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图加特大学开发出可密切监测建筑物形变程度的激光系统

作者:佚名 来源:Applied Optics 时间:2020-03-18 10:35 阅读:160 [投稿]
为了及早地发现瑕疵,斯图加特大学的一支研究团队,开发出了一套基于激光的建筑物形变监测系统。

在建筑或桥梁等结构物中,即便是微小的形变,也可能导致裂缝或其它更加严重的问题。为了及早地发现瑕疵,斯图加特大学的一支研究团队,开发出了一套基于激光的建筑物形变监测系统。值得一提的是,该装置结合了多个被永久安装在建筑物正面、并向外部照射的多个激光器。不仅检测速度较其它方案更快,成本也更加低廉。 


 

研究中使用的测试台(来自:Flavio Guerra / University of Stuttgart)

 

激光源中的每一个,都可被安装三脚架上、距离建筑物 10 米(32.8 英尺)的图像传感器所捕获。 

与之连接的计算机,能够不断地接收全息光点图案,并分析是否存在结构问题。 

如果任何一个激光器的移动幅度都较其它激光器更小,这种模式的不匹配,就会触发系统的警报。

 

尽管此前已有利用光纤传感器来测量建筑物形状的系统,但所涉及的硬件系统成本,要较斯图加特大学研究团队的方案高出许多。 

通常情况下,施工方可在建造时就将监测系统内置到建筑物的结构体中,但也可以在后续再添加。 

现有一些系统能够将光照射到建筑物结构上,然后使用相机拍摄图像、并通过计算机展开视觉分析。 

但斯图加特大学的新系统,据称可以更快、更精确地工作,因其直接将激光照射到了相机的图像传感器上。

 

目前,研究团队已在一座 9 米(29.5 英尺)高的建筑物框架上展开了测试,发现激光+相机所获得的读数,与使用振动计和应变仪传感器检测到的精度相似。 

如果展开进一步的开发,这套系统不仅可以用于发出警告、甚至能够让建筑结构本身作出反应。 

团队成员 Flavio Guerra 表示:未来有一天,我们或许可以建造轻型的建筑物,以响应复杂的风力切变、甚至再地震中保持相对静止。 

这种类型的适应,需要调用极其精确的建筑物形变测量数据,以估算当前状态、并预测建筑物可能的移动方向。

 

最后,由 Tobias Haist 博士领导的这项研究的详情,已经发表在近日出版的《应用光学》(Applied Optics)期刊上。 

原标题为《Precise building deformation measurement using holographic multipoint replication》。

论文链接:

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