長(zhǎng)沙高中生發(fā)明橋墩垂直沉降監(jiān)測(cè)儀器

   “萌發(fā)發(fā)明念頭是因?yàn)轼P凰沱江大橋垮塌事故！”鄒雪君是湘西人，從小便喜歡動(dòng)手動(dòng)腦筋，進(jìn)入長(zhǎng)郡中學(xué)后，便加入學(xué)校的科研興趣小組。2007年8月13日，沱江大橋突然坍塌，導(dǎo)致多人遇難。聽(tīng)到這個(gè)消息，小姑娘心情沉重，因?yàn)楦赣H在公路部門(mén)工作，耳濡目染，她對(duì)路比較敏感。她央求父母帶她去事故現(xiàn)場(chǎng)，又去相關(guān)部門(mén)進(jìn)行社會(huì)調(diào)查：湘西的許多支線橋梁年久失修，特別是2008年汶川大地震后，湘西地區(qū)的橋梁也受到一定影響，有的出現(xiàn)了嚴(yán)重的沉降變形……

    了解越多，小姑娘搞發(fā)明的念頭越濃�！拔页３Ｏ�，如果能有一種儀器設(shè)備能解決以上問(wèn)題，那該多好��！也許我的家鄉(xiāng)從此就不會(huì)再發(fā)生橋梁事故了！”鄒雪君想到就做，利用假期，她開(kāi)始發(fā)明設(shè)計(jì)。

    大學(xué)微積分知識(shí)都用上了

    鄒雪君很快設(shè)計(jì)出橋墩監(jiān)測(cè)方案：利用放大鏡對(duì)橋墩微量垂直沉降進(jìn)行較遠(yuǎn)距離地放大。她拿著從顯微鏡上拆下的曲面鏡和用坐標(biāo)紙制作的簡(jiǎn)易光靶及一個(gè)功率為1mw的激光發(fā)射管開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，剛開(kāi)始就遇到問(wèn)題：曲面鏡在橋墩模型上根本靜不下來(lái)，很難達(dá)到與地面垂直，那該怎樣解決這個(gè)問(wèn)題呢？

    思索良久，直到一個(gè)陽(yáng)光明媚的下午，她突然想起姑姑家裝修時(shí)，裝修工人在裝推拉式不銹鋼的窗戶時(shí)，用到一種平衡儀器——自動(dòng)安平裝置。經(jīng)過(guò)詢問(wèn)，她從一家儀器店中的水準(zhǔn)儀中拆下自動(dòng)安平裝置帶回家。將自動(dòng)安平裝置安裝在曲面鏡下以后，果然，曲面鏡在自動(dòng)安平裝置的調(diào)解下，很快回復(fù)到與重心垂直的位置，這樣監(jiān)測(cè)就能正常運(yùn)行。

    原始而又簡(jiǎn)易的監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)明出來(lái)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，能夠監(jiān)測(cè)到物體的大概沉降。后來(lái),她將光靶換成自己拼做的光電轉(zhuǎn)換器和光電接收器，由普通的塑料管筒和電腦視屏攝像頭組成，而攝像頭的另一端連接電腦，這樣一來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)想中的可視化。

    但問(wèn)題接踵而來(lái)，這種裝置始終不能實(shí)現(xiàn)對(duì)橋墩的精確測(cè)量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，她發(fā)現(xiàn)實(shí)際沉降量和光電接收器上的數(shù)據(jù)存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。她找到老師，給了老師相關(guān)的一些角度長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)，讓老師協(xié)助她推導(dǎo)實(shí)際沉降與曲面鏡放大后的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，這其中涉及到大學(xué)的微積分知識(shí)。

    又經(jīng)過(guò)一段漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)與整理過(guò)程，裝置基本成熟了，鄒雪君給裝置起了個(gè)名字叫“橋墩垂直沉降監(jiān)測(cè)電子眼”。接下來(lái)就是逐漸完善的過(guò)程了，該怎樣利用公式來(lái)在電腦上顯示呢？

    鄒雪君想：“如果能有一個(gè)程序能同時(shí)顯示激光束的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，又能自動(dòng)采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，那就好了！”于是，她托父親找了他一個(gè)在一家大公司做程序管理員的朋友，請(qǐng)他幫忙設(shè)計(jì)了一個(gè)程序。沒(méi)多久程序設(shè)計(jì)出來(lái)了，能清楚地顯示激光束的具體位置。這樣，她的發(fā)明終于成功。