斯圖加特大學開發出可密切監測建築物形變程度的激光系統

在建築或橋梁等結構物中,即便是微小的形變,也可能導致裂縫或其它更加嚴重的問題。為了及早地發現瑕疵,斯圖加特大學的一支研究團隊,開發出了一套基於激光的建築物形變監測系統。值得一提的是,該裝置結合了多個被永久安裝在建築物正面、並向外部照射的多個激光器。不僅檢測速度較其它方案更快,成本也更加低廉。

斯圖加特大學開發出可密切監測建築物形變程度的激光系統

研究中使用的測試台(來自:Flavio Guerra / University of Stuttgart)

激光源中的每一個,都可被安裝三腳架上、距離建築物 10 米(32.8 英尺)的圖像傳感器所捕獲。

與之連接的計算機,能夠不斷地接收全息光點圖案,並分析是否存在結構問題。

如果任何一個激光器的移動幅度都較其它激光器更小,這種模式的不匹配,就會觸發系統的警報。

盡管此前已有利用光纖傳感器來測量建築物形狀的系統,但所涉及的硬件系統成本,要較斯圖加特大學研究團隊的方案高出許多。

通常情況下,施工方可在建造時就將監測系統內置到建築物的結構體中,但也可以在後續再添加。

現有一些系統能夠將光照射到建築物結構上,然後使用相機拍攝圖像、並通過計算機展開視覺分析。

但斯圖加特大學的新系統,據稱可以更快、更精確地工作,因其直接將激光照射到了相機的圖像傳感器上。

目前,研究團隊已在一座 9 米(29.5 英尺)高的建築物框架上展開了測試,發現激光+相機所獲得的讀數,與使用振動計和應變儀傳感器檢測到的精度相似。

如果展開進一步的開發,這套系統不僅可以用於發出警告、甚至能夠讓建築結構本身作出反應。

團隊成員 Flavio Guerra 表示:未來有一天,我們或許可以建造輕型的建築物,以響應復雜的風力切變、甚至再地震中保持相對靜止。

這種類型的適應,需要調用極其精確的建築物形變測量數據,以估算當前狀態、並預測建築物可能的移動方向。

最後,由 Tobias Haist 博士領導的這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《應用光學》(Applied Optics)期刊上。

原標題為《Precise building deformation measurement using holographic multipoint replication》。

來源:cnBeta