本發(fā)明屬于監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，涉及長距離非接觸式位移監(jiān)測技術(shù)，具體涉及一種可用于建筑結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測的位移監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

建筑物尤其是高層建筑物的倒塌嚴(yán)重危及著人們的公共安全，特別是當(dāng)建筑物遭受火災(zāi)等意外情況時(shí)，建筑物倒塌的概率大幅提升，對(duì)于處于建筑物內(nèi)實(shí)施人員疏散和急救的消防人員而言，無法預(yù)知處于燃燒狀態(tài)的建筑物是否會(huì)發(fā)生倒塌，更不能預(yù)知何時(shí)會(huì)發(fā)生倒塌。通常，消防人員只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)于現(xiàn)場狀況的觀察來感知判斷，如此，對(duì)于處于危險(xiǎn)狀態(tài)的建筑物中的人員而言并無安全預(yù)警保障。

通常情況下，建筑物在發(fā)生倒塌前會(huì)發(fā)生不同程度的形變，而形變最主要的特征參量是位移，其他如撓度、傾斜、沉降從本質(zhì)上說都是位移。在一定程度上，通過測量建筑構(gòu)件(如承重梁、承重墻等)或整體的位移，可以獲知建筑空間維度上的變形，在連續(xù)的時(shí)間范圍內(nèi)測量，可以獲取建筑在時(shí)間維度上的變形情況，進(jìn)而可以根據(jù)位移量與時(shí)刻關(guān)系計(jì)算出被監(jiān)測點(diǎn)的變化速度，以為建筑物是否倒塌及當(dāng)前趨勢(shì)提供更準(zhǔn)確的情報(bào)。然而，由于建筑物尤其是高層建筑體積較大，形變較小，并且需要遠(yuǎn)距離測量，因此，目前的測量設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)的建筑物形變的精確監(jiān)測，同時(shí)也缺乏利用建筑物的形變進(jìn)行預(yù)警的系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可用于建筑結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測的位移監(jiān)測系統(tǒng)，用于為火災(zāi)現(xiàn)場等特殊環(huán)境下以非接觸的方式對(duì)建筑物的整體或部分結(jié)構(gòu)提供位移及相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，以為實(shí)現(xiàn)建筑倒塌等災(zāi)情預(yù)警提供技術(shù)依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種可用于建筑結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測的位移監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于，包括第一探測單元，所述第一探測單元用于監(jiān)測建筑物被測量點(diǎn)的位移和/或速度；所述第一探測單元包括至少一個(gè)長距探測組件，所述探測組件用于獲取至少一個(gè)被測量點(diǎn)的位移和/或速度變化過程。

優(yōu)選方案，所述第一探測單元包含多個(gè)長距探測組件，所述長距探測組件設(shè)置于調(diào)整座上，所述調(diào)整座可提供各探測組件探測方向的聯(lián)動(dòng)和/或獨(dú)立調(diào)節(jié)自由度。

優(yōu)選方案，所述長距探測組件為雷達(dá)探頭。

優(yōu)選方案，所述長距探測組件為激光距離探頭。

優(yōu)選方案，所述位移監(jiān)測系統(tǒng)包括第二探測單元，所述第二探測單元包括至少一個(gè)短距探測組件，所述短距探測組件用于獲取第一探測單元的長距探測組件相對(duì)于所述長距探測組件安裝平臺(tái)的位移和/或速度之變化和/或變化過程。

優(yōu)選方案，所述第二探測單元包括多個(gè)短距探測組件，所述短距探測組件設(shè)置于調(diào)整座上，所述調(diào)整座可提供各短距探測組件探測方向的聯(lián)動(dòng)和/或獨(dú)立調(diào)節(jié)自由度。

優(yōu)選方案，所述短距探測組件為雷達(dá)探頭、激光距離探頭及超聲波探頭中的任意一種或多種。

優(yōu)選方案，所述位移監(jiān)測系統(tǒng)包括第三探測單元，所述第三探測單元包括至少一個(gè)中距探測組件，所述中距探測組件用于獲取第一探測單元的長距探測組件相對(duì)于任一中距參考位的位移和/或速度之變化和/或變化過程，所述中距參考位為系統(tǒng)安裝環(huán)境中相對(duì)固定的中距參考位置。

優(yōu)選方案，所述中距參考位置到所述系統(tǒng)安裝位置的距離不小于10米。

優(yōu)選方案，所述第三探測單元包括多個(gè)中距探測組件，所述中距探測組件設(shè)置于調(diào)整座上，所述調(diào)整座可提供各中距探測組件探測方向的聯(lián)動(dòng)和/或獨(dú)立調(diào)節(jié)自由度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過雷達(dá)等非接觸式傳感技術(shù)，對(duì)建筑物特征位置實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物主要結(jié)構(gòu)的位移(形變)變化情況及變化趨勢(shì)(速度/加速度)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。針對(duì)不同的建筑結(jié)構(gòu)，建立其倒塌災(zāi)情發(fā)生的臨界參數(shù)模型，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑倒塌等災(zāi)情進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，降低災(zāi)難損失。系統(tǒng)設(shè)置的短距探測技術(shù)，用于對(duì)設(shè)備安裝平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測反饋，可避免因平臺(tái)自身運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的誤判(誤報(bào))。中距探測技術(shù)的引入進(jìn)一步降低了報(bào)警的誤報(bào)行為，主要避免了平臺(tái)安放位置整體位移導(dǎo)致的誤報(bào)行為。非常有利于臨時(shí)搭建系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，適用于火災(zāi)等突發(fā)情況。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的位移監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成圖示；

圖2所述為本發(fā)明實(shí)施例的位移監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置第二探測單元的原理圖示；

附圖標(biāo)記

設(shè)備主體1，第一探測單元2，安裝支架3，第二探測組件4，建筑物5，被監(jiān)測點(diǎn)6，被監(jiān)測點(diǎn)位7。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1及圖2：

本實(shí)施例的一種可用于建筑結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測的位移監(jiān)測系統(tǒng),包括第一探測單元，所述第一探測單元用于監(jiān)測建筑物被測量點(diǎn)的位移和/或速度；所述第一探測單元包括至少一個(gè)長距探測組件，所述探測組件用于獲取至少一個(gè)被測量點(diǎn)的位移和/或速度變化過程。長距探測組件是指能夠提供非接觸式遠(yuǎn)距離探測的距離探測器，比如在建筑物周圍對(duì)建筑物的擬被監(jiān)測點(diǎn)位實(shí)施微小位移探測。具體的說，探測的距離需要達(dá)到幾十米至幾百米，或者千米以上，而探測的精度需要達(dá)到毫米、厘米級(jí)別。距離探測組件用于探測被測量點(diǎn)至探測裝置的距離，通過持續(xù)記錄，可以計(jì)算出被測量點(diǎn)的位移變化情況，生成位移變化曲線，而曲線各數(shù)據(jù)點(diǎn)的斜率即可反應(yīng)該時(shí)刻被測量點(diǎn)的變化速度。如果需要獲取加速度，則通過運(yùn)算即可簡單獲得。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述第一探測單元包含多個(gè)長距探測組件，所述長距探測組件設(shè)置于調(diào)整座上，所述調(diào)整座可提供各探測組件探測方向的聯(lián)動(dòng)和/或獨(dú)立調(diào)節(jié)自由度。設(shè)置多個(gè)探測組件的目的在于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)擬測量點(diǎn)的同時(shí)監(jiān)測，為預(yù)測建筑物倒塌提供更全面的信息。設(shè)置多自由度的調(diào)整座的目的是可根據(jù)需要任一調(diào)整以適應(yīng)測量點(diǎn)。非常有利于應(yīng)用于火災(zāi)/災(zāi)難現(xiàn)場等臨時(shí)環(huán)境中，通過快速布置實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)預(yù)警。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述長距探測組件為雷達(dá)探頭。雷達(dá)探頭應(yīng)用于火災(zāi)現(xiàn)場等環(huán)境較為有利，不同于光學(xué)探測，光學(xué)探測容易受燃燒的火焰及煙霧干擾，影響測量結(jié)果。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述長距探測組件為激光距離探頭。激光探測組件雖然會(huì)有受燃燒的火焰及煙霧干擾的不足，但是不易受電磁干擾?？梢詮浹a(bǔ)雷達(dá)探頭在這方面的不足，所以二者可以結(jié)合使用，多個(gè)探頭可以由激光探頭和雷達(dá)探頭共同組成，更加適用于火災(zāi)現(xiàn)場。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述位移監(jiān)測系統(tǒng)包括第二探測單元，所述第二探測單元包括至少一個(gè)短距探測組件，所述短距探測組件用于獲取第一探測單元的長距探測組件相對(duì)于所述長距探測組件安裝平臺(tái)的位移和/或速度之變化和/或變化過程。由于系統(tǒng)主要應(yīng)用于快速布置場景，所以對(duì)場地的選擇難免受限?？赡軙?huì)選擇三腳架等輔助安裝底座，然而輔助安裝底座的形變、移動(dòng)等干擾將導(dǎo)致探頭探測數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，影響探測結(jié)果。如果應(yīng)用于實(shí)時(shí)報(bào)警，則會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)，進(jìn)而可能導(dǎo)致?lián)岆U(xiǎn)延誤等嚴(yán)重后果。所以為了規(guī)避上述情況的發(fā)生，設(shè)置了短距探測組件，短距探測組件只要能滿足系統(tǒng)到安裝平臺(tái)的探測距離即可。使用中，如果短距探測組件監(jiān)測到異常(系統(tǒng)安裝位置本身在運(yùn)動(dòng))，則會(huì)反饋至系統(tǒng)，以對(duì)長距探測組件探測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。處理包括對(duì)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行標(biāo)記，或者通過短距探測組件數(shù)據(jù)對(duì)長距探測組件數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。

根據(jù)附圖所示，系統(tǒng)包含設(shè)備主體1以及設(shè)備主體1上設(shè)置的第一探測單元2，設(shè)備主體1整體設(shè)置在安裝支架3上，安裝支架3放置在安裝位置如地面。建筑物5上被選定有被監(jiān)測點(diǎn)6。第二探測組件4在附圖實(shí)施例中設(shè)置在設(shè)備主體1的下部，并主要用于監(jiān)測位于設(shè)備主體安裝位置的被監(jiān)測點(diǎn)位7。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述第二探測單元包括多個(gè)短距探測組件，所述短距探測組件設(shè)置于調(diào)整座上，所述調(diào)整座可提供各短距探測組件探測方向的聯(lián)動(dòng)和/或獨(dú)立調(diào)節(jié)自由度。引入調(diào)整座的目的與長距探測組件引入調(diào)整座的目的相同。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述短距探測組件為雷達(dá)探頭、激光距離探頭及超聲波探頭中的任意一種或多種。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述位移監(jiān)測系統(tǒng)包括第三探測單元，所述第三探測單元包括至少一個(gè)中距探測組件，所述中距探測組件用于獲取第一探測單元的長距探測組件相對(duì)于任一中距參考位的位移和/或速度之變化和/或變化過程，所述中距參考位為系統(tǒng)安裝環(huán)境中相對(duì)固定的中距參考位置。引入第三探測單元，是因?yàn)榘惭b平臺(tái)/安裝位置可能出現(xiàn)整體位移的情況，比如橋梁表面或設(shè)有地下室的地平面等安裝位置，安裝位置本身就可能存在相對(duì)于被監(jiān)測建筑物的位移。然而緊急情況下難以對(duì)安裝位置做出準(zhǔn)確判斷。為了避免出現(xiàn)警報(bào)誤報(bào)影響救災(zāi)的嚴(yán)重后果發(fā)生，引入第三探測單元是為了對(duì)安裝位置的位移進(jìn)行監(jiān)測判斷。應(yīng)用中，中距探測組件會(huì)對(duì)離安裝位置較遠(yuǎn)的參考點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)位移監(jiān)測，以判斷安裝位置的位移變化情況。參考點(diǎn)的選擇可以根據(jù)環(huán)境選擇相對(duì)穩(wěn)定的對(duì)象，如較遠(yuǎn)處的固定建筑物、地面等。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述中距參考位置到所述系統(tǒng)安裝位置的距離不小于10米。當(dāng)達(dá)到10米以上時(shí)，才更有利于選擇合適的參考點(diǎn)位。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述第三探測單元包括多個(gè)中距探測組件，所述中距探測組件設(shè)置于調(diào)整座上，所述調(diào)整座可提供各中距探測組件探測方向的聯(lián)動(dòng)和/或獨(dú)立調(diào)節(jié)自由度。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“堅(jiān)直”、“水平”、“中心”、“頂”、“底”、“頂部”、“根部”、“內(nèi)”、“外”、“外圍”、“里側(cè)”、“內(nèi)側(cè)”、“外側(cè)”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了使于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。其中，“里側(cè)”是指內(nèi)部或圍起來的區(qū)域或空間?！巴鈬笔侵改程囟ú考蛱囟▍^(qū)域的周圍的區(qū)域。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“組裝”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是兩個(gè)數(shù)值之同的范圍，并且該范圍包括端點(diǎn)。例如:“a-b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范圍?！癮～b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范圍。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，本文中術(shù)語“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，a和/或b，可以表示：單獨(dú)存在a，同時(shí)存在a和b，單獨(dú)存在b這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。