该传感器包括以矩阵形式布置的激光发射器，光学透镜和一组激光接收器。用光学原理，光学透镜控制激光发射器照亮的接收器矩阵上的点区域。
后，根据由激光接收器发射的信号，评估激光发射点和接收点的相对空间位置的变化，这使得可以监视大型屋顶结构的变形状态。度。着社会经济的飞速发展以及中国各个方面的发展，大跨度屋盖结构的应用越来越广泛，由此产生的安全问题不容忽视。测大跨度屋顶结构变形的目的是确保建筑物的安全。要的方法。前，家庭建筑物监视主要依靠建筑物的内部环境监视，例如火灾监视，温度和湿度。是，大跨度结构构件的变形监测几乎是空的，即使是用于检测大跨度结构的变形，它们大多集中在桥梁上，主要是应变计传感器。网络传感器。合大跨度屋顶结构的特点，该传感器设备专为天花板结构的相对较大且难以监控和维护的结构元件而设计。传统的电阻应变仪传感器相比，该传感器可以对整个结构元件执行多维立体监视，并且具有宽泛的监视范围，不仅可以监视给定的应力点，也可以监视一个特定区域，也用于结构部分。测整体变形，其抗干扰性能良好，实际上不需要温度，并且该设备可以在-25°C至85°C的温度范围内正常工作。新的光学器件，成本低廉，电路简单，数字信号直接传输，方便信号处理。
光传感器是使用激光技术执行测量的传感器。由一个激光发射器，一个激光检测器和一个测量电路组成。光传感器是一种新型的测量仪器，具有长距离非接触式测量，高速，高精度，测量范围广，耐光性强的优点。电气干扰。普通光不同，激光必须由激光产生。正常条件下，激光中的活性物质，恒温阀芯即原子通常处于稳定且能量低的状态E。适当频率的外部光的作用下，处于较低能级的原子吸收光子的能量，并被激发到高能级E2。子的能量为：其中普朗克常数为，即光子的频率。反，在频率的光的感应下，处于高能级E2的原子也到达了低能级E1，从而释放能量并发射光，称为受激辐射。激光工作时，大多数原子首先被置于高能级（即居民数量反转），因此受激辐射过程占主导地位，从而增加了频率的感应光，并且可以通过平行镜形成雪崩。种类型的放大产生强烈的受激辐射，称为激光。光具有三个重要特性：（1）高方向性，即高方向性，光束发散角小，并且激光束延伸了几千米而没有几厘米； （2）单色性高，激光的频率/宽度比是普通光的10倍（3）。于激光束的会聚，高亮度可以产生高达几百万度的温度。以看出，当光源在焦距处即刻即无限远时，可以形成平行光束。过使用透镜的成像原理，通过调整激光发射管在透镜焦距处的位置，可以形成具有确定光斑尺寸的平行光。
据特定需要，使用不同焦距的镜头来获得中等大小的点，然后对接收矩阵进行定位和照明。传感器包括一个激光发射器，一个光学透镜和一个激光接收器阵列（见图1）。阵激光接收器可以以任何顺序制造，例如数字光电解码器传感器（2n 1）x（2n 1）的方阵SOC2111。用光学原理，可以使用不同规格的镜头来控制激光接收器的激光感应点区域，并使用接收网络发送的数字信号来确定点的相对空间位置的变化。
光发射和接收点。据此项目中要监视的结构部件的大小，选择10 mw，20 mw，50 mw，100 mw和更高功率的激光束，并通过以下方法获得稳定的30 kHz 30％信号：带有相应电路的调制管并通过ULN2003A。动大功率激光管（如图2所示），点亮时间由微控制器控制。验表明，不同的发射管对脉冲参数有一定的影响，但输出信号稳定在180 kHz左右，占空比在30％至50％之间，且有一定的距离。许形成的照明点的大小和强度。为的一部分。市场上常用的10 mw发射管为例，如果没有透镜，则该点在5 m的垂直截面中会有一些发散，并且其直径将从3 mm增加到3.0〜3.5毫米;但是，在添加透镜之后，通过使用光学原理，选择不同规格的透镜并调节透镜与发射管之间的距离，可以将光斑面积保持在允许的散度范围内。10 m的范围和光强符合接收管的要求。SOC2111的尺寸如图3所示。座尺寸为4.6 mm×4.6 mm，窗口为r = 0.75 mm。于引脚必须占据一定的面积，因此玻璃基板被分割了。接收管矩阵的制造过程中，以6毫米×6毫米的小单位生产。收管分别固定在小单元中，并且导线从基板的后表面去除。号频率高达180 khz，恒温阀芯并添加了一个10 x 4的电容器（如图4所示）。虑到激光发射器发出的光穿过透镜并在一定距离内具有固定点区域并且具有很好的线性度，因此忽略了光的散射，并且认为在一定距离处它是绝对平行的并且不考虑接收管的光。口凸半圆的效果。定要监视的结构的复杂性和重要性的要监视的尺寸和精度，并确定正方形或矩阵的顺序。果可以选择数字光电解码传感器SOC2111形成（2n 1）×（2n 1）阶的方阵，则可以通过以下方式选择奇数阶的方阵作为状态的基点：最中央的传感器，并且算法相对简单。
时，也可以增加激光管的数量或切换到更复杂的交叉激光管（如图5所示）以提高精度。三阶接收矩阵为例分析算法的逻辑。收矩阵的点为零，二维模糊分为北，南，南，西，西，东，并且模糊程度分为四个级别。图6中的右图像相对应的状态是在东北方向上存在第二度偏移。1列出了相应的相对应变算法。
建筑模型上的传感器测试结果在预期范围内，并且正确返回了建筑物屋顶结构的变形，表明其具有良好的适应性。外，该设备的测量精度是可调的：通过选择矩阵的顺序和点的数量，可以定制适合于不同大跨度天花板结构的传感器，以准确反映结构的整体变形。筑物的屋顶。装置制造简单，成本低廉，监测范围广，具有良好的抗干扰能力。光的使用避免了自然光的干扰，使传感器能够在复杂的照明条件下运行，并且对环境具有高度适应性，从而确保了其在工程中的实用性。
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