專(zhuān)利名稱(chēng)：非接觸遠(yuǎn)距離目標(biāo)位移自動(dòng)測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量隧道圍巖、山體危巖、危險(xiǎn)建筑物等目標(biāo)位移的儀器，尤其是一種能夠在遠(yuǎn)離目標(biāo)處自動(dòng)地進(jìn)行測(cè)量的非接觸遠(yuǎn)距離目標(biāo)位移自動(dòng)測(cè)量?jī)x。
對(duì)隧道施工中的圍巖、山體危巖以及危險(xiǎn)建筑物等不易接近的目標(biāo)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量，找出它們的變化狀況，推斷它們未來(lái)的變化趨勢(shì)，特別是在緩變到突變之前進(jìn)行預(yù)報(bào)，從而避免災(zāi)難的發(fā)生是十分必要的。目前進(jìn)行這類(lèi)測(cè)量采用的是經(jīng)緯儀，即在望遠(yuǎn)鏡上安裝測(cè)量目標(biāo)的經(jīng)、緯度的刻度盤(pán)，測(cè)量時(shí)用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)，由測(cè)量工定時(shí)觀(guān)察記錄刻度盤(pán)上測(cè)點(diǎn)的位移變化，使用這種儀器，測(cè)量工每次觀(guān)察時(shí)都需重新校對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)，很費(fèi)時(shí)，由于測(cè)量過(guò)程中是人工讀數(shù)，操作麻煩，讀數(shù)誤差較大，勞動(dòng)強(qiáng)度也大。目前還沒(méi)有能夠自動(dòng)測(cè)量目標(biāo)位移的儀器。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化、勞動(dòng)強(qiáng)度小、精度高并能針對(duì)預(yù)先設(shè)定的危險(xiǎn)位移閥值予以報(bào)警的非接觸遠(yuǎn)距離目標(biāo)位移自動(dòng)測(cè)量?jī)x。
本實(shí)用新型是通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)的提供一種非接觸遠(yuǎn)距離目標(biāo)位移自動(dòng)測(cè)量?jī)x，它由目標(biāo)燈、望遠(yuǎn)鏡、電荷耦合器件、支撐座和微型電子計(jì)算機(jī)組成，目標(biāo)燈安置在預(yù)測(cè)目標(biāo)處，電荷耦合器件用空心螺紋接頭與望遠(yuǎn)鏡的成象端連接，望遠(yuǎn)鏡安裝在支撐座上，電荷耦合器件的輸出端與微型電子計(jì)算機(jī)的輸入端用電纜連接。
采用上述方案，測(cè)量時(shí)電荷耦合器件通過(guò)望遠(yuǎn)鏡對(duì)測(cè)點(diǎn)目標(biāo)燈自動(dòng)進(jìn)行攝象，并把圖象自動(dòng)傳輸?shù)轿⑿碗娮佑?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)目標(biāo)燈的中心位置進(jìn)行記錄，并與上一時(shí)刻的記錄結(jié)果進(jìn)行比較，得出中心位置的變化量，這樣就可以知道目標(biāo)位置相對(duì)于時(shí)間的位移變化。由于預(yù)先在微型計(jì)算機(jī)上設(shè)置危險(xiǎn)位移閥值，一旦測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)危險(xiǎn)值，微型計(jì)算機(jī)即鳴笛報(bào)警。因此其測(cè)量過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，不需人工進(jìn)行繁雜的操作，勞動(dòng)強(qiáng)度低，同時(shí)因不用人工讀數(shù)，消除了人工讀數(shù)造成的誤差，測(cè)量精度高。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型儀器的總體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為支撐座的正視圖。
圖3為支撐座的俯視圖。
圖4為望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示，目標(biāo)燈1安置在欲測(cè)目標(biāo)處，電荷耦合器件4與望遠(yuǎn)鏡2的成象端通過(guò)空心螺紋接頭3連接在一起，電荷耦合器件4的輸出端用視頻電纜5與微型電子計(jì)算機(jī)6的輸入端連接，望遠(yuǎn)鏡2安裝在支撐座7上。
如圖2、圖3所示，支撐座7由頂板11、上支板9、垂直板15和15′、水平軸14以及與底座21固定在一起的垂直軸20組成。水平軸14安裝在垂直軸20的臺(tái)階上，垂直軸20的頂部高出水平軸14的頂部2毫米，在垂直軸20的頂部用螺釘12將蓋板13和垂直軸20固定在一起，蓋板13可以防止水平軸14從垂直軸20上滑脫。在垂直軸的套接部位開(kāi)有凹槽24，水平軸14上相對(duì)于凹槽24的部位對(duì)稱(chēng)地設(shè)置兩個(gè)螺孔16，從螺孔16中把螺釘19擰入凹槽24中，可使水平軸14相對(duì)于垂直軸20固定不動(dòng)，松開(kāi)螺釘19，水平軸14可繞垂直軸20轉(zhuǎn)動(dòng)0-360°。水平軸14兩端具有垂直板15和15′，垂直板15、15′上有軸孔22與水平軸14套接在一起。水平軸14的套接部位有凹槽23，垂直板15和15′上相對(duì)于凹槽23的部位對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有兩個(gè)螺孔18，通過(guò)螺孔18將螺釘17擰入凹槽23中可使垂直板15和15′相對(duì)于水平軸14固定不動(dòng)，松開(kāi)螺釘17，垂直板可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)±40°。垂直板之上為上支板9，二者用螺釘8固定在一起。上支板9之上為頂板11，它用螺釘10與上支板9固定在一起。頂板11上開(kāi)有槽25和26。如圖4所示，望遠(yuǎn)鏡2底部的凸塊27和28分別插入槽25和26中，凸塊27底部有螺桿29，在螺桿29上用螺母把頂板11和望遠(yuǎn)鏡2固定在一起。安裝在支撐座7上的望遠(yuǎn)鏡2可繞垂直軸20轉(zhuǎn)動(dòng)0-360°，可繞水平軸14轉(zhuǎn)動(dòng)±40°，測(cè)量時(shí)按需要調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡使其瞄準(zhǔn)目標(biāo)燈。
目標(biāo)燈1與望遠(yuǎn)鏡2之間的距離可為30-50米，為了保證能在30-50米的距離內(nèi)看清目標(biāo)，所用望遠(yuǎn)鏡2的焦距為1米，焦距為0.7-1.1米的望遠(yuǎn)鏡均能滿(mǎn)足測(cè)量要求。電荷耦合器件4借助于望遠(yuǎn)鏡2對(duì)遠(yuǎn)處的目標(biāo)燈1進(jìn)行攝象，為了測(cè)量目標(biāo)在整個(gè)法向平面內(nèi)的移動(dòng)，選用的電荷耦合器件4的面陣為750×650點(diǎn)陣，面陣為750×650-1024×768點(diǎn)陣的電荷耦合器件均能滿(mǎn)足測(cè)量要求。該儀器的測(cè)量范圍為300毫米×330毫米，測(cè)量精度為±2毫米。
本實(shí)用新型的測(cè)量原理是測(cè)量時(shí)，望遠(yuǎn)鏡2瞄準(zhǔn)目標(biāo)燈1，電荷耦合器件4通過(guò)望遠(yuǎn)鏡2對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攝象，每秒鐘10幀圖象，并把這些圖象信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)通過(guò)視頻電纜5輸送到微型電子計(jì)算機(jī)6，計(jì)算機(jī)6對(duì)這些電信號(hào)進(jìn)行處理，得出目標(biāo)燈1的中心位置(X、Y)，并進(jìn)行記錄，同時(shí)與上一幀圖象進(jìn)行比較，得出其中心位置的變化量(ΔX、ΔY)，這樣便可以繪制出目標(biāo)位置隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，按照目標(biāo)位移狀況還可以推斷出其動(dòng)態(tài)變化狀況。整個(gè)測(cè)量過(guò)程都是自動(dòng)進(jìn)行，測(cè)量者只需適時(shí)提取數(shù)據(jù)即可。而且根據(jù)被測(cè)巖層性質(zhì)，預(yù)先賦予微型計(jì)算機(jī)6危險(xiǎn)位移閥值，一旦測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)該值，計(jì)算機(jī)6即鳴響報(bào)警，向測(cè)量者發(fā)出警報(bào)，以便采取預(yù)防措施。
權(quán)利要求1.一種非接觸遠(yuǎn)距離目標(biāo)位移自動(dòng)測(cè)量?jī)x，它由目標(biāo)燈(1)，望遠(yuǎn)鏡(2)、支撐座(7)組成，目標(biāo)燈(1)安置在欲測(cè)目標(biāo)處，望遠(yuǎn)鏡(2)安裝在支撐座(7)上，其特征在于它還包括電荷耦合器件(4)和微型電子計(jì)算機(jī)(6)，電荷耦合器件(4)用空心螺紋接頭(3)與望遠(yuǎn)望(2)的成像端連接，電荷耦合器件(4)的輸出端與微型電子計(jì)算機(jī)(6)的輸入端用電纜(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸遠(yuǎn)距離目標(biāo)位移自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于電荷耦合器件(4)的面陣為750×650-1024×768點(diǎn)陣，望遠(yuǎn)鏡(2)的焦距為0.7-1.1米。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種非接觸遠(yuǎn)距離目標(biāo)位移自動(dòng)測(cè)量?jī)x,它由目標(biāo)燈(1)、望遠(yuǎn)鏡(2)、電荷耦合器件(4)、支撐座(7)和微型電子計(jì)算機(jī)(6)組成,目標(biāo)燈(1)安置在欲測(cè)目標(biāo)處,電荷耦合器件(4)安裝在望遠(yuǎn)鏡(2)的成像端,望遠(yuǎn)鏡(2)安裝在支撐座(7)上,電荷耦合器件(4)的輸出端與微型電子計(jì)算機(jī)(6)的輸入端用電纜(5)連接。該儀器可以在遠(yuǎn)離目標(biāo)30—50米的范圍內(nèi)自動(dòng)測(cè)量目標(biāo)位置隨時(shí)間的變化量,不需人工進(jìn)行繁雜的操作,勞動(dòng)強(qiáng)度低、精度高。
文檔編號(hào)G01B11/04GK2398612SQ99241578
公開(kāi)日2000年9月27日 申請(qǐng)日期1999年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月18日
發(fā)明者代福仲, 李正前, 石勝偉 申請(qǐng)人:地質(zhì)礦產(chǎn)部探礦工藝研究所