CN103148772A - 一种节杆式土体内部水平位移测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节杆式土体内部水平位移测量仪，包括测杆（1），所述测杆（1）的腔体两端处设有防护隔板（2），防护隔板（2）上设有位于其外侧的接线端口（3），在防护隔板（2）之间的腔体内设有固定设置的倾斜传感器（4）和数据采集与传输电路板（5），倾斜传感器（4）通过数据线和数据采集与传输电路板（5）相连，数据采集与传输电路板（5）分别通过数据线与测杆（1）两端处的接线端口（3）相连；所述的测杆（1）之间通过密封连接套（6）相连。本发明用于测量土层内部的水平位移并获得连续的水平位移数据，亦能用于建筑结构的倾斜测量监控及边坡变形测控等，广泛适用于土木工程结构安全监控领域；适宜工业化生产。

Description

一种节杆式土体内部水平位移测量仪

技术领域

 本发明涉及自动化仪器仪表领域，尤其是指一种可用于连续测量土体内部、建筑结构等双向的水平位移和倾角的测量仪器，具体地说是一种可自动连续测量空间倾角及水平位移的节杆式土体内部水平位移测量仪。

背景技术

在土木工程领域深基坑及边坡稳定性安全监控；建筑、桥梁结构的安全监控、地铁隧道施工安全监控中，地下土体和结构的倾斜和水平位移测量十分重要，倾斜测量得到广泛使用。目前国内外对于土木内部的倾斜测量大多使用测斜管和测斜仪，这些装置使用的是十多年前的技术研发，由于需要人力去手工测量，因而无法做到实时自动化的监控，而实时性对深基坑开挖和边坡稳定十分重要，因此该领域需要研究一种能够进行实时动态倾斜监控的装置，利用现在的计算机通讯技术，实现多点、自动化、远程实时倾斜状态监控。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可自动连续测量空间倾角及水平位移的节杆式土体内部水平位移测量仪。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种节杆式土体内部水平位移测量仪，包括测杆，其特征在于所述测杆的腔体两端处设有防护隔板，防护隔板上设有位于其外侧的接线端口，在防护隔板之间的腔体内设有固定设置的倾斜传感器和数据采集与传输电路板，倾斜传感器通过数据线和数据采集与传输电路板相连，数据采集与传输电路板分别通过数据线与测杆两端处的接线端口相连；所述的测杆之间通过密封连接套相连。

所述的测杆采用柔性材料制成。

所述测杆的两端端部皆设有定位机构，相邻的两测杆先通过定位机构定位相连后再通过密封连接套固定密封相连。

所述的测杆和密封连接套之间采用螺纹连接。

所述测杆和密封连接套的螺纹连接末端处设有密封垫。

所述测杆的腔体内设有托板，所述的托板上固定设置倾斜传感器和数据采集与传输电路板。

所述的接线端口采用防水型接线端口。

所述的接线端口包括分别位于测杆两端的插头式接线端口和插座式接线端口。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明通过采用先进的MEMS型倾斜传感器和集成的数据采集与传输电路板实现对倾斜信号的连续采集，可测得X、Y两个正交方向的瞬时倾角，通过配套软件计算出测杆在2个正交方向的实时位移，达到测量土体内部静态和动态水平位移的目的，配合相关软件可进行自动化的倾斜测量和长期观察。

本发明的测量仪在测杆发生倾斜时可以迅速准确地测得倾斜梁，最大倾斜角度测量范围为0-90度，测量方向可以是单向或双向，配合后续数据处理程序可以自动确定整个检测点的累计水平位移和倾角，可实时动态测量土体内部不同图层的水平位移以及边坡的倾角等。

本发明的测量仪还可作为一种通用的多点倾斜传感器使用，根据实际需要扩大或减小测点数量，可应用于各类土木工程结构深基坑监测、边坡稳定监控、建筑结构长期倾斜监测和大型桥梁长期倾斜监测等，从而获得被测对象的水平位移或倾角，为信息化施工和工程安全提供快捷、准确的测试数据。

本发明可自动连续测量空间的倾角和水平位移，具有精度高、低功耗、低噪声、温度特性好、性价比好、稳定性好以及抗冲击能力强、体积小、重量轻的特点，可实现大倾角、大位移的测量，适宜工业化生产。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

其中：1—测杆；2—防护隔板；3—接线端口；4—倾斜传感器；5—数据采集与传输电路板；6—密封连接套；7—定位机构；8—密封垫；9—托板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示：一种节杆式土体内部水平位移测量仪，包括采用柔性材料制成的测杆1，测杆1之间通过密封连接套6螺纹相连组合成多节杆的测斜系统，在测杆1的两端端部皆设有定位机构7，定位机构7能够保证测杆1精确的方向定位，相邻的两测杆1先通过定位机构7定位相连后再通过密封连接套6固定密封相连，且为了保证测杆1和密封连接套6相连处的密封性，在测杆1和密封连接套6的螺纹连接末端处设有密封垫8。在测杆1的腔体两端处设有防护隔板2，防护隔板2上设有位于其外侧的接线端口3，接线端口3采用防水型接线端口且接线端口3包括分别位于测杆1两端的插头式接线端口和插座式接线端口，接线端口3优先选用防水型航空插头和防水型航空插座，在防护隔板2之间的腔体内设有固定设置的倾斜传感器4和数据采集与传输电路板5，倾斜传感器4和数据采集与传输电路板5固定放置在测杆1的腔体内设置的托板9上，倾斜传感器4通过数据线和数据采集与传输电路板5相连，数据采集与传输电路板5分别通过数据线与测杆1两端处的接线端口3相连，位于该测量仪最顶端处的接线端口3通过引出导线与外部的专用采集仪器相连。其中倾斜传感器4选用新一代的MEMS传感器，该传感器为硅片构成的立体结构，当倾斜或者有加速度的时候，传感器的电容发生变化，具有灵敏度高、可靠性高的特点；数据采集与传输电路板5装有信号采集、滤波与通信电路，按485协议标准传输信号。

本发明的测量仪在使用时，首先将任意多个测杆1连接在一起用于不同深度的地下土体水平位移测试，通过采用先进的MEMS型倾斜传感器4和集成的数据采集与传输电路板5实现对倾斜信号的连续采集，可测得X、Y两个正交方向的瞬时倾角，通过配套软件计算出测杆1在2个正交方向的实时位移，达到测量土体内部静态和动态水平位移的目的，配合相关软件可进行自动化的倾斜测量和长期观察。该测量仪在测杆1发生倾斜时可以迅速准确地测得倾斜梁，最大倾斜角度测量范围为0~90度，测量方向可以是单向或双向，配合后续数据处理程序可以自动确定整个检测点的累计水平位移和倾角，可实时动态测量土体内部不同图层的水平位移以及边坡的倾角等。另外，本发明的测量仪也可作为一种通用的多点倾斜传感器使用，根据实际需要扩大或减小测点数量，可应用于各类土木工程结构深基坑监测、边坡稳定监控、建筑结构长期倾斜监测和大型桥梁长期倾斜监测等，从而获得被测对象的水平位移或倾角，为信息化施工和工程安全提供快捷、准确的测试数据。

本发明可自动连续测量空间的倾角和水平位移，具有精度高、低功耗、低噪声、温度特性好、性价比好、稳定性好以及抗冲击能力强、体积小、重量轻的特点，可实现大倾角、大位移的测量，适宜工业化生产。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种节杆式土体内部水平位移测量仪，包括测杆（1），其特征在于所述测杆（1）的腔体两端处设有防护隔板（2），防护隔板（2）上设有位于其外侧的接线端口（3），在防护隔板（2）之间的腔体内设有固定设置的倾斜传感器（4）和数据采集与传输电路板（5），倾斜传感器（4）通过数据线和数据采集与传输电路板（5）相连，数据采集与传输电路板（5）分别通过数据线与测杆（1）两端处的接线端口（3）相连；所述的测杆（1）之间通过密封连接套（6）相连。

2.根据权利要求1所述的节杆式土体内部水平位移测量仪，其特征在于所述的测杆（1）采用柔性材料制成。

3.根据权利要求1所述的节杆式土体内部水平位移测量仪，其特征在于所述测杆（1）的两端端部皆设有定位机构（7），相邻的两测杆（1）先通过定位机构（7）定位相连后再通过密封连接套（6）固定密封相连。

4.根据权利要求1所述的节杆式土体内部水平位移测量仪，其特征在于所述的测杆（1）和密封连接套（6）之间采用螺纹连接。

5.根据权利要求1或4所述的节杆式土体内部水平位移测量仪，其特征在于所述测杆（1）和密封连接套（6）的螺纹连接末端处设有密封垫（8）。

6.根据权利要求1所述的节杆式土体内部水平位移测量仪，其特征在于所述测杆（1）的腔体内设有托板（9），所述的托板（9）上固定设置倾斜传感器（4）和数据采集与传输电路板（5）。

7.根据权利要求1所述的节杆式土体内部水平位移测量仪，其特征在于所述的接线端口（3）采用防水型接线端口。

8.根据权利要求1或7所述的节杆式土体内部水平位移测量仪，其特征在于所述的接线端口（3）包括分别位于测杆（1）两端的插头式接线端口和插座式接线端口。

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