CN102155934A - 一种光纤静力水准仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光纤静力水准仪，其包括一传感器检测装置，该传感器检测装置把监测到的信号通过一光纤回路传输到一数据处理系统，该传感器检测装置包括一光纤光栅传感器，光纤光栅传感器的一端通过一第一杠杆固定，另一端由一第二杠杆固定；第二杠杆的一端固定在一铰接支座上，另一端在一滑槽里运动；第二杠杆与一管道接触连接，接受被测管道内液体的压力。本发明的一种光纤静力水准仪其测量精度高，不受温度的影响，有很好的使用效果。

Description

一种光纤静力水准仪
技术领域
本发明涉及一种光纤静力水准仪，特别提到一种工程项目沉降观测的一种光纤静力水准仪。
背景技术
目前在工程沉降即时不间断自动监测、检测中一般用静力水准仪系统。近几年出现一种高精度即时不间断自动监测系统，该系统采用光钎光栅传感器，国内应用较多的是温度监测，应力应变监测可采用DSTS系统。。静力水准仪6采用振弦原理，如图1所示，压力盒4将不同的液体压力使钢弦3产生不同的张力，不同张力的钢弦有不同的自振频率，通过传感器5将钢弦的振动频率转换为不同的电信号输出，数据采集电脑2，将电信号转换为液体压力值，根据压力值换算为测点的相对高度。这种方法通过测量测点的相对高度变化，达到观测测点沉降的目的，但是它存在一定的缺陷，压力盒、液体和钢弦受温度变化的影响较大，使得静力水准仪观测测点的读数随昼夜呈周期性变化约1-2mm，难以确定测点的准确读数，精度也没有DSTS系统高。而DSTS系统采用FBG传感器，FBG传感器10安装在待测面上的两点之间，测得两点间物理量的变化如应变、温度等，经一根单纤双向光纤9回路将FBG传感器10串联，光纤与解调系统7连接，实现数据采集，通过PC主机8对采集到的数据进行所需测量值的转换提取。这种测量方法用FBG传感器测量精度高，但是整个测量FBG传感器只能测量沿FBG传感器长度方向的应变变化，不能测量FBG传感器所布置平面的平面外位移的变化值，这样就不能很好的得到所需要的水平面上测量测点的竖向位移的测量值。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提出一种光纤静力水准仪，其测量精度高，测点的测量值基本不受温度影响，FBG传感器不受温度影响并能测取温度，并可通过温度修正基本消除液体温度变化对读数的影响，能得到水平面上测点的竖向位移测量值。
本发明可通过以下技术方案予以实现：
一种光纤静力水准仪，其包括一传感器检测装置，所述传感器检测装置把监测到的信号通过一光纤回路传输到一数据处理系统，所述传感器检测装置包括一光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器的一端通过一第一杠杆固定，另一端由一第二杠杆固定；所述第二杠杆的一端固定在一铰接支座上，另一端在一滑槽里运动；所述第二杠杆与一管道接触连接，接受所述管道内液体的压力。
作为本发明的优选实施例：
本发明所述管道通过一三通结构把液体导入一波纹管，所述波纹管与一滑动管连接，所述滑动管的另一端连接一螺帽，所述螺帽与所述第二杠杆接触。
本发明所述螺帽为锥形。
本发明所述传感器检测装置外部设有一层金属壳。
通过以上技术方案，本发明的一种光纤静力水准仪，测量不受温度的影响，能24小时不间断监测，而且测量精度高，可达到万分之一。
附图说明
图1为一种现有静力水准仪结构示意图；
图2为一种现有DSTS系统的结构示意图；
图3为本发明的一种光纤静力水准仪的结构示意图；
图4为本发明的一种光纤静力水准仪的传感器检测装置的具体结构图。
图中
1，管道；2，数据采集电脑；3，钢弦；4，压力盒；5，传感器；6，静力水准仪；7，解调系统；8，PC主机；9，光纤回路；10，FBG传感器；11，传感器检测装置；12，第二杠杆；13，第一杠杆；14，铰接支座；15，滑槽；16，波纹管；17，滑动管；18，螺帽；19，金属壳
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明：
如图3及4所示，一种光纤静力水准仪，其包括一传感器检测装置11，传感器检测装置外部设有一层金属壳，该传感器检测装置11把监测到的信号通过一光纤回路9传输到一数据处理系统，传感器检测装置11包括一光纤光栅传感器(FBG传感器)10，光纤光栅传感器10的一端通过一第一杠杆13固定，另一端由一第二杠杆12固定；第二杠杆12的一端固定在一铰接支座14上，另一端在一滑槽15里运动；管道1通过一三通结构把液体导入一波纹管16，波纹管16与一滑动管17连接，滑动管的另一端连接一螺帽18，螺帽18为锥形并与第二杠杆12接触，通过该锥形螺帽18把管道1内液体的压力传给第二杠杆12。
本发明的一种光纤静力水准仪的工作过程如下：液体从管道1内依次流入波纹管16、滑动管17，把压力施加于锥形螺帽18，锥形螺帽18把该力施加于第二杠杆13使其在滑槽15内移动，这时FBG传感器10检测到压力，并把压力转变成光线的应变和温度信号，通过光纤回路9将采集到的数据传送到数据处理系统，其包括解调系统7和PC主机8，数据处理系统把光纤的应变和温度值分解出来，从而换算出测点的相对高度值。转换中，还考虑了温度变化对读数的微调。通过该装置使本发明的一种光纤静力水准仪具有：
(1)测量精度高，精度可达到万分之一。
(2)测点的测量值，不随温度变化出现数据误差。
(3)真正做到测点的24小时不间断监测，能及时报警。
但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (4)

1.一种光纤静力水准仪，其包括一传感器检测装置，所述传感器检测装置把监测到的信号通过一光纤回路传输到一数据处理系统，其特征在于：所述传感器检测装置包括一光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器的一端通过一第一杠杆固定，另一端由一第二杠杆固定；所述第二杠杆的一端固定在一铰接支座上，另一端在一滑槽里运动；所述第二杠杆与一管道接触连接，接受所述被测管道内液体的压力。
2.根据权利要求1所述的一种光纤静力水准仪，其特征在于：所述管道通过一三通结构把液体导入一波纹管，所述波纹管与一滑动管连接，所述滑动管的另一端连接一螺帽，所述螺帽与所述第二杠杆接触。
3.根据权利要求2所述的一种光纤静力水准仪，其特征在于：所述螺帽为锥形。
4.根据以上权利要求1-3任一项所述的一种光纤静力水准仪，其特征在于：所述传感器检测装置外部设有一层金属壳。
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