利用激光测量技术测量建筑物倾斜角及中心的偏移.PDF

2000 年第 6 期 　　　　　　　　　　　　　　　　电 　力 　建 　设 ·33 · 利用激光测量技术测量建筑物倾斜角及中心的偏移 Application of Laser Measuring Technique to Measure the Inclination and Displacement of Center of Buildings 胡新华　　　　　　　　　　李晓清 ( ) ( ) 电力建设研究所,北京市 ,102401 　　　　　　　 北京电力设备总厂 ,北京市 ,102401 [摘要] 　高层或大型建筑物 ,如大型火电厂的烟囱和冷却塔 ,为保证建筑物的质量 , 以激光束射入光靶的位置与光靶中 心的横向偏移作为测量参数 ,利用激光测量技术和单片计算机测控技术开发出远距离定位测量装置 ,测量建筑物的中心 或倾斜角的偏移。该测量装置成功地应用于华能丹东电厂工程的烟囱建造施工中。应用情况表明 :该测量装置能很好 地保证测量精度 ,各项参数均达到了设计要求。 [ 关键词] 　激光发生器 　单片计算机 　传感器 　光靶 　硅光电池 　　随着经济的飞速发展 ,出现了许多高层、大型建 池电势差幅值进行比较 ,就可得知光束射入光靶的 筑物 ,如大型火电厂的烟囱和冷却塔、摩天大楼及电 位置。如果置光靶几何中心为建筑物测量点设计的 视转播塔等。在建造这些建筑物时 ,要经常检测其 理论位置 ,置光束射入光靶的位置为建筑物该测量 与地面的垂直度 , 以确保不发生倾斜。利用目测或 点的实际位置 ,算出射入光靶位置与光靶几何中心 铅锤等简单工具已无法满足对这些建筑物的检测要 点之间的距离 , 即是该测量点的偏移值。利用该偏 求。我们将激光技术与计算机控制技术结合起来 , 移值及该点所在截面的高度值 ,通过计算就可得出 开发出一种远距离定位测量装置。利用该装置 ,可 建筑物的倾斜角的偏移值。 在建造建筑物时 , 随时监控每一阶段被测点的实际 1. 3 　激光测量建筑物中心的原理 位置与设计位置的偏差 ,通过矫正手段 ,可保证建筑 如图 1 所示 ,在建造火电厂烟囱、冷却塔及电视 ( 物被测点的偏差在允许范围内。 转播塔等圆形建筑物时 这些建筑物每一剖面的圆 1 　设计原理 1. 1 　激光束的特点 激光束振荡频率一致且能量较强 ;它在空气中 运动时 ,不会发生弯曲 ,集中度高 ,散射角度极小 ;天 ( ) 气状况良好时 ,激光能量在短距离内 数 km 几乎不 会衰减. 利用这一特性 ,可以测量空间 2 点对于其中 心轴的横向偏移。 1. 2 　激光测量建筑物倾斜角的原理 将激光发生器置于一水平平台上 ,并发射一束 垂直于该水平平台的激光束。在激光发生器上方放 置一可移动的光靶 ,光靶由数百个硅光电池按一定 的方式排列。每一个光电池就是一个光传感器 ,光 靶就是这些光电池组成的光传感器阵列。当激光束 射在光靶某个光电池表面上 ,会在光电池的正负两 极间产生电势差 , 光束能量越强该电势差就越大。 图 1 　测量原理图 将该电势差的幅值采样输入计算机 , 并与其他光电 收稿日期 :1999 - 12 - 21 ·34 · 电 　力 　建 　设 　　　　　　　　　　　　　　　　2000 年第 6 期 ) 心点应在其中心轴线上