斯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
发布时间：2020-03-18
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》。
