本發(fā)明屬于激光監(jiān)測位移技術領域，尤其涉及一種利用激光監(jiān)測土木工程室內(nèi)模型位移的裝置。

背景技術：

多年以來，土木工程室內(nèi)模型試驗通常是通過百分表等接觸式儀表來監(jiān)測模型在加載情況下的位移或變形。

由于水平支擋結(jié)構(gòu)等小型且對外力敏感的結(jié)構(gòu)模型，接觸式儀表其在監(jiān)測模型位移和變形的過程中要對模型監(jiān)測點有一定的作用力，從而導致被監(jiān)測模型的位移和變形因受外力左右而使測試結(jié)果不準確。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用激光監(jiān)測土木工程室內(nèi)模型位移的裝置，旨在解決土木工程室內(nèi)模型變形和位移存在干擾，使得測試結(jié)果不準確的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種利用激光監(jiān)測土木工程室內(nèi)模型位移的裝置包括：支撐架，所述支撐架，所述支撐架包括：底座，支柱為圓形鋼管；激光固定滑塊，為長鋼條，尾端與固定鋼環(huán)焊接。

定位標尺，定位標尺為高度350mm的角鋼焊接成尺架，通過將松緊螺釘將鋼尺固定于尺架上。定位標尺通過確定第一激光點位置來確定接收器的位置。

透明玻璃箱，結(jié)構(gòu)模型和荷載的載體。

激光發(fā)射器，發(fā)射激光透過玻璃箱。

激光接收器，接收透過玻璃箱的激光束。

開關及信號指示器，為包括開關、指示燈、鳴響器的集成電路板，負責控制激光射線的發(fā)射及其指示玻璃箱內(nèi)測試模型位移是否超限的作用。

進一步，本發(fā)明的激光監(jiān)測位移裝置，其特征在于，所述的激光固定滑塊外圓直徑為63mm,內(nèi)圓直徑與支柱相同，為450mm。

進一步，本發(fā)明的激光監(jiān)測位移裝置，其特征在于，所述支撐架有兩個，每一個支撐架包含兩個激光固定滑塊。

進一步，本發(fā)明的支撐架的固定滑塊可以上下滑動來調(diào)節(jié)激光點的高度。

進一步，本發(fā)明的定位標尺可以將激光發(fā)射器發(fā)射的激光射線位置定位于要求監(jiān)測的模型位移限定值處，并使激光接收器可以順利接收到激光射線。

進一步，本發(fā)明的透明玻璃箱，可保證激光射線的順利通過。

進一步，本發(fā)明的開關及信號指示器可以控制激光發(fā)射器的發(fā)射和關閉，并通過指示燈和SPEAKER喇叭來提示被監(jiān)測模型位移是夠超限。

本發(fā)明提供的利用激光監(jiān)測土木工程室內(nèi)模型位移的裝置，采用激光監(jiān)測土木工程室內(nèi)模型位移裝置，在測量過程不與被監(jiān)測模型發(fā)生物理接觸，可無干擾地監(jiān)測模型的變形和位移，保證測試結(jié)果的準確性；

本發(fā)明的激光監(jiān)測位移裝置采用了激光發(fā)射接收的技術，通過指示器來判定結(jié)構(gòu)物的位移偏量是否超過限定值，因而可以簡單而直觀地得到測試結(jié)果；本發(fā)明的激光監(jiān)測位移裝置采用透明玻璃箱監(jiān)測模型位移，激光射線通過玻璃箱可以無接觸式地監(jiān)測模型在荷載作用下的變形，監(jiān)測過程對被監(jiān)測模型無任何接觸和干擾，測量結(jié)果更為準確客觀；

本發(fā)明的激光監(jiān)測位移裝置構(gòu)造、操作簡單，不用增加其他操作步驟，通過激光射線的方式無干擾地監(jiān)測土木工程室內(nèi)模型加載過程中變形是否超限的問題，可以快速、直觀對被測試模型的變形進行監(jiān)測，且對被測試模型的變形過程無任何額外擾動，確保測試結(jié)果的準確性。本發(fā)明在四川省第二屆大學生結(jié)果設計競賽巖土工程組的模型變形監(jiān)測中被采用，并準確監(jiān)測出各組參賽選手的模型變形狀況，保證了大賽的順利舉辦。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的利用激光監(jiān)測土木工程室內(nèi)模型位移的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例提供的支撐架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例提供的電路板的電路連接示意圖。

圖中：1、激光發(fā)射器；2、激光接收器；3、透明玻璃箱；4、支撐架；4-1、底座；4-2、刻度線；4-3、松緊螺釘；4-4、激光固定滑槽；4-5、固定鋼環(huán)；4-6、圓形鋼管；4-7、激光器固定滑塊。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細的描述。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例的利用激光監(jiān)測土木工程室內(nèi)模型位移的裝置由激光發(fā)射器1、激光接收器2、透明玻璃箱3、支撐架4和定位標尺組成。

激光發(fā)射器1和激光接收器2通過螺母將固定其在激光器固定滑塊4-7上，透明玻璃箱3設置在兩個支撐架4之間，激光器固定滑塊4-7通過松緊螺釘4-3固定在圓形鋼管4-6上，固定鋼環(huán)4-5焊接在激光器固定滑塊4-7的末端，激光器固定滑塊4-7設置有激光發(fā)射器1和激光接收器2滑行的激光固定滑槽4-4，圓形鋼管4-6固定在支撐架4的底座4-1上，支撐架4上設置有刻度線4-2；定位標尺通過松緊螺釘4-3固定在支撐架4上。

所述支撐架1包括：底座4-1，其尺寸為300mm*200mm；支柱為圓形鋼管4-6其尺寸為高350mm、外徑45mm、內(nèi)徑37mm；激光 器(發(fā)射端為激光發(fā)射器，接收端為激光接收器)固定滑塊(兩個)，上下粘貼35mm長鋼條，中部為14mm寬滑槽；尾端與外徑為63mm、內(nèi)徑為45mm的固定鋼環(huán)焊接，固定滑塊通過松緊螺釘可上下移動至指定高度并進行固定，其中松緊螺釘為直徑10mm的內(nèi)六角圓柱頭螺釘。

定位標尺，定位標尺為高度350mm的∟30*3等邊角鋼焊接成尺架，通過將松緊螺釘將鋼尺固定于尺架上，其中螺釘為至今6mm的內(nèi)六角圓柱頭螺釘。定位標尺通過確定第一激光點位置來確定接收器的位置。

透明玻璃箱3，為300mm*300mm*300mm的透明玻璃箱，透明玻璃箱3上有水平和垂直刻度線，可對被監(jiān)測模型進行定位放置，對模型加載高度進行辨識。

激光發(fā)射器1(兩個)，發(fā)射激光射線透過玻璃箱，通過兩側(cè)螺母將固定其在固定滑塊上。

激光接收器2(兩個)，接收透過玻璃箱的激光射線，通過兩側(cè)螺母將固定其在固定滑塊上。

開關及信號指示器，控制激光的發(fā)射及其指示作用。

本發(fā)明的工作原理：

并將兩支撐架固定滑塊調(diào)整至保持平行，一端支撐架將激光發(fā)射器固定，另一端將激光接收器固定。將被測試模型放入透明玻璃箱，根據(jù)被測試模型變形要求調(diào)整激光發(fā)射器位置，打開開關及指示器，激光發(fā)射器發(fā)出激光射線，如接收器未能接收到激光束，信號指示器 上指示燈亮起，喇叭發(fā)出鳴響；通過定位標尺將激光接受器調(diào)整至能接收到激光射線位置，信號指示器上指示燈不亮，喇叭不響，此時激光射線位于被測試模型的位移限值處；保持指示器顯示穩(wěn)定信號，對結(jié)構(gòu)模型進行加載，在施加荷載的過程中，如果指示器燈亮起，并發(fā)出鳴響，則被測試模型位移超出限定值，如加到指定荷載，裝置沒有發(fā)出信號，則結(jié)構(gòu)模型通過加載。

電路板具體工作方式：

如圖3所示，J1端由電源適配器提供12V直流電VCC_12V_IN，并通過開關S1進行電路開關控制。當S1閉合，電路處于工作狀態(tài)，此時電源指示燈D0亮起，同時，激光發(fā)射端P2、P3和接收端P1、P4以及由于LM358-NSC運算放大器構(gòu)成的聲光指示電路處于工作狀態(tài)。在由運算放大器LM358-NSC、二極管D1及蜂鳴器LS1SPEAKER構(gòu)成的一組聲光指示電路中，輸入端VCC_12V端電源接入12V，通過電阻R4、R5分壓，使得LM358-NSC的2端電壓恒為6V，當接收端P1接收到激光發(fā)射端P2發(fā)出的信號時，將在P1的IN1端產(chǎn)生一個12V的高電平，此時運算放大器LM358-NSC的正向輸入為12V高電壓，LM358-NSC經(jīng)過比較電壓，發(fā)現(xiàn)V3>V2(正向輸入大于負向輸入)，則在其1端(輸出端)輸出一個高電壓(12V)，此時D1和SPEAKER兩端電壓均為12V，無電流通過，電路不工作，D1指示燈不亮起，SPEAKER喇叭不發(fā)出鳴響。

反之，當P1不能接受到激光信號時，其INI端產(chǎn)生一個低電壓，此時LM358-NSC通過電壓比較后，在其1端輸出一個比較低的電壓 (<12V)，此時D1和SPEAKER兩端存在電勢差，有電流通過，電路工作，D1指示燈亮起，SPEAKER喇叭發(fā)出鳴響。同理，在以P3、P4作為激光發(fā)射端與接收端，由運算放大器LM358-NSC、二極管D2及蜂鳴器LS2SPEAKER構(gòu)成的另一組聲光指示電路中，其工作原理相同。

使用本發(fā)明激光測位移裝置的作用，通過對學生自行設計的擋土墻一類結(jié)構(gòu)物進行實際加載來客觀的發(fā)現(xiàn)和證實理論知識。增加了學生對主觀知識的客觀理解性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。