CN104111031B - 表面变形光学测量照准目标保护装置和监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置和监测系统及监测方法。本发明的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，包括保护罩和底座；所述保护罩可拆卸的固定安装在所述底座上；所述底座固定安装在观测墩上；所述保护罩为圆筒结构，固定安装前，可水平旋转至任意方位。照准目标固定安装在观测墩上，并得到有效保护，免受外界扰动和侵蚀，降低了管理维护成本，节省了储存空间；省去每次观测时照准目标安装调平、调向的步骤，提高了测量观测效率；消除了拆装照准目标带来的人为观测误差，提高了观测精度。

Description

表面变形光学测量照准目标保护装置和监测系统及方法

技术领域

本发明涉及建筑物表面变形监测技术领域，尤其涉及一种建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置和采用所述保护装置的监测系统以及采用所述保护装置的监测方法。

背景技术

建筑物表面变形监测是工程安全监测的重要项目之一，随着监测技术的发展，工程安全监测的自动化是大势所趋。目前，表面变形自动化监测系统的主流是光学测量全站仪监测系统和全球卫星定位监测系统(GNSS)，后者因环境条件制约因素较多和建设成本较高，应用不如前者广泛。光学测量全站仪自动监测系统基于全站仪ATR(目标自动识别)功能建立，照准目标整平、调向后固定安装在测点上，观测效率较传统光学测量手段得到大幅提高，尤其是测点数量众多的工程；其弊端是照准目标长期暴露在外，得不到有效的保护，容易损坏及丢失，这令大多数建设者十分担忧，甚至成为系统能否被实施的关键，一定程度上阻碍了表面变形监测自动化的进程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种经济实用、操作简便的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置和监测系统及监测方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，包括保护罩和底座；所述保护罩可拆卸的固定安装在所述底座上；所述底座固定安装在观测墩上。

优选的，所述保护罩整体为圆筒式结构；所述保护罩在所述底座上固定之前，可水平旋转至任意方位。

优选的，所述保护罩包括罩体、罩门、顶盖、合页、锁具；所述罩体主体为薄壁瓦片结构，顶部和底部均设有与所述罩体一体且同轴的连接环片；所述罩门主体为薄壁瓦片结构，与所述罩体的直径相同，所述罩门闭合后与所述罩体形成一完整的薄壁管状结构；所述顶盖为圆形薄板，直径略大于所述罩体，同轴焊接于所述罩体顶部；所述合页的两翼分别焊接在所述罩体和罩门上，所述罩门可相对于罩体平开；所述锁具安装在所述罩体和所述罩门的闭合处。

优选的，所述罩体和所述罩门上各对应焊接一个外凸的水平插销孔，并配备一个配套插销，所述罩门敞开后，两个所述插销孔能够处于重叠位置，且所述配套插销能够同时插入处于重叠位置的两个所述插销孔内。

优选的，所述罩门上焊接有拉手和/或所述锁具采用小型三角锁芯，并配套有专用统开钥匙。

优选的，所述底座包括底盘、四个锚栓和四个螺杆，并配置有四套与所述螺杆配套的压块、弹垫和螺母；所述底盘为圆形薄板，所述底盘的中心区域开有圆孔或方孔；所述锚栓共圆，且各相邻的所述锚栓均间隔90度布置，所述锚栓均垂直焊接在所述底盘下部；所述螺杆共圆，且各相邻的所述螺杆均间隔90度布置，所述螺杆均垂直焊接在所述底盘上部；所述配套的压块、弹垫和螺母在每个所述螺杆上安装一套，用于从所述保护罩内部压制所述罩体底部的连接环片，将所述保护罩固定锁死在所述底座上；所述锚栓用于将所述底座固定在所述观测墩上。

优选的，所述底座的底盘直径、所述底盘中心的孔的形状和所述四个锚栓的公共圆直径均与安装有通用式强制对中基座的观测墩相匹配；

或者

所述底座的底盘直径、所述底盘中心的孔的形状和所述四个错栓的公共圆直径均与安装有钢管标基座的观测墩相匹配。

优选的，所述保护罩中的所述合页和所述锁具的三角锁芯和锁片均为不锈钢材质，所述保护罩中的其他部件均采用型钢或碳钢加工制作而成且表面喷塑；和/或所述底座中的压块、弹垫和螺母均为不锈钢材质，所述底座中的其他部件均采用型钢或碳钢加工制作而成且表面喷塑。

一种建筑物表面变形光学测量监测系统，包括所述的照准目标保护装置、照准目标和全站仪监测系统，所述照准目标安装在所述观测墩上的通用式强制对中基座上或钢管标基座上且位于所述照准目标保护装置内，所述照准目标采用单层棱镜或双层支架棱镜组，所述全站仪监测系统为包含一台或一台以上全站仪的自动监测系统。

一种应用所述的建筑物表面变形光学测量监测系统的监测方法，包括以下步骤：

在非观测状态下，保护装置的罩门锁闭，保护内部的照准目标；

当需要观测时，将所述罩门打开，并使所述罩门保持开放状态；

启动全站仪监测系统进行观测；

观测结束后关闭所述罩门并锁闭。

本发明的有益效果是：

(1)照准目标固定安装在观测墩上，并得到有效保护，免受外界扰动和侵蚀，降低了管理维护成本，节省了储存空间；(2)省去每次观测时照准目标安装调平、调向的步骤，提高了测量观测效率；(3)消除了拆装照准目标带来的人为观测误差，提高了观测精度；(4)消除了现有技术的弊端，有利于促进表面变形监测自动化进程。

附图说明

图1是本发明的照准目标保护装置(适配于安装有通用强制对中基座的观测墩)的部件分解结构示意图；

图2是本发明的照准目标保护装置(适配于安装有钢管标基座的观测墩)的部件分解结构示意图；

图3是本发明的照准目标保护装置安装之后处于观测状态中的结构示意图；

图4是本发明的照准目标保护装置安装之后处于非观测状态中的结构示意图；

其中：1——保护罩；2——底座；3——通用强制对中基座；4——钢管标基座；5——观测墩；6——罩体；7——罩门；8——顶盖；9——合页；10——锁具；11——连接环片；12——插销孔；13——拉手；14——底盘；15——锚栓；16——螺杆；17——压块、弹垫、螺母。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，本发明公开了一种经济实用、操作简便的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置和监测系统及监测方法。本发明的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，包括保护罩和底座；所述保护罩可拆卸的固定安装在所述底座上；所述底座固定安装在观测墩上；所述保护罩为圆筒结构，固定安装前，可水平旋转至任意方位。

所述保护罩包括罩体、罩门、顶盖、合页、锁具，所述罩体主体为薄壁瓦片结构，顶部和底部为与之一体且同轴的连接环片，所述罩门主体为薄壁瓦片结构，与所述罩体的直径相同，所述罩门闭合后与所述罩体形成一完整的薄壁管状结构，所述顶盖为圆形薄板，直径略大于所述罩体，方便搬运及挡雨，同轴焊接于所述罩体顶部，所述合页两翼分别焊接在所述罩体和罩门外壁，使得所述罩门可相对于罩体平开，所述锁具安装在所述罩体和罩门闭合处；所述罩体和所述罩门上各对应焊接一个外凸的水平插销孔，并配备一个配套插销，所述罩门敞开后，插销孔重叠，将配套插销插入孔内，所述罩门可定位在敞开位置；所述罩门外焊接一个拉手，方便罩门开启；所述锁具采用小型三角锁芯，采用常规工具难以开启，配套专用统开钥匙，一把钥匙即可开启所有保护罩，方便快捷。

所述底座包括底盘、四个锚栓和四个螺杆，并配置四套与所述螺杆配套的压块、弹垫、螺母；所述底盘为圆形薄板，中心区域开圆孔或正方孔；所述锚栓共圆，间隔90度垂直焊接在底盘下部；所述螺杆共圆，间隔90度垂直焊接在底盘上部；所述配套的压块、弹垫、螺母在每个螺杆上安装一套，从保护罩内部压制所述罩体底部的连接环片，将所述保护罩固定锁死在所述底座上。所述底座有两种型式，分别匹配于安装有通用强制对中基座和钢管标基座的观测墩；所述底座的两种型式，区别在于：①所述底盘直径不同，②所述底盘中心区域开孔形状不同，③所述四个锚栓的公共圆直径不同。

所述合页、锁具的三角锁芯和锁片、压块、弹垫、螺母均为不锈钢材质；所述保护罩和底座的其他部件均采用型钢或碳钢加工制作，表面喷塑。

本发明的采用所述保护装置的监测系统，包括所述的照准目标保护装置、照准目标、全站仪监测系统，所述照准目标采用单层棱镜或双层支架棱镜组，所述全站仪监测系统为包含一台及以上全站仪的自动监测系统；所述照准目标永久固定安装在强制对中基座上，利用所述照准目标保护装置进行保护；观测时打开罩门，观测结束后将罩门锁闭。

下面以采用了本发明技术方案的某大型水库工程为例结合附图进一步说明：

某大型水库水工建筑物，原有的表面变形测点一部分被损毁，一部分变得不便利用，且原表面变形采用人工观测，观测工作量较大，观测周期较长，效率不高，难以满足工程安全运行管理的要求，需要建立全站仪表面变形自动监测系统。该工程表面变形自动监测系统基于2台全站仪建立，共70多个测点，坝上游30多个，坝下游40多个，坝上游和坝下游测点均利用两个工作基点进行观测，观测方法包括极坐标和交会法，照准目标相应采用单层棱镜和双层支架棱镜组；测点包括常用的两种观测墩型式，墩顶分别安装通用式强制对中基座和钢管标基座。该工程坝顶有县级公路通过，工程区有24小时安保人员值班及监控，考虑防盗及人为损毁，管理者要求对测点照准目标加强保护。为了实现对测点照准目标的保护，又能够满足自动观测条件，在该工程应用了本发明所述的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置和监测系统以及监测方法，具体实现过程如下：

先在观测墩上对应安装所述照准目标保护装置的底座，底座采用在观测墩顶打孔注胶的方式安装固定，安装时注意调整底座使之水平，底盘与观测墩顶面之间的间隙采用环氧砂浆填充密封，待底座安装完成，填胶及砂浆固化后，将保护罩放置在底座上，调整开门方向朝向相应的工作基点，以不影响观测为准，然后上紧压片螺母，将保护罩固定牢靠；打开罩门，在强制对中基座或钢管标基座上安装照准目标，注意调整照准目标基座水平度满足要求，并调整照准目标朝向，极坐标法观测的朝向一个工作基点，交会法观测的同时朝向两个工作基点，调整完成后锁闭保护罩。

当需要观测时，在自动化系统进行观测准备工作的同时，派人将保护罩全部打开，并插上插销定位，防止罩门被风吹闭；准备工作完成，观测人员在监测控制室发送指令，全站仪即按预先设定的模式或实时指令对测点进行自动观测，观测数据通过无线信号实时传回控制室，并由软件进行实时自动分析处理；观测完成后，将保护罩全部锁闭即可。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

(1)照准目标固定安装在观测墩上，并得到有效保护，免受外界扰动和侵蚀，降低了管理维护成本，节省了储存空间；(2)省去每次观测时照准目标安装调平、调向的步骤，提高了测量观测效率；(3)消除了拆装照准目标带来的人为观测误差，提高了观测精度；(4)消除了现有技术的弊端，有利于促进表面变形监测自动化进程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，其特征在于，包括保护罩和底座；所述保护罩可拆卸的固定安装在所述底座上；所述底座固定安装在观测墩上；

所述保护罩包括罩体、罩门、顶盖、合页、锁具；所述罩体主体为薄壁瓦片结构，顶部和底部均设有与所述罩体一体且同轴的连接环片；所述罩门主体为薄壁瓦片结构，与所述罩体的直径相同，所述罩门闭合后与所述罩体形成一完整的薄壁管状结构；所述顶盖为圆形薄板，直径大于所述罩体，同轴焊接于所述罩体顶部；所述合页的两翼分别焊接在所述罩体和罩门上，所述罩门可相对于罩体平开；所述锁具安装在所述罩体和所述罩门的闭合处。

2.根据权利要求1所述的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，其特征在于，所述罩体和所述罩门上各对应焊接一个外凸的水平插销孔，并配备一个配套插销，所述罩门敞开后，两个所述插销孔能够处于重叠位置，且所述配套插销能够同时插入处于重叠位置的两个所述插销孔内。

3.根据权利要求1所述的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，其特征在于，所述罩门上焊接有拉手和/或所述锁具采用小型三角锁芯，并配套有专用统开钥匙。

4.根据权利要求1所述的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，其特征在于，所述底座包括底盘、四个锚栓和四个螺杆，并配置有四套与所述螺杆配套的压块、弹垫和螺母；所述底盘为圆形薄板，所述底盘的中心区域开有圆孔或方孔；所述锚栓共圆，且各相邻的所述锚栓均间隔90度布置，所述锚栓均垂直焊接在所述底盘下部；所述螺杆共圆，且各相邻的所述螺杆均间隔90度布置，所述螺杆均垂直焊接在所述底盘上部；所述配套的压块、弹垫和螺母在每个所述螺杆上安装一套，用于从所述保护罩内部压制所述罩体底部的连接环片，将所述保护罩固定锁死在所述底座上；所述锚栓用于将所述底座固定在所述观测墩上。

5.根据权利要求4所述的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，其特征在于，所述底座的底盘直径、所述底盘中心的孔的形状和所述四个锚栓的公共圆直径均与安装有通用式强制对中基座的观测墩相匹配；

或者

所述底座的底盘直径、所述底盘中心的孔的形状和所述四个锚栓的公共圆直径均与安装有钢管标基座的观测墩相匹配。

6.根据权利要求1-5任一所述的建筑物表面变形光学测量照准目标保护装置，其特征在于，所述保护罩中的所述合页和所述锁具的三角锁芯和锁片均为不锈钢材质，所述保护罩中的其他部件均采用型钢或碳钢加工制作而成且表面喷塑；和/或所述底座中的压块、弹垫和螺母均为不锈钢材质，所述底座中的其他部件均采用型钢或碳钢加工制作而成且表面喷塑。

7.一种建筑物表面变形光学测量监测系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的照准目标保护装置、照准目标和全站仪监测系统，所述照准目标安装在所述观测墩上的通用式强制对中基座上或钢管标基座上且位于所述照准目标保护装置内，所述照准目标采用单层棱镜或双层支架棱镜组，所述全站仪监测系统为包含一台或一台以上全站仪的自动监测系统。

8.一种应用权利要求7所述的建筑物表面变形光学测量监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在非观测状态下，保护装置的罩门锁闭，保护内部的照准目标；

当需要观测时，将所述罩门打开，并使所述罩门保持开放状态；

启动全站仪监测系统进行观测；

观测结束后关闭所述罩门并锁闭。