一种可监测浮置板轨道位移的监测系统
阅读说明：本技术 一种可监测浮置板轨道位移的监测系统 (Monitoring system capable of monitoring track displacement of floating plate ) 是由 李骏 王军 张岩 赵万洲 李振彪 程博帅 王帅 梅凯 刘会友 包自强 范建华 于 2020-11-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可监测浮置板轨道位移的监测系统,包括基座、控制器、供电电源、激光测距仪、警报器,基座内设置有角度传感器,所述控制器输出端与警报器电性连接,所述角度传感器的信号端、激光测距仪的信号端分别与控制器的输入端电性连接,所述基座对角两端各安装位置反射板,所述控制器、角度传感器、激光测距仪、警报器的正负极端均与供电电源的正负极端电性连接,本发明可远程、实时对浮置板位移变动进行监测,节省大量人工测量时间,并减少了人工测量的误差,提高了工作效率。(The invention discloses a monitoring system capable of monitoring the track displacement of a floating plate, which comprises a base, a controller, a power supply, a laser range finder and an alarm, wherein an angle sensor is arranged in the base, the output end of the controller is electrically connected with the alarm, the signal end of the angle sensor and the signal end of the laser range finder are respectively and electrically connected with the input end of the controller, position reflecting plates are respectively arranged at two opposite corners of the base, and the positive and negative ends of the controller, the angle sensor, the laser range finder and the alarm are all electrically connected with the positive and negative ends of the power supply.)
技术领域
本发明涉及轨道工程技术领域，尤其是一种可监测浮置板轨道位移的监测系统。
背景技术
轨道位移的测量可采用LVDT位移传感器、电涡流位移传感器、应变结合等强度梁、激光位移传感器的方式进行现场测试，其中LVDT位移传感器和应变等强度梁为接触式测量，电涡流和激光位移传感器为非接触式测量；电涡流位移传感器只能用来测量金属物体的动态位移，并且对被测物体厚度有相关要求。电涡流效应主要集中在被测体表面，如果由于加工过程中形成残磁效应，以及淬火不均匀、硬度不均匀、结晶结构不均匀等都会影响传感器特性。在进行振动测量时，如果被测体表面残磁效应过大，会出现测量波形发生畸变。采用传统的测试方法测得的浮置板轨下位置的位移实际上包含了浮置板位移、浮置板弯曲变形位移和隧道壁的位移，不是真正的浮置板轨下位置位移；专利号为CN203054222U公开了一种带有角度测量功能的激光测距仪，但不具备参数处理功能；并且由于人工现场检测，不能实时传送轨道位移数据，无法达到自动监控。
发明内容
本发明是提供一种可监测浮置板轨道位移的监测系统，解决轨道位移变化实时监测的功能。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种可监测浮置板轨道位移的监测系统，包括基座，所述基座上安装有控制器、供电电源、激光测距仪、警报器，所述激光测距仪内设置有角度传感器，所述控制器输出端与警报器电性连接，所述角度传感器的信号端、激光测距仪的信号端分别与控制器的输入端电性连接，所述基座对角两端各安装位置反射板，所述控制器、角度传感器、激光测距仪、警报器的正负极端均与供电电源的正负极端电性连接，所述控制器的通信端口连接RS232通信模块，RS232通信模块接收端口与中央计算机通信接口连接。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述控制器采用带有无线接收发模块的STM32微型芯片。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述控制器采用STC89单片机、MSP430中的一种。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述警报器采用蜂鸣器和LED灯。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述供电电源采用5V锂电池。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明可远程、实时对浮置板位移变动进行监测，节省大量人工测量时间，并减少了人工测量的误差，提高了工作效率，可以不间断，通过系统接收到的信号并经过处理，可以直观的判断出浮置板轨道位移的发展情况。
附图说明
图1是本发明工作流程图；
图2是本发明结构示意图；
图3是本发明测量示意图；
图4是本发明测量方法示意图；
其中，1、激光测距仪，2、控制器，3、警报器，4、供电电源，5、位置反射板，6、基座，7、角度监测起始点反射板，8、激光束，9、隧道壁，10、浮置板基础，11、道床。
具体实施方式
一种可监测浮置板轨道位移的监测系统，包括基座6，基座6上安装有控制器2、供电电源4、激光测距仪1、警报器3，基座6内设置有角度传感器，控制器2输出端与警报器3电性连接，角度传感器的信号端、激光测距仪1的信号端分别与控制器2的输入端电性连接，基座6对角两端各安装位置反射板5，控制器2、角度传感器、激光测距仪1、警报器3的正负极端均与供电电源4的正负极端电性连接，控制器2的通信端口连接RS232通信模块，RS232通信模块接收端口与中央计算机通信接口连接；具体应用中，供电电源4采用5V锂电池，警报器3使用蜂鸣器和LED灯作为信号指示。
位移监测系统安装在隧道壁两侧，在同一平面，高度不一致，并在对侧位置激光束8水平照射位置设置角度监测起始点反射板7，并在浮置板整体道床11上设置监测点反射板，以便进行角度测量，并进行设备位置互检，利用中间两激光束8照射另一侧监测系统上的位置反射板5，将安装时监测的角度与距离存档，以便后期设备位置检测。
在轨道无车状态下，通过中央计算机下发监测指令，控制器2将发送控制信号启动激光测距仪1，激光测距仪1两侧激光束8首先照射到隧道壁上的角度监测起始点反射板7上，进行转动直到浮置板整体道床11上的监测点反射板结束，角度传感器传输角度至控制器2，如图4所示，左右两侧位移监测系统同时发射两侧激光束8至道床表面的监测点反射板，激光测距仪1的激光发射器与可旋转后座连接，并连接角度传感器，激光发射器所发出的激光束8水平照射在隧道壁角度监测起始点反射板7时开始转动，能够测出待测点相对于基准点在水平方向的倾斜角度；如图4，对于左侧位移监测系统，通过激光测距仪1发送激光束8到道床监测点处，可测定基准点与待测点之间的初始距离(Ll1、Ll2)，同时能够测出待测点相对于基准点在水平方向的初始倾斜角度(αl1，αl2)。然后测得变化后的距离(Ll1′、Ll2′)与角度(αl1′、αl2′)，因此利用左侧位移监测系统计算的横向位移为垂向位移为对于右侧位移监测系统，测得初始距离(Lr1、Lr2)，初始倾斜角度(αr1，αr2)，变化后的距离(Lr1′、Lr2′)与角度(αr1′、αr2′)，因此利用右侧位移监测系统计算的横向位移为垂向位移为左右两侧位移监测系统的横向位移均值为垂向位移均值为以上公式计算过程均在中央计算机内处理。
对于左右监测系统的初始距离、初始倾斜角度、以及变化后的距离、角度，应取自同一时刻。对于位移监测过程，取一段时间内进行监测，监测过程保证在无车状态下，通过系统分析计算形成位移与时间变化的位移变化幅值曲线。当浮置板发生一定位移时，控制器2输出端触发警报器3发出声鸣和闪烁灯警报，若隧道环境干扰性弱，控制器2采用STM32系列芯片，利用其无线接收发模块发送轨道位移监测信息给中央计算机进行数据处理，若隧道信号干扰强则采用STC89系列单片机连接RS232通信模块进行有线方式发送给中央计算机处理。