(PSD)和電荷耦合器件(CCD)分別安裝在電子經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡的上部和下部，并通過切換裝置組合成一體。在望遠(yuǎn)鏡的目鏡一側(cè)安裝一組反射鏡，在各光電轉(zhuǎn)換器件的同一側(cè)分別安裝一個濾光鏡即可。使用時，在被測物上合適位置固定一個發(fā)光二級管標(biāo)志靶，將該光電測量儀架設(shè)在一穩(wěn)固不動的參考位置上，調(diào)整電子經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，瞄準(zhǔn)發(fā)光二級管標(biāo)志靶，并置于鏡頭里十字線中心。從望遠(yuǎn)鏡射出的光線，經(jīng)反射鏡組反射，再經(jīng)濾光鏡后，分別成像在各光電轉(zhuǎn)換器件上。發(fā)光二級管標(biāo)志靶隨被測物豎直及水平兩維的位移、振動，在光電轉(zhuǎn)換器件上反映為像素的變化。該變化通過數(shù)據(jù)傳輸線將電信號送到計(jì)算機(jī)，再經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件的實(shí)時處理就可以得到被測物豎直及水平兩維的位移、振動等參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于測量建筑結(jié)構(gòu)物位移的光電測量儀，其特征在于它是由高速面陣數(shù)字CMOS攝像頭、模擬面陣攝像頭、線陣及面陣光電位置敏感元件和電荷耦合器件五種光電轉(zhuǎn)換器件結(jié)合電子經(jīng)緯儀構(gòu)成，各種光電轉(zhuǎn)換器件分別安裝在電子經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡的上部和下部，通過切換裝置結(jié)合為一體，在望遠(yuǎn)鏡的目鏡一側(cè)安裝一組反射鏡，在各光電轉(zhuǎn)換器件的同一側(cè)分別安裝一個濾光鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量建筑結(jié)構(gòu)物位移的光電測量儀，其特征在于切換裝置既可使各種光電轉(zhuǎn)換器件同時接通工作，也可使各種光電轉(zhuǎn)換器件部分接通工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，用于測量建筑結(jié)構(gòu)物的位移、振動等參數(shù)。它由高速面陣數(shù)字CMOS攝像頭、模擬面陣攝像頭、線陣及面陣光電位置敏感元件(PSD)和電荷耦合器件(CCD)等五種光電轉(zhuǎn)換器件結(jié)合電子經(jīng)緯儀構(gòu)成。各種光電轉(zhuǎn)換器件通過切換裝置結(jié)合為一體，可同時或部分接通工作。用本發(fā)明測量建筑結(jié)構(gòu)物位移，采樣速率高，建筑結(jié)構(gòu)物的動態(tài)特性曲線可以很好地描述，測量誤差小，而且抗干擾能力強(qiáng)，圖像穩(wěn)定。既可同時使用幾種光電轉(zhuǎn)換器件對被測物同步測量，也可根據(jù)不同的檢測對象，快速切換用某種光電轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行測量。
文檔編號G01B11/00GK101029822SQ20061000799
公開日2007年9月5日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者陳勇 申請人:陳勇