CN103322902B - 边坡二维角位移与脉动监测器及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种边坡二维角位移与脉动监测器及其安装方法，包括了悬臂板式脉动传感器、摆杆式二维角位移传感器、温度传感器、五个倾斜方向指示器、罩壳、底座，边坡上等距分布有数个工作台，每个工作台台面上均安置有一只边坡二维角位移与脉动监测器。在边坡二维角位移与脉动监测器的底座内安置有悬臂板式脉动传感器，底座的顶板中心安置有摆杆式二维角位移传感器，罩壳顶面上有按梅花型分布的五只倾斜方向指示器。该边坡二维角位移与脉动监测器具有量程大、精度高、分辨率好、体积小、灵敏度高、工作可靠、成本低等特点，为防止发生山体、丘陵、大坝、河堤或基坑等滑坡或崩岸的地质灾害，提供了新的监测仪器设备。

Description

边坡二维角位移与脉动监测器及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种监测山谷、丘陵、大坝、河堤、路堤或基坑的边坡，在二维方向上角位移与脉动的稳定监测仪器及其安装方法，具体的说是一种边坡二维角位移与脉动监测器及其安装方法。

背景技术

目前，常采用电磁信号仪、边坡内部位移监测系统、倾角仪、振动仪等方法对山谷、丘陵、大坝、河堤、路堤或基坑的边坡的角位移或脉动进行监测，但该些仪器设备存在着安装复杂，不能长期暴露在野外，不能同时测得坝坡角位移与脉动，不能连续实时输出监测信号等方面的不足。

发明内容

针对现有监测边坡角位移或脉动仪器设备的不足，本发明提出了一种边坡二维角位移与脉动监测器及其安装方法，它能全天候、水上或水下连续不间断边坡稳定进行监测，实时输出边坡二维角变位与脉动的数据。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种边坡二维角位移与脉动监测器，包括了悬臂板式脉动传感器、摆杆式二维角位移传感器、温度传感器、五个倾斜方向指示器、罩壳、底座，在所述的边坡上沿铅垂线和水平线等距分布有数个工作台，每个工作台台面上均安置有一只边坡二维角位移与脉动监测器，该边坡角二维位移与脉动监测器的底座为圆盒形状，底座内有水平的隔板，隔板的下方设有悬臂板式脉动传感器，隔板的上方设有电路板，以及在隔板上方底座侧壁的三个通孔内分别安置有温度传感器、电源开关、电缆固定头，底座上安置有圆弹头型的罩壳，底座与罩壳之间设置有止水圈，罩壳内的底座顶板中心安置有摆杆式二维角位移传感器，罩壳的内壁衬有保温层，罩壳顶面上有按梅花型分布并发出不同光色的五只倾斜方向指示器，其正中位置是铅直方向指示器，前方位置是前倾斜方向指示器，后方位置是后倾斜方向指示器，左侧位置是左倾斜方向指示器，右侧位置是右倾斜方向指示器，当边坡二维角位移与脉动监测器的中心线铅直时，所述的铅直方向指示器亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向前方倾斜时，所述的前倾斜方向指示器亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向后方倾斜时，所述的后倾斜方向指示器亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向左方倾斜时，所述的左倾斜方向指示器亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向右方倾斜时，所述的右倾斜方向指示器亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向前、右方倾斜时，所述的前倾斜方向指示器与右倾斜方向指示器均亮。所述的悬臂板式脉动传感器、摆杆式二维角位移传感器的前后方向中心线与左右方向中心线相互垂直，并各自对齐于底座前后方向与左右方向的中心铅垂面。

所述底座内的悬臂板式脉动传感器，在隔板与底座底板之间内壁的最上部位安置有悬臂板a与磁敏元件a，中间部位安置有悬臂板b与磁敏元件b，最下部位安置有悬臂板c与磁敏元件c，并且在隔板与底座底板之间注满硅油，形成了封闭的测试腔；所述的悬臂板a板轴线位于底座前后方向中心线呈水平45°夹角的方向上，悬臂板a的板面为水平面，悬臂板a的板端安置有磁铁块a，所述的磁敏元件a安置于与悬臂板a的磁铁块a间隔δ距离，并偏于悬臂板a板轴线下方Δ距离的位置；所述的悬臂板b板轴线位于底座左右方向的中心线上，悬臂板b的板面为铅垂面，悬臂板b板端安置有磁铁块b，所述的磁敏元件b安置于与悬臂板b的磁铁块b间隔δ距离，并偏于悬臂板b板轴线后方Δ距离的位置；所述的悬臂板c板轴线位于底座前后方向的中心线上，悬臂板c的板面为铅垂面，悬臂板c板端安置有磁铁块c，所述的磁敏元件c安置于与悬臂板c的磁铁块c间隔δ距离，并偏于悬臂板c板轴线右侧Δ距离的位置；所述的悬臂板a、悬臂板b、悬臂板c的横断面均为矩形，且均为直板、等宽、等厚，所述的磁铁块a、磁铁块b、磁铁块c的N极均朝向沿板轴线的板端外侧；当正前或正后方向传来振动波时，悬臂板a与悬臂板b均会产生振动，悬臂板a板端的磁铁块a来回切换磁敏元件a上的磁力线，悬臂板b板端的磁铁块b来回切换磁敏元件b上的磁力线，磁敏元件a与磁敏元件b均输出相应的传感信号；当正左或正右方向传来振动波时，悬臂板a与悬臂板c均会产生振动，悬臂板a板端的磁铁块a来回切换磁敏元件a上的磁力线，悬臂板c板端的磁铁块c来回切换磁敏元件c上的磁力线，磁敏元件a与磁敏元件c均输出相应的传感信号；当前、偏左方向传来振动波时，悬臂板a、悬臂板b、悬臂板c均会产生振动，悬臂板a板端的磁铁块a来回切换磁敏元件a上的磁力线，悬臂板b板端的磁铁块b来回切换磁敏元件b上的磁力线，悬臂板c板端的磁铁块c来回切换磁敏元件c上的磁力线，且悬臂板b比悬臂板c切换磁力线的幅度大，磁敏元件a、磁敏元件b与磁敏元件c均输出相应的传感信号；当振动波消失后，该些悬臂板均逐渐恢复原静止状态，以此类推，当任何方向振动波引起边坡的脉动，所述的悬臂板式脉动传感器均能输出相应的传感信号。

所述的摆杆式二维角位移传感器机壳内上方的中心有一只二维摆杆架，在沿二维摆杆架左右方向中心线的两外侧架壁上各固定有一根水平的销轴a，该两根销轴a分别活动安置于机壳内壁左、右相对的销轴座内；在所述二维摆杆架内侧的架壁上，沿二维摆杆架前后方向中心线有相对的两只销轴座，该两只销轴座内活动安置有一根水平的销轴b，一根圆形摆杆的上端固定于所述销轴b的中间，摆杆的下端是铅坠，摆杆的中段部位箍有圆形的调制圈架，与调制圈架相应位置的机壳内壁上安置有一只圆形的传感圈架，调制圈架外围侧面与传感圈架内围侧面有ξ的间隙，所述的摆杆在机壳内能二维方向上自由摆动；所述的机壳内注满硅油，形成了封闭的测试腔；在所述机壳内的底部有制动器，扳动机壳外侧壁上的制动开关能释放或制动摆杆；所述的二维摆杆架上的两根销轴a与销轴b在同一水平面内，在所述调制圈架内沿前后方向中心线的前方埋置有磁铁块d，后方埋置有磁铁块e，以及沿左右方向中心线的左侧埋置有磁铁块f，右侧埋置有磁铁块g，所述的磁铁块d、磁铁块e、磁铁块f、磁铁块g的N极均各自朝向调制圈架外围侧面的法线方向，在所述传感圈架内围侧面沿前后方向中心线的前方安置有磁敏元件d，后方安置有磁敏元件e，以及沿左右方向中心线的左侧安置有磁敏元件f，右侧安置有磁敏元件g；当摆杆式二维角位移传感器向正前方向倾斜时，所述的摆杆保持铅直状态，摆杆调制圈架上的磁铁块d靠近传感圈架上的磁敏元件d，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且摆杆式二维角位移传感器越向前倾斜，磁铁块d越靠近磁敏元件d，磁敏元件d输出的传感信号越强；当摆杆式二维角位移传感器向正左方向倾斜时，所述的摆杆保持铅直状态，摆杆调制圈架上的磁铁块f靠近传感圈架上的磁敏元件f，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且摆杆式维角位移传感器越向左倾斜，磁铁块f越靠近磁敏元件f，磁敏元件f输出的传感信号越强；当摆杆式二维角位移传感器向后、偏右方向倾斜时，所述的摆杆保持铅直状态，摆杆调制圈架上的磁铁块e与磁铁块g分别靠近传感圈架上的磁敏元件e与磁敏元件g，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且磁敏元件e比磁敏元件g接收到的磁力线要强，磁敏元件e与磁敏元件g均输出相应增强的传感信号；以此类推，所述的摆杆式二维角位移传感器向任何方向倾斜，该摆杆式二维角位移传感器均能输出相应的传感信号。

一种边坡二维角位移与脉动监测器的安装方法，依次按以下步骤进行：

（1）在所述山谷、丘陵、大坝、河堤、路堤或基坑的边坡上，沿铅垂线和水平线等距布设监测点后，把所有监测点砌筑或找平、硬化处理形成工作台，并在每个工作台面上按设计的监测方向画出定位十字线；

（2）打开边坡二维角位移与脉动监测器的罩壳，扳动摆杆式二维角位移传感器机壳上的制动开关，撤去对摆杆制动，再罩好罩壳。在工作台面上放置一只垫块圈模，把边坡二维角位移与脉动监测器放入垫块圈模内，将边坡二维角位移与脉动监测器的电缆线与边坡二维角位移与脉动监测仪联接；

（3）在工作台台面上支起专用定位架，用专用定位架的夹头夹住并提起边坡二维角位移与脉动监测器，使得边坡角二维位移与脉动监测器底座的底面离开工作台台面，且低于垫块圈模的高度；

（4）旋动专用定位架上的水平微动旋钮，将边坡二维角位移与脉动监测器底座上的定位刻度对准于工作台台面上的定位十字线，接着打开边坡二维角位移与脉动监测仪，视边坡二维角位移与脉动监测器罩壳顶部铅直方向指示器的发光或边坡二维角位移与脉动监测仪的显示，旋动专用定位架上的倾斜微动旋钮，待边坡二维角位移与脉动监测器的摆杆式二维角位移传感器摆杆对中后，将边坡二维角位移与脉动监测器在专用定位架上临时定位；

（5）在垫块圈模内注满高强度快速凝固料，待该凝固料凝固达到强度形成垫块后，松开专用定位架的夹头，撤去专用定位架，拆去垫块圈模，拧紧固定螺栓，把边坡二维角位移与脉动监测器牢固地固定在工作台面的垫块上，则完成了一只边坡二维角位移与脉动监测器的安装；

（6）按照步骤（3）、（4）、（5），把边坡上所有的监测点工作台台面上均安装好边坡二维角位移与脉动监测器；

（7）进行边坡二维角位移与脉动的监测。

本发明中的边坡二维角位移与脉动监测器基于以下工作原理：所述的山谷、丘陵、大坝、河堤、路堤或基坑的边坡，在自重、雨雪、冰冻、水位等作用下会发生平移、转动、沉陷、崩塌，尤其受到风浪、地震或附近爆破时还会产生脉动，现由安置在该些边坡上的边坡二维角位移与脉动监测器进行监测，以便及时采取措施，避免该些边坡发生滑坡、崩塌等失稳的地质灾害。边坡二维角位移与脉动监测器由悬臂板式脉动传感器与摆杆式二维角位移传感器两部分组成，悬臂板式脉动传感器是监测边坡脉动的振幅、频率及产生振动波方向，摆杆式二维角位移传感器是监测边坡在二维方向上的角位移。

所述的悬臂板式脉动传感器基于以下工作原理：由于悬臂板的横断面为矩形薄板，其板高远比板宽的尺寸小，即悬臂板在板高方向的刚度远比板宽方向的刚度小，又悬臂板的板端部位设置有磁铁重块，所以只有垂直于悬臂板板面方向传来爆破等的低频波动，悬臂板在惯性力作用下会产生变形而振动。为了传感传来波动的强度及判别传来波动的方向，在悬臂板板端沿板轴线间隔δ距离，以及偏离悬臂板板面中心线一侧的Δ位置安置磁敏元件，来接收悬臂板振动而变化的磁力线，传感输出传来波动的强度与方向的信号。对于传来波动的强度，由悬臂板振动的幅度来传感；对于传来波动的频率，由悬臂板在单位时间内振动次数的来传感；对于传来波动的方向判别，由于磁敏元件位于悬臂板板端板一侧的Δ位置，在未受到波动前，磁敏元件接受到的磁力线不是最强的，磁敏元件输出传感信号为U，当悬臂板受到波动发生振动时，磁敏元件接受到的磁力线会增加或减少，磁敏元件相应地输出传感信号为U±ΔU，所以可根据磁敏元件起初输出传感信号是U＋ΔU或U－ΔU，来判别传来波动的方向。经理论分析与实验证明，悬臂板在惯性力的作用下，若磁敏元件与波动传来方向为悬臂板的同侧时，磁敏元件起初输出传感信号应该是U＋ΔU，反则是U－ΔU。现在所述的底座内安置了悬臂板a、悬臂板b、悬臂板c，悬臂板b与悬臂板c的板轴线相互垂直，所述的悬臂板a板轴线位于底座前后方向中心线呈水平45°夹角的方向上，悬臂板a的板面为水平面，悬臂板a的板端安置有磁铁块a，所述的磁敏元件a安置于与悬臂板a的磁铁块a间隔δ距离，并偏于悬臂板a板轴线下方Δ距离的位置；所述的悬臂板b板轴线位于底座左右方向的中心线上，悬臂板b的板面为垂直面，悬臂板b板端安置有磁铁块b，所述的磁敏元件b安置于与悬臂板b的磁铁块b间隔δ距离，并偏于悬臂板b板轴线后方Δ距离的位置；所述的悬臂板c板轴线位于底座前后方向的中心线上，悬臂板c的板面为垂直面，悬臂板c板端安置有磁铁块c，所述的磁敏元件c安置于与悬臂板c的磁铁块c间隔δ距离，并偏于悬臂板c板轴线右侧Δ距离的位置。当正前或正后方向传来振动波时，悬臂板a与悬臂板b均会产生振动，悬臂板a板端的磁铁块a来回切换磁敏元件a上的磁力线，悬臂板b板端的磁铁块b来回切换磁敏元件b上的磁力线，磁敏元件a与磁敏元件b均输出相应的传感信号；当正左或正右方向传来振动波时，悬臂板a与悬臂板c均会产生振动，悬臂板a板端的磁铁块a来回切换磁敏元件a上的磁力线，悬臂板c板端的磁铁块c来回切换磁敏元件c上的磁力线，磁敏元件a与磁敏元件c均输出相应的传感信号；当前、偏左方向传来振动波时，悬臂板a、悬臂板b、悬臂板c均会产生振动，悬臂板a板端的磁铁块a来回切换磁敏元件a上的磁力线，悬臂板b板端的磁铁块b来回切换磁敏元件b上的磁力线，悬臂板c板端的磁铁块c来回切换磁敏元件c上的磁力线，且悬臂板b比悬臂板c切换磁力线的幅度大，磁敏元件a、磁敏元件b与磁敏元件c均输出相应的传感信号；当振动波消失后，该些悬臂板均逐渐恢复原静止状态。以此类推，当任何方向的振动波引起边坡的脉动，所述的悬臂板式脉动传感器均能输出相应的传感信号。

所述的摆杆式二维角位移传感器基于以下工作原理：在摆杆式二维角位移传感器机壳内上方的中心有一只二维摆杆架，在沿二维摆杆架左右方向中心线的两外侧架壁上各固定有一根水平的销轴a，该两根销轴a分别活动安置于机壳内壁左、右相对的销轴座内。在二维摆杆架内侧的架壁上，沿二维摆杆架前后方向中心线有相对的两只销轴座，该两只销轴座内活动安置有一根水平的销轴b，一根圆形摆杆的上端固定于所述销轴b的中间，摆杆的下端是铅坠，形似一只二维陀螺架上挂着摆杆，所以摆杆能在机壳内二维方向上自由摆动。当摆杆式二维角位移传感器向正前方向倾斜时，所述的摆杆保持铅直状态，摆杆调制圈架上的磁铁块d靠近传感圈架上的磁敏元件d，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且摆杆式二维角位移传感器越向前倾斜，磁铁块d越靠近磁敏元件d，磁敏元件d输出增强的传感信号越强；当摆杆式二维角位移传感器向正左方向倾斜时，所述的摆杆保持铅直状态，摆杆调制圈架上的磁铁块f靠近传感圈架上的磁敏元件f，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且摆杆式维角位移传感器越向左倾斜，磁铁块g越靠近磁敏元件f，磁敏元件f输出增强的传感信号越强；当摆杆式二维角位移传感器向后、偏右方向倾斜时，所述的摆杆保持铅直状态，摆杆调制圈架上的磁铁块e与磁铁块g分别靠近传感圈架上的磁敏元件e与磁敏元件g，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且磁敏元件e比磁敏元件g接收到的磁力线要强，磁敏元件e与磁敏元件g均相应地输出增强的传感信号；以此类推，所述的摆杆式二维角位移传感器向任何方向倾斜，该摆杆式二维角位移传感器均能输出相应的传感信号。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：本发明提出的一种边坡二维角位移与脉动监测器及其安装方法，它能全天候、水上或水下连续不间断进行监测边坡的稳定状况，实时输出监测点处边坡二维角位移与脉动的数据，具有量程大、精度高、分辨率好、体积小、灵敏度高、工作可靠、成本低等特点，为防止发生山体、丘陵、大坝、河堤、路堤或基坑等滑坡或崩岸的地质灾害，提供了新的监测仪器设备。

附图说明

图1为本发明的边坡二维角位移与脉动监测器工作正视示意图。

图2为本发明的边坡二维角位移与脉动监测器工作侧剖视示意图。

图3为本发明的边坡二维角位移与脉动监测器正剖视结构示意图。

图4为本发明的边坡二维角位移与脉动监测器右侧剖视结构示意图。

图5为本发明的边坡二维角位移与脉动监测器俯剖视结构示意图。

图6为本发明的悬臂板式脉动传感器俯剖视结构示意图。

图7为本发明的摆杆式二维角位移传感器调制圈处俯剖视结构示意图。

图中标号：1边坡、2原地面、3工作台、4边坡二维角位移与脉动监测器、5底座、6隔板、7顶板、8温度传感器、9电源开关、10电缆固定头、11电路板、12罩壳、13保温层、14止水圈、15铅直方向指示器、16前倾斜方向指示器、17后倾斜方向指示器、18左倾斜方向指示器、19右倾斜方向指示器、20悬臂板式脉动传感器、21硅油、22悬臂板a、23悬臂板b、24悬臂板c、25磁铁块a、26磁铁块b、27磁铁块c、28磁敏元件a、29磁敏元件b、30磁敏元件c、31摆杆式二维角位移传感器、32机壳、33二维摆杆架、34销轴a、35销轴b、36摆杆、37铅坠、38调制圈架、39磁铁块d、40磁铁块e、41磁铁块f、42磁铁块g、43传感圈架、44磁敏元件d、45磁敏元件e、46磁敏元件f、47磁敏元件g、48制动器、49制动开关。

具体实施方式

参见图1～图7，为本发明的一种边坡二维角位移与脉动监测器，包括了悬臂板式脉动传感器20、摆杆式二维角位移传感器31、温度传感器8、五个倾斜方向指示器、罩壳12、底座5，其特征在于：在所述的边坡1上沿铅垂线和水平线等距分布有数个工作台3，每个工作台3台面上均安置有一只边坡二维角位移与脉动监测器4，该边坡角二维位移与脉动监测器4的底座5为圆盒形状，底座5内有水平的隔板6，隔板6的下方安置有悬臂板式脉动传感器20，隔板6的上方安置有电路板11，以及在隔板6上方底座5侧壁的三个通孔内分别安置有温度传感器8、电源开关9、电缆固定头10，底座5上安置有圆弹头型的罩壳12，底座5与罩壳12之间设置有止水圈14，罩壳12内的底座5顶板7中心安置有摆杆式二维角位移传感器31，罩壳12的内壁衬有保温层13，罩壳12顶面上有按梅花型分布并发出不同光色的五只倾斜方向指示器，其正中位置是铅直方向指示器15，前方位置是前倾斜方向指示器16，后方位置是后倾斜方向指示器17，左侧位置是左倾斜方向指示器18，右侧位置是右倾斜方向指示器19。当边坡二维角位移与脉动监测器的中心线铅直时，所述的铅直方向指示器15亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向前方倾斜时，所述的前倾斜方向指示器16亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向后方倾斜时，所述的后倾斜方向指示器17亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向左方倾斜时，所述的左倾斜方向指示器18亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向右方倾斜时，所述的右倾斜方向指示器19亮；当边坡二维角位移与脉动监测器向前、右方倾斜时，所述的前倾斜方向指示器16与右倾斜方向指示器19均亮。所述的悬臂板式脉动传感器20、摆杆式二维角位移传感器31的前后方向中心线与左右方向中心线相互垂直，并各自对齐于底座5前后方向与左右方向的中心铅垂面。

所述底座5内的悬臂板式脉动传感器20，在隔板6与底座5底板之间内壁的最上部位安置有悬臂板a22与磁敏元件a28，中间部位安置有悬臂板b23与磁敏元件b29，最下部位安置有悬臂板c24与磁敏元件c30，并且在隔板6与底座5底板之间注满硅油21，形成了封闭的测试腔。所述的悬臂板a22板轴线位于底座5前后方向中心线呈水平45°夹角的方向上，悬臂板a22的板面为水平面，悬臂板a22的板端安置有磁铁块a25，所述的磁敏元件a28安置于与悬臂板a22的磁铁块a25间隔δ距离，并偏于悬臂板a22板轴线下方Δ距离的位置；所述的悬臂板b23板轴线位于底座5左右方向的中心线上，悬臂板b23的板面为铅垂面，悬臂板b23板端安置有磁铁块b26，所述的磁敏元件b29安置于与悬臂板b23的磁铁块b26间隔δ距离，并偏于悬臂板b23板轴线后方Δ距离的位置；所述的悬臂板c24板轴线位于底座5前后方向的中心线上，悬臂板c24的板面为铅垂面，悬臂板c24板端安置有磁铁块c27，所述的磁敏元件c30安置于与悬臂板c24的磁铁块c27间隔δ距离，并偏于悬臂板c24板轴线右侧Δ距离的位置；所述的悬臂板a22、悬臂板b23、悬臂板c24的横断面均为矩形，且均为直板、等宽、等厚，所述的磁铁块a25、磁铁块b26、磁铁块c27的N极均朝向沿板轴线的板端外侧。当正前或正后方向传来振动波时，悬臂板a22与悬臂板b23均会产生振动，悬臂板a22板端的磁铁块a25来回切换磁敏元件a28上的磁力线，悬臂板b23板端的磁铁块b26来回切换磁敏元件b29上的磁力线，磁敏元件a28与磁敏元件b29均输出相应的传感信号；当正左或正右方向传来振动波时，悬臂板a22与悬臂板c24均会产生振动，悬臂板a22板端的磁铁块a25来回切换磁敏元件a28上的磁力线，悬臂板c24板端的磁铁块c27来回切换磁敏元件c30上的磁力线，磁敏元件a28与磁敏元件c30均输出相应的传感信号；当前、偏左方向传来振动波时，悬臂板a22、悬臂板b23、悬臂板c24均会产生振动，悬臂板a22板端的磁铁块a25来回切换磁敏元件a28上的磁力线，悬臂板b23板端的磁铁块b26来回切换磁敏元件b29上的磁力线，悬臂板c24板端的磁铁块c27来回切换磁敏元件c30上的磁力线，且悬臂板b23比悬臂板c24切换磁力线的幅度大，磁敏元件a28、磁敏元件b29与磁敏元件c30均输出相应的传感信号；当振动波消失后，该些悬臂板均逐渐恢复原静止状态。以此类推，当任何方向振动波引起边坡1的脉动，所述的悬臂板式脉动传感器20均能输出相应的传感信号。所述的摆杆式二维角位移传感器31机壳32内上方的中心有一只二维摆杆架33，在沿二维摆杆架33左右方向中心线的两外侧架壁上各固定有一根水平的销轴a34，该两根销轴a34分别活动安置于机壳32内壁左、右相对的销轴座内。在所述二维摆杆架33内侧的架壁上，沿二维摆杆架33前后方向中心线有相对的两只销轴座，该两只销轴座内活动安置有一根水平的销轴b35，一根圆形摆杆36的上端固定于所述销轴b35的中间，摆杆36的下端是铅坠37，摆杆36的中段部位箍有圆形的调制圈架38，与调制圈架38相应位置的机壳32内壁上安置有一只圆形的传感圈架43，调制圈架38外围侧面与传感圈架43内围侧面有ξ的间隙，所述的摆杆36在机壳32内能二维方向上自由摆动。所述的机壳32内注满硅油21，形成了封闭的测试腔。在所述机壳32内的底部有制动器48，扳动机壳32外侧壁上的制动开关49能释放或制动摆杆36。

所述的二维摆杆架33上的两根销轴a34与销轴b35在同一水平面内。在所述调制圈架38内沿前后方向中心线的前方埋置有磁铁块d39，后方埋置有磁铁块e40，以及沿左右方向中心线的左侧埋置有磁铁块f41，右侧埋置有磁铁块g42，所述的磁铁块d39、磁铁块e40、磁铁块f41、磁铁块g42的N极均各自朝向调制圈架38外围侧面的法线方向，在所述传感圈架43内围侧面沿前后方向中心线的前方安置有磁敏元件d44，后方安置有磁敏元件e45，以及沿左右方向中心线的左侧安置有磁敏元件f46，右侧安置有磁敏元件g47。当摆杆式二维角位移传感器31向正前方向倾斜时，所述的摆杆36保持铅直状态，摆杆36调制圈架38上的磁铁块d39靠近传感圈架43上的磁敏元件d44，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且摆杆式二维角位移传感器31越向前倾斜，磁铁块d39越靠近磁敏元件d44，磁敏元件d44输出的传感信号越强；当摆杆式二维角位移传感器31向正左方向倾斜时，所述的摆杆36保持铅直状态，摆杆36调制圈架38上的磁铁块f41靠近传感圈架43上的磁敏元件f46，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且摆杆式维角位移传感器31越向左倾斜，磁铁块f41越靠近磁敏元件f46，磁敏元件f46输出的传感信号越强；当摆杆式二维角位移传感器31向后、偏右方向倾斜时，所述的摆杆36保持铅直状态，摆杆36调制圈架38上的磁铁块e40与磁铁块g42分别靠近传感圈架43上的磁敏元件e45与磁敏元件g47，其他的磁敏元件均远离磁铁块，且磁敏元件e45比磁敏元件g47接收到的磁力线要强，磁敏元件e45与磁敏元件g47均输出相应增强的传感信号；以此类推，所述的摆杆式二维角位移传感器31向任何方向倾斜，该摆杆式二维角位移传感器31均能输出相应的传感信号。

一种边坡二维角位移与脉动监测器4的安装方法，依次按以下步骤进行：

（1）在所述山谷、丘陵、大坝、河堤、路堤或基坑的边坡1上，沿铅垂线和水平线等距布设监测点后，把所有监测点砌筑或找平、硬化处理形成工作台3，并在每个工作台3面上按设计的监测方向画出定位十字线；

（2）打开边坡二维角位移与脉动监测器4的罩壳12，扳动摆杆式二维角位移传感器31机壳32上的制动开关49，撤去对摆杆36制动，再罩好罩壳12。在工作台3面上放置一只垫块圈模，把边坡二维角位移与脉动监测器4放入垫块圈模内，将边坡二维角位移与脉动监测器4的电缆线与边坡二维角位移与脉动监测仪联接；

（3）在工作台3台面上支起专用定位架，用专用定位架的夹头夹住并提起边坡二维角位移与脉动监测器4，使得边坡角二维位移与脉动监测器4底座5的底面离开工作台3台面，且低于垫块圈模的高度；

（4）旋动专用定位架上的水平微动旋钮，将边坡二维角位移与脉动监测器4底座5上的定位刻度对准于工作台3台面上的定位十字线，接着打开边坡二维角位移与脉动监测仪，视边坡二维角位移与脉动监测器4罩壳12顶部铅直方向指示器15的发光或边坡二维角位移与脉动监测仪的显示，旋动专用定位架上的倾斜微动旋钮，待边坡二维角位移与脉动监测器4的摆杆式二维角位移传感器31摆杆36对中后，将边坡二维角位移与脉动监测器4在专用定位架上临时定位；

（5）在垫块圈模内注满高强度快速凝固料，待该凝固料凝固达到强度形成垫块后，松开专用定位架的夹头，撤去专用定位架，拆去垫块圈模，拧紧固定螺栓，把边坡二维角位移与脉动监测器4牢固地固定在工作台3台面的垫块上，则完成了一只边坡二维角位移与脉动监测器4的安装；

（6）按照步骤（3）、（4）、（5），把边坡1上所有的监测点工作台3台面上均安装好边坡二维角位移与脉动监测器4；

（7）进行边坡二维角位移与脉动的监测。

边坡1是被监测的对象；原地面2是原始的地面；工作台3的作用是安置边坡二维角位移与脉动监测器4；

边坡二维角位移与脉动监测器4的作用是实时监测山谷、丘陵、大坝、河堤、路堤或基坑的边坡产生的二维角位移与脉动，以监测边坡1的稳定；底座5的作用是将边坡二维角位移与脉动监测器4固定于工作台3，且其内部安置悬臂板式脉动传感器20，以及底座5壁上安置温度传感器8、电源开关9、电缆固定头10；隔板6的作用是在隔板6与底座5底板之间形成封闭的测试腔；顶板7的作用是安置摆杆式二维角位移传感器31；温度传感器8的作用是实时测试测试边界的温度，作为修正边坡二维角位移与脉动监测器读数的技术数据；电源开关9的作用是控制电源接通或断开；电缆固定头10的作用是固定电缆；电路板11的作用是边坡二维角位移与脉动监测器4控制元件的电路板；罩壳12的作用是保护摆杆式二维角位移传感器31等元器件，以及其顶部安置铅直方向指示器15、前倾斜方向指示器16、后倾斜方向指示器17、左倾斜方向指示器18、右倾斜方向指示器19；保温层13的作用是使罩壳12内处于恒温状态，减少温度对元器件的影响；止水圈14的作用是防止雨雪水进入罩壳12内；铅直方向指示器15的作用是边坡二维角位移与脉动监测器4处于铅直状态时发光；前倾斜方向指示器16的作用是当边坡二维角位移与脉动监测器4向前倾斜时发光；后倾斜方向指示器17的作用是当边坡二维角位移与脉动监测器4向后倾斜时发光；左倾斜方向指示器18的作用是当边坡二维角位移与脉动监测器4向左倾斜时发光；右倾斜方向指示器19的作用是当边坡二维角位移与脉动监测器4向右倾斜时发光；

悬臂板式脉动传感器20的作用是传感边坡的脉动信号；硅油21的作用是减小悬臂板a22、悬臂板b23、悬臂板c24的抖动；悬臂板a22的作用是只传递铅直方向的波动，并产生上下的摆动；悬臂板b23的作用是只传递前后方向的波动，并产生前后的摆动；悬臂板c24的作用是只传递左右方向的波动，并产生左右的摆动；磁铁块a25的作用是传感源，为磁敏元件a28提供磁力线；磁铁块b26的作用是传感源，为磁敏元件b29提供磁力线；磁铁块c29的作用是传感源，为磁敏元件c30提供磁力线；磁敏元件a28的作用是当悬臂板a22摆动时，接收磁铁块a25切换的磁力线，将该磁信号转换成电信号；磁敏元件b29的作用是当悬臂板b23摆动时，接收磁铁块b26切换的磁力线，将该磁信号转换成电信号；磁敏元件c30的作用是当悬臂板c24摆动时，接收磁铁块c27切换的磁力线，将该磁信号转换成电信号；

摆杆式二维角位移传感器31的作用是传感边坡的二维角位移信号；机壳32的作用是安置二维摆杆架33、传感圈架43、制动器48等元器件；二维摆杆架33的作用是支承摆杆36，让摆杆36能在二维方向上摆动；销轴a34的作用是把二维摆杆架33活动支承于机壳32壁；销轴b35的作用是把摆杆36活动支承于二维摆杆架33；摆杆36的作用是上端活动安置于二维摆杆架33的销轴b35，中间段设置调制圈38，下端设置铅坠37，形成二维摆；铅坠37的作用是提高摆杆36的灵敏度；调制圈架38的作用是在前后方向中心线与左右方向中心线上安置磁铁块d39、磁铁块e40、磁铁块f41、磁铁块g42；磁铁块d39的作用是传感源，为磁敏元件d44提供磁力线；磁铁块e40的作用是传感源，为磁敏元件e45提供磁力线；磁铁块f41的作用是传感源，为磁敏元件f46提供磁力线；磁铁块g42的作用是传感源，为磁敏元件g47提供磁力线；传感圈架43的作用是在前后方向中心线与左右方向中心线上安置磁敏元件d44、磁敏元件e45、磁敏元件f46、磁敏元件g47；磁敏元件d44的作用是当摆杆式二维角位移传感器31向前倾斜时，将磁铁块d39提供的磁信号转换成电信号；磁敏元件e45的作用是当摆杆式二维角位移传感器31向后倾斜时，将磁铁块e40提供的磁信号转换成电信号；磁敏元件f46的作用是当摆杆式二维角位移传感器31向左倾斜时，将磁铁块f41提供的磁信号转换成电信号；磁敏元件g47的作用是当摆杆式二维角位移传感器31向右倾斜时，将磁铁块g42提供的磁信号转换成电信号；制动器48的作用是在边坡二维角位移与脉动监测器4运输过程中为摆杆36制动，避免损坏二维摆杆架33；制动开关49的作用是制动器48的控制开关。

边坡二维角位移与脉动监测器的性能：摆杆式二维角位移传感器量程：0～±10°（二维方向），分辨率：0.1°，精度：±0.2°；悬臂板式脉动传感器：振幅±10cm，频率：10HZ。

Claims (1)

1.一种边坡二维角位移与脉动监测器的安装方法，其特征在于，依次按以下步骤进行：

（1）在山谷、丘陵、大坝、河堤、路堤或基坑的边坡上，沿铅垂线和水平线等距布设监测点后，把所有监测点砌筑或找平、硬化处理形成工作台，并在每个工作台面上按设计的监测方向画出定位十字线；

（2）打开边坡二维角位移与脉动监测器的罩壳，扳动摆杆式二维角位移传感器机壳上的制动开关，撤去对摆杆制动，再罩好罩壳；

在工作台面上放置一只垫块圈模，把边坡二维角位移与脉动监测器放入垫块圈模内，将边坡二维角位移与脉动监测器的电缆线与边坡二维角位移与脉动监测仪联接；

（3）在工作台台面上支起专用定位架，用专用定位架的夹头夹住并提起边坡二维角位移与脉动监测器，使得边坡角二维位移与脉动监测器底座的底面离开工作台台面，且低于垫块圈模的高度；

（4）旋动专用定位架上的水平微动旋钮，将边坡二维角位移与脉动监测器底座上的定位刻度对准于工作台台面上的定位十字线，接着打开边坡二维角位移与脉动监测仪，视边坡二维角位移与脉动监测器罩壳顶部铅直方向指示器的发光或边坡二维角位移与脉动监测仪的显示，旋动专用定位架上的倾斜微动旋钮，待边坡二维角位移与脉动监测器的摆杆式二维角位移传感器摆杆对中后，将边坡二维角位移与脉动监测器在专用定位架上临时定位；

（5）在垫块圈模内注满高强度快速凝固料，待该凝固料凝固达到强度形成垫块后，松开专用定位架的夹头，撤去专用定位架，拆去垫块圈模，拧紧固定螺栓，把边坡二维角位移与脉动监测器牢固地固定在工作台面的垫块上，则完成了一只边坡二维角位移与脉动监测器的安装；

（6）按照步骤（3）、（4）、（5），把边坡上所有的监测点工作台台面上均安装好边坡二维角位移与脉动监测器；

（7）进行边坡二维角位移与脉动的监测。