一种门跨式裂缝发展自动化测量系统

摘要

本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种门跨式裂缝发展自动化测量系统，该系统包括固定模块将检测组件固定在裂缝两侧，使检测组件保持稳定；支撑模块对检测组件进行支撑承载；数据采集模块采集第一测距传感器与第二支撑罩垂直面板的距离数据和第二测距传感器与第二支撑罩斜面板的距离数据；分析模块对距离数据进行分析计算，得到裂缝在平行于水平方向上的扩张长度数据和垂直于水平方向的沉降深度数据，并根据扩张长度数据和沉降深度数据对裂缝的发展状态进行评估。通过将检测组件固定在裂缝两侧，支撑罩对测距传感器进行支撑，采集数据通过无线传输，最后对数据进行分析计算，实现了对裂缝的自动化测量，提高了对裂缝的发展状态的评估效率。

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种门跨式裂缝发展自动化测量系统。

背景技术

在现代建筑的建筑材料中，混凝土由于其具有较好的流动性、粘聚性、保水性、高强度和耐久性而得到广泛应用，但在温差、混合度不均匀、杂质等因素影响下，混凝土表面会产生裂缝，裂缝的存在将降低混凝土结构的承载力、安全性、防水性和耐久性等性能，因此需要对混凝土裂缝进行测量并确认裂缝的发展状态。

申请号为CN202111408848.4的专利文献公开的种裂缝测量装置，包括：数据采集部，数据采集部包括第一壳体和设置在第一壳体内的接触式图像传感器，第一壳体设置有测量区，接触式图像传感器通过测量区采集裂缝的宽度数据；数据传输线；控制部，控制部通过数据传输线与数据采集部信号连接，控制部包括第二壳体和距离传感器，距离传感器设置在第二壳体内，且距离传感器的至少一部分外露于第二壳体，以测量裂缝的长度数据。

现有技术采集裂缝的长度数据时通过接触式图像传感器进行采集，但需人工操作将接触式图像传感器的基准线与裂缝对正，并将采集后的长度数据传输至控住部，评估裂缝的发展状态的效率比较低。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种门跨式裂缝发展自动化测量系统，可以解决裂缝的发展状态评估效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种门跨式裂缝发展自动化测量系统，包括：

固定模块，用以固定检测组件；

支撑模块，用以支撑测距传感器，所述测距传感器包括第一支撑罩和第二支撑罩，所述测距传感器包括第一测距传感器和第二测距传感器；

数据采集模块，用以采集所述测距传感器的距离数据；

无线传输模块，用以传输所述距离数据；

分析模块，用以分析所述距离数据并根据距离数据评估裂缝扩张和沉降的发展状态；

电源模块，用以向所述数据采集模块和无线传输模块供电。

进一步地，所述固定模块包括第一固定板和第二固定板，

所述第一固定板包括6个第一固定孔，所述第一固定孔为螺纹孔，所述第二固定板包括4个第二固定孔，所述第二固定孔为螺纹孔，所述第一固定孔和所述第二固定孔具有相同的孔径。

进一步地，在所述第一固定板的长度方向各设置有3个均匀分布的所述第一固定孔，在所述第二固定板的长度方向各设置有2个均匀分布的所述第二固定孔。

进一步地，所述第一固定板和第二固定板具有相同的宽度，所述第一固定板和所述第二固定板在长度方向上的中轴线重合。

进一步地，所述支撑模块包括第一支撑罩、第二支撑罩和支撑板，所述第一支撑罩用以承载数据采集模块，所述第二支撑罩用以实现数据采集模块的数据采集，所述支撑板用以支撑所述第二支撑罩，所述第一支撑罩沿着第一固定板在长度方向上的中轴线对称焊接在所述第一固定板上，所述第二支撑罩沿着第二固定板在长度方向上的中轴线对称焊接在所述第二固定板上，所述支撑板沿着所述第二固定板在长度方向上的中轴线焊接在所述第二支撑罩垂直于所述第二固定板长度方向的垂直面板和所述第二固定板上。

进一步地，所述第一支撑罩包括4个第三固定孔和4个第四固定孔，所述第三固定孔和所述第四固定孔为螺纹孔，所述第三固定孔和所述第四固定孔具有相同的孔径，

所述第三固定孔在所述第一支撑罩的平行于所述第一固定板长度方向的垂直面板上对称分布，所述第三固定孔的高度为所述第一支撑罩平行于所述第一固定板长度方向的垂直面板高度的3/4高度处，所述第四固定孔在所述第一支撑罩的平行于所述第一固定板长度方向的垂直面板上对称分布，所述第四固定孔的高度为所述第一支撑罩平行于所述第一固定板长度方向的垂直面板高度的1/4高度处。

进一步地，所述第二支撑罩的斜面板与水平方向夹角为45°。

进一步地，所述第一测距传感器与所述第二支撑罩的垂直于所述第二固定板长度方向的垂直面板正对，所述第二测距传感器与所述第二支撑罩的斜面板正对，

所述第一测距传感器通过所述第三固定孔固定，所述第二测距传感器通过所述第四固定孔固定。

进一步地，所述无线传输模块为胶棒天线，所述胶棒天线与所述第一测距传感器和所述第二测距传感器连接，

所述电源模块为24V锂电池，所述锂电池与所述第一测距传感器和所述第二测距传感器连接。

进一步地，所述分析模块与所述胶棒天线连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，固定模块将检测组件固定在裂缝两侧，使所述检测组件保持稳定，支撑模块对检测组件进行支撑承载，数据采集模块采集所述第一测距传感器与所述第二支撑罩垂直面板的距离数据和所述第二测距传感器与所述第二支撑罩斜面板的距离数据，分析模块对所述距离数据进行分析计算，得到裂缝在平行于水平方向上的扩张长度数据和垂直于水平方向的沉降深度数据，并根据所述扩张长度数据和沉降深度数据对裂缝的发展状态进行评估。通过将检测组件固定在裂缝两侧，支撑罩对测距传感器进行支撑，采集数据通过无线传输，最后对数据进行分析计算，实现了对裂缝的自动化测量，提高了对裂缝的发展状态的评估效率。

尤其，在所述分析模块分析距离数据并根据所述距离数据评估裂缝扩张和沉降的发展状态时，通过设置接收单元、计算单元和输出单元，简化了距离数据的分析过程，提高了数据分析的效率。

尤其，计算单元设置有4个函数，对所述裂缝在x轴方向的扩张长度数据、所述裂缝在x轴方向的扩张长度数据在单位时间内的变化量、所述裂缝在y轴方向的沉降深度数据和所述裂缝在y轴方向的沉降深度数据在单位时间内的变化量进行计算，提高了对裂缝的自动化测量效率。

尤其，本实用新型实施例在固定测量系统时，通过两个固定板将系统固定在裂缝两侧，固定板通过固定孔进行固定，多个固定孔的设置提高了固定板的固定效果，进而提高了测量系统的稳定性。尤其，通过支撑罩的设置，将测量传感器进行固定和保护，避免外部环境对测距传感器的影响，提高了测距传感器的测量准确度，延长了测距传感器的使用寿命，支撑板的设置进一步支撑了第二支撑罩，提高了测量系统整体的固定稳定性。

尤其，所述数据采集模块在对测距传感器采集测距传感器与所述第二支撑罩的距离数据进行采集时，通过使用红外测距传感器，提高了数据采集的准确性，通过设置两个测距传感器检测不同方向上的数据同时记录裂缝的扩张和沉降状态，提高了对裂缝发展的评估效率。

尤其，无线传输模块在对所述测距传感器采集测距传感器与所述第二支撑罩的距离数据进行传输时，使用无线传输方式，提高了数据传输的效率和便捷性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的门跨式裂缝发展自动化测量系统三维图；

图2为本实用新型实施例提供的门跨式裂缝发展自动化测量系统左视图；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本实用新型作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1和图2所示，本实用新型实施例提供的门跨式裂缝发展自动化测量系统包括：

固定模块100，用以固定检测组件；

支撑模块200，用以支撑测距传感器，包括第一支撑罩和第二支撑罩，所述测距传感器包括第一测距传感器和第二测距传感器；

数据采集模块300，用以采集所述测距传感器的距离数据；

无线传输模块400，用以传输所述距离数据；

分析模块500，用以分析所述距离数据并根据距离数据评估裂缝扩张和沉降的发展状态；

电源模块600，用以向所述数据采集模块和无线传输模块供电。

具体而言，本实用新型实施例中固定模块将检测组件固定在裂缝两侧，使所述检测组件保持稳定，支撑模块对检测组件进行支撑承载，数据采集模块采集所述第一测距传感器与所述第二支撑罩垂直面板的距离数据和所述第二测距传感器与所述第二支撑罩斜面板的距离数据，分析模块对所述距离数据进行分析计算，得到裂缝在平行于水平方向上的扩张长度数据和垂直于水平方向的沉降深度数据，并根据所述扩张长度数据和沉降深度数据对裂缝的发展状态进行评估。通过将检测组件固定在裂缝两侧，支撑罩对测距传感器进行支撑，采集数据通过无线传输，最后对数据进行分析计算，实现了对裂缝的自动化测量，提高了对裂缝的发展状态的评估效率。

具体而言，所述分析模块包括接收单元、计算单元和输出单元，所述接收单元用以接收所述第一测距传感器与所述第二支撑罩垂直于所述第二固定板长度方向的垂直面板的距离数据和所述第二测距传感器与所述第二支撑罩斜面板的距离数据，所述计算单元用以对所述距离数据进行计算，获得裂缝在平行于水平方向上的扩张长度数据和垂直于水平方向的沉降深度数据的计算结果，所述输出单元用以根据所述计算结果评估裂缝的发展状态和测量系统的报警状态。

具体而言，本实用新型实施例在所述分析模块分析距离数据并根据所述距离数据评估裂缝扩张和沉降的发展状态时，通过设置接收单元、计算单元和输出单元，简化了距离数据的分析过程，提高了数据分析的效率。

具体而言，所述计算单元设置有第一函数、第二函数、第三函数和第四函数，所述第一函数用以计算所述裂缝在x轴方向的扩张长度数据xL随采集时间T的变化关系，

所述第二函数用以计算所述裂缝在x轴方向的扩张长度数据在单位时间内的变化量ΔxL随采集时间T的变化关系，

所述第三函数用以计算所述裂缝在y轴方向的沉降深度数据yL 随采集时间T的变化关系，

所述第四函数用以计算所述裂缝在y轴方向的沉降深度数据在单位时间内的变化量ΔyL随采集时间T的变化关系，

所述x轴方向平行于水平面方向，所述y轴方向垂直于水平面方向。

具体而言，本实用新型实施例计算单元设置有4个函数，对所述裂缝在x轴方向的扩张长度数据、所述裂缝在x轴方向的扩张长度数据在单位时间内的变化量、所述裂缝在y轴方向的沉降深度数据和所述裂缝在y轴方向的沉降深度数据在单位时间内的变化量进行计算，提高了对裂缝的自动化测量效率。

具体而言，所述第一函数设置有第一曲线，所述第二函数设置有第二曲线，所述第三函数设置有第三曲线，所述第四函数设置有第四曲线，

所述第一曲线横坐标为采集时间T，纵坐标为裂缝在x轴方向的扩张长度数据xL，

所述第二曲线横坐标为采集时间T，纵坐标为裂缝在x轴方向的扩张长度数据在单位时间内的变化量ΔxL，

所述第三曲线横坐标为采集时间T，纵坐标为裂缝在y轴方向的沉降深度数据yL，

所述第四曲线横坐标为采集时间T，纵坐标为裂缝在y轴方向的沉降深度数据在单位时间内的变化量ΔyL。

具体而言，设定xL＝xl

若xL＝0，所述

若xL≠0且

若xL≠0且

xl

xl

yl

yl

具体而言，所述输出单元设置有第一扩张阶段、第二扩张阶段、第三扩张阶段、第四扩张阶段、第一沉降阶段、第二沉降阶段、第三沉降阶段和第四沉降阶段，

所述第一扩张阶段表示裂缝扩张速度最快，所述第二扩张阶段裂缝扩张速度次之，所述第三扩张阶段裂缝扩张速度最慢，所述第四扩张阶段为不扩张阶段，所述第一沉降阶段表示裂缝沉降速度最快，所述第二沉降阶段裂缝沉降速度次之，所述第三沉降阶段裂缝沉降速度最慢，所述第四沉降阶段为不沉降阶段。

具体而言，所述第一扩张阶段设置有裂缝在x轴方向的扩张长度数据报警值L

所述第二扩张阶段设置有裂缝在x轴方向的扩张长度数据在单位时间内的变化量第二目标值ΔxL

所述第三扩张阶段设置有裂缝在x轴方向的扩张长度数据在单位时间内的变化量第三目标值ΔxL

所述第一沉降阶段设置有裂缝在y轴方向的沉降深度数据报警值yL

所述第二沉降阶段设置有裂缝在y轴方向的沉降深度数据在单位时间内的变化量第二目标值ΔyL

所述第三沉降阶段设置有裂缝在y轴方向的沉降深度数据在单位时间内的变化量第三目标值ΔyL

具体而言，所述输出模块对裂缝在x轴方向的扩张状态的判定为，

若xL＜xL

若xL≥xL

若ΔxL≥ΔxL

若ΔxL

若ΔxL

若ΔxL＜ΔxL

具体而言，所述输出模块对裂缝在y轴方向的沉降状态的判定为，

若yL＜yL

若yL≥yL

若ΔyL≥ΔyL

若ΔyL

若ΔyL

若ΔyL＜ΔyL

具体而言，所述接收单元与所述传输模块通过无线连接。

具体而言，本实用新型实施例在分析所述测距传感器与所述第二支撑罩的距离数据和评估裂缝扩张和沉降的发展状态时，根据裂缝在 x轴方向的扩张长度数据xL随采集时间T的变化关系和裂缝在y轴方向的沉降深度数据yL随采集时间T的变化关系判断裂缝长度和深度数据是否达到设定的最大值，通过裂缝在x轴方向的扩张长度数据在单位时间内的变化量ΔxL随采集时间T的变化关系和裂缝在y轴方向的沉降深度数据在单位时间内的变化量ΔyL随采集时间T的变化关系评估裂缝的扩张和沉降的发展状态，提高了对裂缝发展状态的评估效率。

具体而言，所述固定模块100包括第一固定板110和第二固定板 120，

所述第一固定板110包括6个第一固定孔111，所述第一固定孔为螺纹孔，所述第二固定板120包括4个第二固定孔121，所述第二固定孔为螺纹孔，所述第一固定孔和所述第二固定孔具有相同的孔径，所述第一固定孔中安装有第一螺栓，所述第二固定孔中安装有第二螺栓，所述第一螺栓和所述第二螺栓未在图中画出。

具体而言，本实用新型实施例在固定测量系统时，通过两个固定板将系统固定在裂缝两侧，固定板通过固定孔进行固定，多个固定孔的设置提高了固定板的固定效果，进而提高了测量系统的稳定性。

具体而言，所述第一固定板110和第二固定板120具有相同的宽度，所述第一固定板110和所述第二固定板120在长度方向上的中轴线重合。

具体而言，支撑模块200包括第一支撑罩210、第二支撑罩220 和支撑板230，所述第一支撑罩210用以承载数据采集模块300，所述第二支撑罩220用以实现数据采集模块300的数据采集，所述支撑板230用以支撑所述第二支撑罩220。

具体而言，本实用新型实施例通过支撑罩的设置，将测量传感器进行固定和保护，避免外部环境对测距传感器的影响，提高了测距传感器的测量准确度，延长了测距传感器的使用寿命，支撑板的设置进一步支撑了第二支撑罩，提高了测量系统整体的固定稳定性。

具体而言，所述第一支撑罩210沿着第一固定板110在长度方向上的中轴线对称焊接在所述第一固定板110上，所述第二支撑罩220 沿着第二固定板120在长度方向上的中轴线对称焊接在所述第二固定板120上，所述支撑板230焊接在所述第二支撑罩220垂直于所述第二固定板长度方向的垂直面板和第二固定板上，

所述第一支撑罩210包括4个第三固定孔211和4个第四固定孔 212，所述第三固定孔和所述第四固定孔为螺纹孔，所述第三固定孔和所述第四固定孔具有相同的孔径，所述第三固定孔在所述第一支撑罩的平行于所述第一固定板长度方向的垂直面板上对称分布，所述第三固定孔的高度为所述第一支撑罩平行于所述第一固定板长度方向的垂直面板高度的3/4高度处，所述第四固定孔在所述第一支撑罩的平行于所述第一固定板长度方向的垂直面板上对称分布，所述第四固定孔的高度为所述第一支撑罩平行于所述第一固定板长度方向的垂直面板高度的1/4高度处。

具体而言，所述第二支撑罩220的斜面板与水平方向夹角为45°，所述斜面板与水平方向45°的夹角为本实用新型实施例的优选夹角角度，可便于数据计算。

具体而言，数据采集模块300包括第一测距传感器310和第二测距传感器320，所述第一测距传感器310和所述第二测距传感器320 均为红外测距传感器，

所述第一测距传感器310与所述第二支撑罩220垂直于所述第二固定板长度方向的垂直面板正对，所述第二测距传感器320与所述第二支撑罩220的斜面板正对，

所述第一测距传感器310通过安装在所述第三固定孔211中的第三螺栓固定，所述第三螺栓未在图中画出，

所述第二测距传感器320通过安装在所述第四固定孔212中的第四螺栓固定，所述第四螺栓未在图中画出。

具体而言，本实用新型实施例在对测距传感器采集测距传感器与所述第二支撑罩的距离数据进行采集时，通过使用红外测距传感器，提高了数据采集的准确性，通过设置两个测距传感器检测不同方向上的数据同时记录裂缝的扩张和沉降状态，提高了对裂缝发展的评估效率。

具体而言，在所述无线传输模块400对所述测距传感器采集测距传感器与所述第二支撑罩的距离数据进行传输时，采用无线传输的方式，所述无线传输模块400为胶棒天线，所述胶棒天线与所述数据采集模块300连接。

具体而言，所述电源模块为24V锂电池，所述锂电池与所述第一测距传感器和所述第二测距传感器连接。

具体而言，本实用新型实施例在对所述测距传感器采集测距传感器与所述第二支撑罩的距离数据进行传输时，使用无线传输方式，提高了数据传输的效率和便捷性。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型；对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。