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基本信息
- 作品名稱：
- 裂縫三向變形激光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
作品應(yīng)用激光打靶機(jī)的理論與方法，在機(jī)械式裂縫三向變形測(cè)量?jī)x的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新，立足于西安地裂縫的工程實(shí)際，突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，自行設(shè)計(jì)與制作電路，將現(xiàn)有的激光測(cè)距儀技術(shù)與光電技術(shù)結(jié)合，不僅實(shí)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。
- 詳細(xì)介紹：
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(duì)裂縫的三向變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害變形監(jiān)測(cè)與預(yù)警，以及土木工程不均勻變形等不良工程問(wèn)題安全評(píng)估具有重大意義。裂縫三向變形激光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于三向變形測(cè)量的原理與方法，應(yīng)用激光技術(shù)，無(wú)線傳輸技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了裂縫在同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三個(gè)方向位移的同步監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)的同步輸出，以及分級(jí)預(yù)警，具有很大的工程實(shí)用價(jià)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(jì)數(shù)、取樣、顯示等部分組成。激光測(cè)距儀工作過(guò)程如下:接通電源,接到測(cè)距選通工作信號(hào)時(shí),產(chǎn)品進(jìn)入選通工作狀態(tài),對(duì)選通電位器的值進(jìn)行處理,使顯示器顯示相應(yīng)的選通距離數(shù)值,完成測(cè)試距離的選擇;當(dāng)按下測(cè)距按鍵時(shí)，產(chǎn)品進(jìn)入測(cè)距工作狀態(tài),首先令充電電源進(jìn)行DC/DC變換,待幾組電壓建立后,發(fā)出復(fù)位信號(hào),對(duì)計(jì)數(shù)電路進(jìn)行復(fù)位及實(shí)現(xiàn)接收放大電路的增益控制,同時(shí)觸發(fā)激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出脈沖激光。由取樣電路對(duì)發(fā)射激光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,作為控制電路測(cè)距計(jì)數(shù)的開(kāi)門(mén)信號(hào),這時(shí)計(jì)數(shù)電路開(kāi)始計(jì)數(shù)。射到目標(biāo)反射回來(lái)的激光會(huì)聚于雪崩光電二極管光敏面上,進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及放大處理,輸給控制電路作為測(cè)程計(jì)數(shù)的關(guān)門(mén)信號(hào),計(jì)數(shù)電路停止計(jì)數(shù),距離的測(cè)量結(jié)果由顯示器直接顯示出來(lái)。
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(hào)而將其變換為電氣信號(hào)。。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(guò)程利用我們自行研發(fā)的“地裂縫變形監(jiān)測(cè)軟件”進(jìn)行處理，將三個(gè)方向的位移變化直觀的利用運(yùn)動(dòng)路徑展示出來(lái)。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了一點(diǎn)三個(gè)方向位移變化的同步輸出，達(dá)到了我們預(yù)期的效果。軟件操作簡(jiǎn)單，界面友好，便于操作。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)說(shuō)明：
1.激光發(fā)射器:激光發(fā)射器采用MYZOX發(fā)射器。用來(lái)作為整個(gè)系統(tǒng)的激光發(fā)射器;
2.水準(zhǔn)泡：用來(lái)調(diào)節(jié)激光發(fā)射器的平衡;
3.顯示器：顯示測(cè)距儀測(cè)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(kāi)關(guān)，測(cè)量開(kāi)關(guān)等控制開(kāi)關(guān);
5.激光：激光發(fā)射器發(fā)出的激光，其波長(zhǎng)在650nn左右，用來(lái)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(lái)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(kāi)發(fā)的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。- 獲獎(jiǎng)情況：
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
本作品于2011年4月獲長(zhǎng)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(jìng)賽特等獎(jiǎng)；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(jiǎng)。
