專利名稱：一種用于測量建筑結構物位移的光電測量儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測量技術領域，特別涉及一種用于測量建筑結構物位移的光電測量儀。
背景技術：
隨著國民經濟的持續(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。為了確保施工質量，必須對工程施工進行檢驗。目前普遍使用的方法是在被測物上固定一個發(fā)光二級管標志靶，通過光電測量儀器把標志靶的發(fā)光點成像在光電測量儀器上，并轉換成電信號，然后通過計算機軟件的實時處理得到被測物豎直及水平兩維的位移、振動等參數。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)做光電轉換器與光學經緯儀機架組合而成，其特點是采樣速率高，缺點是靈敏度很低，測量現場需有交流電源，并且必須進行x、y兩維校正。而且由于CCD長度達幾十毫米，對于這樣大的視場，采用普通的用于目視觀測的光學經緯儀鏡頭畸變嚴重，測量誤差很大。另一類是采用面陣CCD模擬攝像頭做光電轉換器結合長焦距光學鏡頭構成，其特點是靈敏度高、誤差小，其缺點是采樣速率低(最高25HZ左右)，頻率響應差。而且由于模擬攝像機通?；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重，測得的數據誤差較大，而且這種動態(tài)失真特性很難用常規(guī)的靜態(tài)計量方法測量出來。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種采樣速率高，抗干擾能力強，測量誤差小，圖像質量高的測量建筑結構物位移的光電測量儀。
本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現的一種用于測量建筑結構物位移的光電測量儀，它是由高速面陣數字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)等五種光電轉換器件結合電子經緯儀構成。各種光電轉換器件分別安裝在電子經緯儀的望遠鏡的上部和下部，通過切換裝置結合為一體，可同時或部分接通工作。在望遠鏡的目鏡一側安裝一組反射鏡，在各光電轉換器件的同一側分別安裝一個濾光鏡。工作時，通過電子經緯儀的望遠鏡把固定在被測物上的發(fā)光二極管標志靶的發(fā)光點通過反射鏡和濾光鏡后，分別成像在五種光電傳感器上。標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。該變化通過數據傳輸線將電信號送到計算機，經計算機軟件的實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。既可同時使用幾種光電轉換器件對一個被測目標同步測量，也可根據不同的檢測對象，快速切換為用某種光電轉換器件進行測量。
本發(fā)明具有以下積極效果1、本發(fā)明的光電轉換器件中采用了高速而陣數字CMOS攝像頭，其采樣速率高達100幀/秒，對于像橋梁、大跨度結構物的動態(tài)特性曲線可以很好地描述，動態(tài)測量誤差小，并可進行撓度的測量。
2、由于采用了高速面陣數字CMOS攝像頭，隨使用時間和溫度變化而產生的漂移小。而且數字信號與模擬攝像機通?；谝粋€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，圖像穩(wěn)定。
3、本發(fā)明由于設置了多個光電轉換器件，既可同時使用幾種光電轉換器件對被測物同步測量，也可根據不同的檢測對象，快速切換用某種光電轉換器件進行測量。


圖1為光電測量儀的工作原理方框圖。
具體實施例方式
一種用于測量建筑結構物位移的光電測量儀，它將高速面陣數字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)分別安裝在電子經緯儀的望遠鏡的上部和下部，并通過切換裝置組合成一體。在望遠鏡的目鏡一側安裝一組反射鏡，在各光電轉換器件的同一側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)光二級管標志靶，將該光電測量儀架設在一穩(wěn)固不動的參考位置上，調整電子經緯儀的望遠鏡光學系統(tǒng)，瞄準發(fā)光二級管標志靶，并置于鏡頭里十字線中心。從望遠鏡射出的光線，經反射鏡組反射，再經濾光鏡后，分別成像在各光電轉換器件上。發(fā)光二級管標志靶隨被測物豎直及水平兩維的位移、振動，在光電轉換器件上反映為像素的變化。該變化通過數據傳輸線將電信號送到計算機，再經計算機軟件的實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。
權利要求
1.一種用于測量建筑結構物位移的光電測量儀，其特征在于它是由高速面陣數字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換器件結合電子經緯儀構成，各種光電轉換器件分別安裝在電子經緯儀的望遠鏡的上部和下部，通過切換裝置結合為一體，在望遠鏡的目鏡一側安裝一組反射鏡，在各光電轉換器件的同一側分別安裝一個濾光鏡。
2.根據權利要求1所述的一種用于測量建筑結構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換器件同時接通工作，也可使各種光電轉換器件部分接通工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及測量技術領域，用于測量建筑結構物的位移、振動等參數。它由高速面陣數字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)等五種光電轉換器件結合電子經緯儀構成。各種光電轉換器件通過切換裝置結合為一體，可同時或部分接通工作。用本發(fā)明測量建筑結構物位移，采樣速率高，建筑結構物的動態(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，圖像穩(wěn)定。既可同時使用幾種光電轉換器件對被測物同步測量，也可根據不同的檢測對象，快速切換用某種光電轉換器件進行測量。
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)先權日2006年3月3日
發(fā)明者陳勇 申請人:陳勇