專利名稱：橋梁形變檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量領域，尤其涉及一種橋梁形變檢測裝置。
技術背景目前國外檢測橋梁形變通常有兩種裝置， 一種橋梁形變檢測裝置的工作原理為將一束可見準直激光入射到固定在橋梁上的一直徑固定的靶標上， 靶標內設有一位移傳感器，當橋梁在車輛等載荷作用下產生形變時，可見準 直激光入射到位移傳感器上的位置也發生變化，記錄并測量激光入射到位移 傳感器上的位置的位移量，就可以測得靶標所在處橋梁的形變量。這種橋梁 形變檢測裝置，要求激光入射到靶標時的入射角在小于90。±10。的范圍內， 條件較為苛刻；另外，由于固定在橋梁上的靶標的直徑固定，并且通常較小， 所以可見準直激光入射到該靶標上時瞄準困難。另一種國外橋梁形變檢測裝置的工作原理為采用步進脈內調頻的微波 脈沖對橋梁整體或局部進行照射，同時接收回波，對于橋梁的某一處，如果 該處未發生形變，則通過接收回波得到的微波發射裝置距離橋梁該處的距離 都是相同的，如果該處發生了形變，則通過接收回波得到的微波發生裝置距 離橋梁上該處的距離發生變化，通過計算這種微波發生裝置與橋梁上該處的 距離差即可獲得橋梁該處的形變。這種橋梁檢測裝置實質上測量的是微波發 生裝置與橋梁上被測點之間的距離，這樣就要求該微波發生裝置位于被測點 的正下方，如果偏離正下方，則會造成測量誤差。實用新型內容本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種橋梁形變檢測 裝置，降低對橋梁形變檢測裝置現場使用條件的要求。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種橋梁形變檢測裝置，包括 設置在橋梁上的用于發出光的發光靶標，還包括從其出瞳處接收所述光的望 遠鏡系統、將所述望遠鏡系統發出的光進行反射的反射鏡、將所述反射鏡反 射之后的光進行分光的分光鏡、接收從所述分光鏡分出的一路光的第一柱面 鏡組、接收從所述分光鏡分出的另一路光的第二柱面鏡組、接收從第一柱面 鏡組發出的光信號的第一電荷耦合器件和接收從第二柱面鏡組發出的光信號的第二電荷耦合器件；所述第一柱面鏡組和第二柱面鏡組分別包括兩個共焦的柱面鏡。其中，第一電荷耦合器件和第二電荷耦合器件均與用于接收所述第一電 荷耦合器件和第二電荷耦合器件發送過來的數據的接口模塊電連接，所述接 口模塊與用于將所述接口模塊接收的數據進行處理以獲得橋梁形變量的數據 處理模塊電連接。第一柱面鏡組或第二柱面鏡組中的兩個柱面鏡的曲率半徑之和小于所述 望遠鏡系統出瞳的距離。第一電荷耦合器件和第二電荷耦合器件均為線陣電荷耦合器件。 第一柱面鏡組中的兩個柱面鏡均為平凸柱面鏡。 第二柱面鏡組中的兩個柱面鏡均為平凸柱面鏡。 望遠鏡系統為機械式經煒儀或電子系列經煒儀。本實用新型提供的橋梁形變檢測裝置，可以取得如下的技術效果 (1)通過在橋梁上設置發光靶標，由靶標主動發光，無需瞄準，克服了 現有技術中對橋梁檢測裝置瞄準困難的問題。(2 )通過望遠鏡系統以及一反射鏡將靶標發生的位移放大，使得橋梁發 生的微小形變更容易被檢測到。(3)采用兩組軸線相互垂直的柱面鏡將耙標發生的位移分解為兩個 相互垂直方向上的位移，采用線陣電荷耦合器件采樣光信號，實現了用線 陣電荷耦合器件采樣斜向位移，降低了成本，提高了采樣頻率。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1所示為本實用新型橋梁形變檢測裝置實施例一結構示意圖； 圖2所示為本實用新型橋梁形變檢測裝置實施例二結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示為本實用新型橋梁形變檢測裝置實施例一結構示意圖，該裝 置具體包括發光靶標101;望遠鏡系統102,從發光靶標101發出的光從 望遠鏡系統102的出瞳處入射；反射鏡112,將從望遠鏡系統102出射的光 反射；分光鏡103，從反射鏡112反射出的光經過分光鏡103之后分成兩路； 其中一路光線經過第一柱面鏡104和第二柱面鏡105之后入射到第一電荷耦 合器件(Charge Coupled Device,簡稱CCD) 106上，另一路光線經過第三 柱面鏡107和第四柱面鏡108之后入射到第二電荷耦合器件109上，第一柱 面鏡104和第二柱面鏡105共焦，第三柱面鏡107和第四柱面鏡108共焦， 第一柱面鏡104和第二柱面鏡105的軸線(即柱面鏡的母線)方向相同，第 三柱面鏡107和第四柱面鏡108的軸線方向相同，第一柱面鏡104與第二柱 面鏡105的軸線方向與第三柱面鏡107和第四柱面鏡108的軸線方向相互垂 直。第一柱面鏡104和第二柱面鏡105的曲率半徑之和小于望遠鏡系統102 的出瞳的距離。第三柱面鏡107和第四柱面鏡108的曲率半徑之和也小于望 遠鏡系統102的出瞳的距離。第一柱面鏡104、第二柱面鏡105、第三柱面鏡 107以及第四柱面鏡108都可以是平凸柱面鏡。本實施例一具體工作原理為在橋梁的關鍵點處附加發光靶標，當橋梁在載荷的作用下發生了微小形 變時，梁體上的發光靶標就會發生微小位移，靶標發出的光線也發生變化。 將靶標發出的光從望遠鏡系統的出瞳處入射，由于正常的望遠鏡系統是將接 收到的遠處的物體發出的光從出瞳處由人眼接收，本實用新型中將望遠鏡系 統的焦距對準，使得耙標成像在望遠鏡系統的出瞳處，可以使靶標的像得到放大。從望遠鏡系統出射的光經過一反射鏡后，入射到分光棱鏡，最后CCD 接收，靶標成的像再次被放大。根據光杠桿的原理，反射鏡與分光棱鏡的距 離越大，靶標成的像被放大的倍數越大。反射鏡與分光棱鏡的距離應當設置 在小于望遠鏡系統的放大倍數與望遠鏡系統出瞳距離的乘積的范圍內，如果 超出此范圍，光斑過于發散、成像質量過差。其中，望遠鏡系統可以是機械 式經綷儀或者電子經絆儀。從望遠鏡系統出射的光被反射鏡反射后經過一分光棱鏡，將光束分成兩 路，其中 一路光線經過第 一柱面鏡和第二柱面鏡之后入射到第 一 電荷耦合器 件上，另一路光線經過第三柱面鏡和第四柱面鏡之后入射到第二電荷耦合器 件上，根據柱面鏡成像的原理，經過第一柱面鏡和第二柱面鏡所成的像反映 靶標平行于第一柱面鏡軸線方向的位移，經過第三柱面鏡和第四柱面鏡所成 的像反映靶標平行于第三柱面鏡軸線方向的位移，這樣就將靶標的微小位移 分解為兩個相互垂直方向上的位移。由于橋梁發生形變時引起靶標發生的位 移通常是斜向位移，通過本實用新型所述的裝置，采用軸線方向相互垂直的 兩組(第一柱面鏡和第二柱面鏡歸為一組，第三柱面鏡和第四柱面鏡歸為一 組)柱面鏡，實現了將斜向位移分解為兩個相互垂直方向上的位移。經過這 兩組柱面鏡的光線可以用線陣CCD接收。通常線陣CCD采樣頻率比面陣CCD 高，線陣CCD采樣頻率可以達到500赫茲以上，而面陣CCD^f義能達到IOO赫 茲，如果要得到采樣頻率能與線陣CCD相當的面陣CCD，則價格十分昂貴， 通過本實施例所示的裝置可以降低橋梁形變檢測裝置的成本。如圖2所示為本實用新型橋梁形變檢測裝置實施例二結構示意圖，實施 例二與實施例一的區別在于，實施例二還包括一接口模塊110以及數據處理裝置111,該接口模塊110用于接收從第一電荷耦合器件和第二電荷耦合器 件發送過來的數據，并將該數據傳送到數據處理模塊lll,數據處理模塊lll 對這些數據進行處理之后就可以計算出橋梁發生的微小形變。數據處理模塊 可以為計算機。本實用新型提供的橋梁形變檢測裝置，可以取得如下幾個方面的效果(1)通過在橋梁上設置發光靶標，由靶標主動發光，無需瞄準，克服了 現有技術中對橋梁檢測裝置瞄準困難的問題。(2 )通過望遠鏡系統以及一反射鏡將靶標發生的位移放大，使得橋梁發 生的微小形變更容易被檢測到。(3 )采用兩組軸線相互垂直的柱面鏡將靶標發生的位移分解為兩個相互 垂直方向上的位移，采用線陣CCD采樣光信號，實現了用線陣CCD采樣斜向 位移，降低了成本，提高了采樣頻率。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限 制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術 人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不 脫離本實用新型技術方案的精神和范圍。
權利要求1、一種橋梁形變檢測裝置，其特征在于，包括設置在橋梁上的用于發出光的發光靶標，還包括從其出瞳處接收所述光的望遠鏡系統、將所述望遠鏡系統發出的光進行反射的反射鏡、將所述反射鏡反射之后的光進行分光的分光鏡、接收從所述分光鏡分出的一路光的第一柱面鏡組、接收從所述分光鏡分出的另一路光的第二柱面鏡組、接收從第一柱面鏡組發出的光信號的第一電荷耦合器件和接收從第二柱面鏡組發出的光信號的第二電荷耦合器件；所述第一柱面鏡組和第二柱面鏡組分別包括兩個共焦的柱面鏡。
2、 根據權利要求l所述的橋梁形變檢測裝置，其特征在于，所述第一電荷耦合器件和第二電荷耦合器件均與用于接收所述第一電荷耦合器件和第二電荷耦合器件發送過來的數據的接口模塊電連接，所述接口模塊與用于將所 述接口模塊接收的數據進行處理以獲得橋梁形變量的數據處理模塊電連接。
3、 根據權利要求1或2所述的橋梁形變檢測裝置，其特征在于，所述第 一柱面鏡組或第二柱面鏡組中的兩個柱面鏡的曲率半徑之和小于所述望遠鏡 系統出瞳的3巨離。
4、 根據權利要求1或2所述的橋梁形變檢測裝置，其特征在于，所述第 一電荷耦合器件和第二電荷耦合器件均為線陣電荷耦合器件。
5、 根據權利要求1或2所述的橋梁形變檢測裝置，其特征在于，所述第 一柱面鏡組中的兩個柱面鏡均為平凸柱面鏡。
6、 根據權利要求5所述的橋梁形變檢測裝置，其特征在于，所述第二柱 面鏡組中的兩個柱面鏡均為平凸柱面鏡。
7、 根據權利要求1或2所述的橋梁形變檢測裝置，其特征在于，所述望 遠鏡系統為機械式經綿儀或電子系列經緯儀。
專利摘要本實用新型涉及一種橋梁形變檢測裝置，包括設置在橋梁上的用于發出光的發光靶標，還包括從其出瞳處接收所述光的望遠鏡系統、將望遠鏡系統發出的光進行反射的反射鏡、將所述反射鏡反射之后的光進行分光的分光鏡、接收從分光鏡分出的一路光的第一柱面鏡組、接收從分光鏡分出的另一路光的第二柱面鏡組、接收從第一柱面鏡組發出的光信號的第一電荷耦合器件和接收從第二柱面鏡組發出的光信號的第二電荷耦合器件。本實用新型克服了現有技術瞄準困難的問題，采用兩組軸線相互垂直的柱面鏡將靶標發生的位移分解為兩個相互垂直方向上的位移，實現了用線陣電荷耦合器件采樣斜向位移，降低了成本，提高了采樣頻率。
文檔編號G01B9/06GK201173770SQ20082007971
公開日2008年12月31日 申請日期2008年4月1日 優先權日2008年4月1日
發明者王洪烈 申請人:北京光電技術研究所