CN103604414B - 剖面沉降仪 - Google Patents

剖面沉降仪 Download PDF

Info

Publication number
CN103604414B
CN103604414B CN201310617142.8A CN201310617142A CN103604414B CN 103604414 B CN103604414 B CN 103604414B CN 201310617142 A CN201310617142 A CN 201310617142A CN 103604414 B CN103604414 B CN 103604414B
Authority
CN
China
Prior art keywords
accelerometer
stay cord
steel tube
pulley
tube shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310617142.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103604414A (zh
Inventor
孙铁成
马超
岳祖润
邰博文
宋宏芳
王天亮
叶朝良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shijiazhuang Tiedao University
Original Assignee
Shijiazhuang Tiedao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shijiazhuang Tiedao University filed Critical Shijiazhuang Tiedao University
Priority to CN201310617142.8A priority Critical patent/CN103604414B/zh
Publication of CN103604414A publication Critical patent/CN103604414A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103604414B publication Critical patent/CN103604414B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种剖面沉降仪，涉及基础或基础结构的测量装置技术领域。加速度计组件固定在钢管外壳内，加速度计组件包括加速度计和探头中轴，加速度计和探头中轴位于钢管外壳内且加速度计固定在钢管外壳的中部，探头中轴与加速度计固定连接，数据采集装置固定在钢管外壳一端的内部，加速度计与数据采集装置的信号输入端连接，金属拉绳固定在钢管外壳的两端，其中一条金属拉绳与数据采集装置的信号输出端连接。所述沉降仪具有测量准确度高、工作效率高、使用寿命长等特点。

Description

剖面沉降仪
技术领域
本发明涉及基础或基础结构的测量装置技术领域，尤其涉及一种剖面沉降仪。
背景技术
剖面沉降仪是一种测定剖面管竖向沉降的原位测试仪器，该仪器是从早期主要用于测试水平位移的测斜仪发展而来，目前发展为可以同时测试竖向和水平变形的综合斜坡测斜仪。测斜仪由探头、电缆线、数据采集仪（读数仪）组成。探头的传感器型式有伺服加速度计式、电阻应变片式、钢弦式、差动电阻式等，目前使用较多的是伺服加速度计式。国内有航天部33所生产的CX系列，国外有美国SINCO公司的数字测斜仪，瑞士的PRIVEC等。
现有结构存在以下几点不足。①精确度：现在较常使用的测斜仪，在使用过程中，可能会产生如下误差：i)观测误差：每次观测时，人为将电缆线对准管口基准点并拉紧，较容易出现人为误差；ii)电缆线长度变化引起的误差：测斜仪电缆线长期负重，将会出现长度的变化，这就相当于实际测头位置发生了变化，附近的测量值被误认为拟测位置的值，引起测量值失真；iii)温度变化引起的误差：在寒冷地区，温度较低时，电缆线存在不能将其充分拉直的现象，导致测量值失真。②成本问题：现在较常使用的测斜仪，电缆线较贵；同时，人为的正、反向对调拉测，降低了工作效率，增加了工时成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种剖面沉降仪，具有测量准确度高、工作效率高、使用寿命长等特点。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种剖面沉降仪，其特征在于：包括滑轮架、加速度计组件、金属拉绳和数据采集装置，加速度计组件固定在滑轮架上，所述加速度计组件包括加速度计和探头中轴，所述加速度计和探头中轴位于所述钢管外壳内且加速度计固定在钢管外壳的中部，探头中轴与加速度计固定连接，所述数据采集装置固定在钢管外壳一端的内部，加速度计与数据采集装置的信号输入端连接，金属拉绳固定在钢管外壳的两端，其中一条金属拉绳与数据采集装置的信号输出端连接。
优选的，所述滑轮架包括两个滑轮组，每个滑轮组包括两个滑轮和一根滑轮连接杆，两个滑轮通过一根滑轮连接杆连接，滑轮连接杆与钢管外壳轴连接，剖面沉降管内设有上导槽和下导槽，滑轮均与导槽卡扣滑动连接。。
优选的，所述加速度计使用硅晶体加速度计。
优选的，所述金属拉绳通过拉绳插头固定在钢管外壳的两端。
优选的，所述金属拉绳为细钢丝绳与电缆线的集成线。
优选的，所述金属拉绳上设有触发装置按钮，触发信号通过触发装置按钮传递给数据采集装置自动记录每一测点的测量数据。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）滑轮设为倒“八”字型，其优越性有两点：①、在测量时仪器只需从剖面沉降管的一端向另一端同时拉测一次。避免了正反向对调拉测，减低了滑轮的磨损。②、避免了因滑轮偏移造成的测量误差。（2）硅晶体加速度计居中。现有探头的传感器型式存在着质量和体积偏大，价格偏高等缺点，而改进后所采用的硅晶体加速度计具有质量和体积较小，灵敏度较高等优点。（3）加速度计组件与数据采集装置安装在钢管外壳内，触发记录。因为在现场测试中，数据采集装置因接触不良或受外界环境温度、湿度等因素影响常带来一些记录误差，而记录仪芯片安装在钢管内避免了上述误差，提高了测量的准确性。
（4）用于触发记录的信号线外引，使用金属拉绳，将金属拉绳与信号采集装置电连接，集成线的功能。其优点有二：①消除环境因素对测试精度的影响：环境中的温度、湿度会对仪器观测值产生一定的影响，特别是在深季节冻土区的冬天，当最高气温低于-20℃的情况下，在测试过程中，电缆线非常容易硬化，影响测试精度，而金属拉绳的使用克服了在严寒气候条件下电缆线对测量造成的误差；同时剖面沉降仪电缆线因长期负重使其长度发生变化，这就相当于实际加速度计组件的位置发生了变化，拟测位置附近的测值被误认为是拟测位置的值，使测量值失真，但金属拉绳在长期负重的情况下，通常其长度不会发生明显改变，从而避免了因电缆线长度变化而造成的测量误差。
②将人为因素控制到最小：由于不同的人员在测量过程中拉测电缆线所使用的力度、判断标距的位置不同，从而不能保证每次拉测时严格对准电缆标尺或标记。通过两根金属拉绳同时拉测的方法，可以确保每次拉测位置的精确性，提高了测量值的准确性。综上所述，所述剖面沉降仪具有具有测量准确度高、工作效率高、使用寿命长等特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明使用状态的剖视结构示意图；
其中：1、剖面沉降管 2、金属拉绳 3、数据采集装置 4、滑轮 5、导槽 6、钢管外壳 7、加速度计 8、探头中轴 9、滑轮连接杆 10、拉绳插头。
具体实施方式
如图1所示，一种剖面沉降仪，包括滑轮架、加速度计组件、钢管外壳、金属拉绳2和数据采集装置3。所述滑轮架包括两个滑轮组，每个滑轮组包括两个滑轮4和一根滑轮连接杆9，两个滑轮4通过一根滑轮连接杆9连接，滑轮连接杆9与钢管外壳6轴连接；在使用时所述剖面沉降仪位于剖面沉降管1内，所述剖面沉降管1的上、下内壁设有导槽5，滑轮组上的滑轮4始终分别与剖面沉降管1上、下内壁的导槽5滑动配合，且滑轮不能脱离导槽5，提高了测量精确度。
所述加速度计组件包括加速度计7和探头中轴8，优选的，所述加速度计7使用硅晶体加速度计。所述加速度计7和探头中轴8位于所述钢管外壳6内且加速度计7固定在钢管外壳6的中部，探头中轴8与加速度计7固定连接，所述数据采集装置3固定在钢管外壳6一端的内部。加速度计7与数据采集装置3的信号输入端连接，所述金属拉绳2通过拉绳插头10固定在钢管外壳6的两端，其中一条金属拉绳2与数据采集装置3的信号输出端连接，金属拉绳优选使用钢丝绳。所述金属拉绳上设有触发装置按钮，触发信号通过触发装置按钮传递给数据采集装置自动记录每一测点的测量数据。
工作原理：测斜仪所反映的是土体内的结构物某一位置的倾斜量。以固定在路堤中的测斜仪管道为例，来说明测斜仪的基本原理。由于管子一般较长，整个管子能随土体协调变形。土体发生竖向变形后，整个测斜管随之产生竖向变形，通过测斜仪逐段量测竖向变化，就可以得到每段测斜管的竖向位移增量：
式中：L为探头轮距；一般为500mm；为某一深度处敏感轴与水平方向的夹角。
通过不同时间观测测斜管内相应位置的读数变化和累计变化值，就可以得到测斜管管口及不同测点位置处的竖向位移量。即：
本剖面沉降仪的使用要点：（1）剖面沉降仪必须经过校正。数据采集装置、金属拉绳应预先检查合格后再安装。（2）观测时应先观测剖面沉降管管口高程。（3）将剖面沉降仪从剖面沉降管的一端依次拉向另一端。（4）两人同时在剖面管的两端对拉，两端拉测时对两端的金属拉绳上的每0.5m的刻度点进行严格控制，确保两端对拉时，各个测点位置的准确性。（5）管口两端金属拉线同时分别每拉L(一般为50cm)后，通过触动金属拉线上的按钮使数据采集芯片一一触发记录每L长度后的测试数据。（6）测试完毕后取出剖面沉降仪中的数据采集装置，将数据导入电脑中进行处理，得出测量结果，完成测试。
所述沉降仪的优点在于：（1）两组滑轮设置为倒“八”字型，两端的工作人员在每一测步同时拉测0.5m时，都能严格的控制好每一测点的位置，①、在测量时仪器只需从剖面沉降管的一端向另一端同时拉测一次。避免了正反向对调拉测，节省了工时，减低了滑轮的磨损。②、避免了因滑轮偏移造成的测量误差。（2）硅晶体加速度计居中。现有探头的传感器型式存在着质量和体积偏大，价格偏高等缺点，而改进后所采用的硅晶体加速度计具有质量和体积较小，灵敏度较高等优点。（3）数据采集装置安装在钢管外壳内，触发记录。因为在现场测试中，数据采集装置因接触不良或受外界环境温度、湿度等因素影响常带来一些记录误差，而记录仪芯片安装在钢管内避免了上述误差，提高了测量的准确性。
（4）用于触发记录的信号线外引，使用金属拉绳，金属拉绳为细钢丝绳与电缆线的集成线，将金属拉绳与信号采集装置电连接。其优点有二：①消除环境因素对测试精度的影响：环境中的温度、湿度会对仪器观测值产生一定的影响，特别是在深季节冻土区的冬天，当最高气温低于-20℃的情况下，在测试过程中，电缆线非常容易硬化，影响测试精度，而金属拉绳的使用克服了在严寒气候条件下电缆线对测量造成的误差；同时剖面沉降仪电缆线因长期负重使其长度发生变化，这就相当于实际加速度计组件的位置发生了变化，拟测位置附近的测值被误认为是拟测位置的值，使测量值失真，但金属拉绳在长期负重的情况下，通常其长度不会发生明显改变，从而避免了因电缆线长度变化而造成的测量误差。
②将人为因素控制到最小：由于不同的人员在测量过程中拉测电缆线所使用的力度、判断标距的位置不同，从而不能保证每次拉测时严格对准电缆标尺或标记。通过两根金属拉绳同时拉测的方法，可以确保每次拉测位置的精确性，提高了测量值的准确性。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及其实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用来帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种剖面沉降仪，其特征在于：包括滑轮架、加速度计组件、金属拉绳（2）和数据采集装置（3），加速度计组件固定在滑轮架上，所述加速度计组件包括加速度计（7）和探头中轴（8），所述加速度计（7）和探头中轴（8）位于钢管外壳（6）内且加速度计（7）固定在钢管外壳（6）的中部，探头中轴（8）与加速度计（7）固定连接，所述数据采集装置（3）固定在钢管外壳（6）一端的内部，加速度计（7）与数据采集装置（3）的信号输入端连接，金属拉绳（2）固定在钢管外壳（6）的两端，其中一条金属拉绳（2）与数据采集装置（3）的信号输出端连接；所述滑轮架包括两个滑轮组，所述两个滑轮组设置为倒“八”字型，每个滑轮组包括两个滑轮（4）和一根滑轮连接杆（9），两个滑轮（4）通过一根滑轮连接杆（9）连接，滑轮连接杆（9）与钢管外壳（6）轴连接，剖面沉降管（1）内设有上导槽和下导槽，滑轮（4）均与上导槽和下导槽卡扣滑动连接。
2.根据权利要求1所述的剖面沉降仪，其特征在于：所述加速度计（7）使用硅晶体加速度计。
3.根据权利要求1所述的剖面沉降仪，其特征在于：所述金属拉绳（2）通过拉绳插头（10）固定在钢管外壳（6）的两端。
4.根据权利要求1所述的剖面沉降仪，其特征在于：所述金属拉绳（2）为细钢丝绳与电缆线的集成线。
5.根据权利要求1所述的剖面沉降仪，其特征在于：所述金属拉绳（2）上设有触发装置按钮，触发信号通过触发装置按钮传递给数据采集装置（3）自动记录每一测点的测量数据。
CN201310617142.8A 2013-11-28 2013-11-28 剖面沉降仪 Expired - Fee Related CN103604414B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310617142.8A CN103604414B (zh) 2013-11-28 2013-11-28 剖面沉降仪

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310617142.8A CN103604414B (zh) 2013-11-28 2013-11-28 剖面沉降仪

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103604414A CN103604414A (zh) 2014-02-26
CN103604414B true CN103604414B (zh) 2015-09-09

Family

ID=50122660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310617142.8A Expired - Fee Related CN103604414B (zh) 2013-11-28 2013-11-28 剖面沉降仪

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103604414B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115075308A (zh) * 2022-07-01 2022-09-20 新疆鑫长宇信息科技有限公司 深层沉降位移监测系统及其施工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011102786A (ja) * 2009-11-10 2011-05-26 Advanced Technology:Kk 光ファイバ沈下計
CN202494442U (zh) * 2012-03-27 2012-10-17 上海市电力公司 一种地层分层沉降测量装置
CN202836556U (zh) * 2012-10-29 2013-03-27 黑龙江工程学院 路基沉降检测系统
CN103196421A (zh) * 2013-01-22 2013-07-10 中交天津港湾工程研究院有限公司 自动巡检式分层沉降仪
CN203642909U (zh) * 2013-11-28 2014-06-11 石家庄铁道大学 剖面沉降仪

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5560054B2 (ja) * 2010-01-22 2014-07-23 株式会社トプコン 傾斜検出装置及びレーザ測量機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011102786A (ja) * 2009-11-10 2011-05-26 Advanced Technology:Kk 光ファイバ沈下計
CN202494442U (zh) * 2012-03-27 2012-10-17 上海市电力公司 一种地层分层沉降测量装置
CN202836556U (zh) * 2012-10-29 2013-03-27 黑龙江工程学院 路基沉降检测系统
CN103196421A (zh) * 2013-01-22 2013-07-10 中交天津港湾工程研究院有限公司 自动巡检式分层沉降仪
CN203642909U (zh) * 2013-11-28 2014-06-11 石家庄铁道大学 剖面沉降仪

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
剖面沉降测试仪提高测试精度方法研究;马天鸽等;《国防交通工程与技术》;20121231(第6期);第77-79页 *
基于倾斜传感器的路基剖面沉降自动监测方法与系统;杨婧等;《北京交通大学学报》;20121231;第36卷(第6期);第52-56页 *
水平测斜仪在路基沉降测量中的误差处理;冯怀平等;《石家庄铁道学院学报》;20011231;第14卷(第4期);第51-54页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103604414A (zh) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110207653B (zh) 土体分层沉降和水平位移复合测量装置、系统及方法
CN105320596B (zh) 一种基于倾角仪的桥梁挠度测试方法及其系统
CN103048102B (zh) 一种梁式桥的状态评估方法
CN105890537A (zh) 高拱坝变形监测的分布式光纤传感的技术方案及系统
CN103033139A (zh) 布里渊光传感式连续多点位移计测量装置
CN202793533U (zh) 一种河道水位尺
CN109855522A (zh) 一种针对隧道空间形变的位移检测系统及方法
CN106677231A (zh) 灌注桩桩身变形精细化测量方法
CN103345000A (zh) 水下坝坡隐患检测车
CN103604414B (zh) 剖面沉降仪
CN102706538A (zh) 一种保偏光纤消光比自适应解调方法
CN203642909U (zh) 剖面沉降仪
CN207197386U (zh) 一种用于测量盾尾间隙的滑动数显卡尺
CN206095356U (zh) 一种差压水位测量仪
CN106840474B (zh) 一种混凝土支撑的轴向应力测算方法
CN113899344A (zh) 一种考虑温度效应的长大隧道高精度沉降监测系统及方法
CN102298072A (zh) 一种微差压式高精度测风装置及其测量方法
CN210719153U (zh) 一种建筑工程质量检测装置
CN104236430A (zh) 一种盾构隧道断面曲率半径测试装置及其使用方法
CN111288882A (zh) 一种温度自补偿拉线式边坡位移测量仪和测量方法
CN205448987U (zh) 一种利用激光传感的结构变形测量和采集装置
CN203249616U (zh) 一种基于gprs网络的桥梁挠度数据采集监测系统
CN203420292U (zh) 直读式桩基位移检测装置
CN203376485U (zh) 水下坝坡隐患检测车
CN207231472U (zh) 固定式容栅编码器测斜装置、测斜仪、测斜设备及测斜系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150909

Termination date: 20161128