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作品應(yīng)用激光打靶機的理論與方法，在機械式裂縫三向變形測量儀的基礎(chǔ)上進行改進、創(chuàng)新，立足于西安地裂縫的工程實際，突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，自行設(shè)計與制作電路，將現(xiàn)有的激光測距儀技術(shù)與光電技術(shù)結(jié)合，不僅實現(xiàn)了傳統(tǒng)技術(shù)與前沿技術(shù)的整合，而且在一定程度上完成了光電學(xué)與地質(zhì)學(xué)跨學(xué)科的技術(shù)突破。

地裂縫等的地質(zhì)災(zāi)害三向變形，公路橋梁以及水利水電工程的各種裂縫變形具有一定的多維變形特征，因此，針對裂縫的三向變形監(jiān)測系統(tǒng)的研究對于地質(zhì)災(zāi)害變形監(jiān)測與預(yù)警，以及土木工程不均勻變形等不良工程問題安全評估具有重大意義。裂縫三向變形激光監(jiān)測系統(tǒng)基于三向變形測量的原理與方法，應(yīng)用激光技術(shù)，無線傳輸技術(shù)等實現(xiàn)了裂縫在同一監(jiān)測點的三個方向位移的同步監(jiān)測、數(shù)據(jù)的同步輸出，以及分級預(yù)警，具有很大的工程實用價值。
一、作品結(jié)構(gòu)原理：
1. 激光發(fā)射器結(jié)構(gòu)及原理
激光發(fā)射器主要由控制電源、激光器、光學(xué)系統(tǒng)、放大電路、控制邏輯計數(shù)、取樣、顯示等部分組成。激光測距儀工作過程如下:接通電源,接到測距選通工作信號時,產(chǎn)品進入選通工作狀態(tài),對選通電位器的值進行處理,使顯示器顯示相應(yīng)的選通距離數(shù)值,完成測試距離的選擇;當(dāng)按下測距按鍵時，產(chǎn)品進入測距工作狀態(tài),首先令充電電源進行DC/DC變換,待幾組電壓建立后,發(fā)出復(fù)位信號,對計數(shù)電路進行復(fù)位及實現(xiàn)接收放大電路的增益控制,同時觸發(fā)激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出脈沖激光。由取樣電路對發(fā)射激光進行光電轉(zhuǎn)換,作為控制電路測距計數(shù)的開門信號,這時計數(shù)電路開始計數(shù)。射到目標反射回來的激光會聚于雪崩光電二極管光敏面上,進行光電轉(zhuǎn)換及放大處理,輸給控制電路作為測程計數(shù)的關(guān)門信號,計數(shù)電路停止計數(shù),距離的測量結(jié)果由顯示器直接顯示出來。
2.激光接收器結(jié)構(gòu)原理
激光感光板使用的是3DU5C光敏三極管，與USB接口，5v的電源共同構(gòu)成激光的接收面板。光敏三極管(光電三極管)接受光的信號而將其變換為電氣信號。。罐形封閉，激光感光板使用的是罐封閉型的三極管。
3.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)原理
數(shù)據(jù)處理過程利用我們自行研發(fā)的“地裂縫變形監(jiān)測軟件”進行處理，將三個方向的位移變化直觀的利用運動路徑展示出來。同時也實現(xiàn)了一點三個方向位移變化的同步輸出，達到了我們預(yù)期的效果。軟件操作簡單，界面友好，便于操作。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)說明：
1.激光發(fā)射器:激光發(fā)射器采用MYZOX發(fā)射器。用來作為整個系統(tǒng)的激光發(fā)射器;
2.水準泡：用來調(diào)節(jié)激光發(fā)射器的平衡;
3.顯示器：顯示測距儀測出的距離;
4.控制按鈕：激光發(fā)射器上的控制按鈕,包括電源開關(guān)，測量開關(guān)等控制開關(guān);
5.激光：激光發(fā)射器發(fā)出的激光，其波長在650nn左右，用來激發(fā)激光接收面板;
6.激光接收面板：接收由激光發(fā)射器射出的激光，得到感應(yīng)，用來顯示面板橫向與豎向的位移變化;
7.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：利用自行開發(fā)的軟件對數(shù)據(jù)進行處理。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
本作品于2011年4月獲長安大學(xué)第七屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎；于2011年6月獲第八屆西安高新“挑戰(zhàn)杯“陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品大賽一等獎。