CN106759545A - 一种并联可回收式侧向位移测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联可回收式侧向位移测试系统，布置于测斜管中，其特征在于所述测试系统包括若干测斜传感器以及数据采集设备，相邻的所述测斜传感器之间通过连接杆件进行连接，各所述测斜传感器并联于所述数据采集设备的主线缆上。本发明的优点是,各测斜传感器之间采用并联的形式，相对于传统串联的形式，解决了串联线路电压随着线路的增长电压减小从而影响测试长度及传感器数量的问题，实现了侧向位移的高精度监测；根据被测对象变形特性及测试精度要求，可通过伸缩式连接杆体自由调节设置测斜传感器之间的间距，形成侧向位移测试系统；测斜传感器与主线缆之间采用接口连接的形式，当单个测斜传感器发生故障时，可进行快速更换。

Description

一种并联可回收式侧向位移测试系统

技术领域

本发明属于工程监测技术领域，具体涉及一种并联可回收式侧向位移测试系统。

背景技术

在基坑工程施工过程中，需要对围护结构及深层土体进行侧向位移监测。目前侧向位移监测手段主要分人工监测和自动化监测两种方式。

人工监测采用如图1、2所示的活动测斜仪3的形式，用于进行基坑围护结构、深层土体侧向位移的监测，导管4中具有与活动测斜仪3上导轮5相适配的导槽6，将活动测斜仪3设置于导管4中，进行人工逐段测试，并通过电缆2将数据传送到测读设备1上进行记录，一般需要两人配合作业，作业人员工作量大，且测试结果受人工影响较大。

侧向变形自动化监测一般采用固定式测斜仪来实现。目前主要使用的固定测斜仪测斜传感器安置在测斜孔内，一支传感器有一根导线，引出测斜孔口后与自动化设备相连，进行数据的采集传输。单孔设置传感器时，由于测斜孔直径有限，因此在布置传感器时，数量上就会受到限制，目前一般一个测孔最多设置14只传感器。对于较深测孔来说，传感器间距离大，深度方向上描述围护结构水平位移的准确性有所欠缺，同时其附件多，重量大，导致安装、维护、难度大。

而假使前述的各传感器之间采用串联形式的话，由于电压会沿路线产生压降，使得距离远的传感器电压达不到要求，从而导致传感器失效或者数据不准；且当其中任意一个传感器发生损坏，那么与其相串联的所有传感器在都将会受到影响无法正常工作测读，更换和维修损坏传感器的工作也较为复杂。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种并联可回收式侧向位移测试系统，该测试系统通过将测斜传感器之间进行并联，从而提高监测数据的准确性。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种并联可回收式侧向位移测试系统，布置于测斜管中，其特征在于所述测试系统包括若干测斜传感器以及数据采集设备，相邻的所述测斜传感器之间通过连接杆件进行连接，各所述测斜传感器并联于所述数据采集设备的主线缆上。

所述测试系统还包括一孔口固定装置，所述孔口固定装置可拆卸式安装于所述测斜管端口，靠近于所述测斜管端部的所述测斜传感器通过所述连接杆件与所述顶部固定装置相连接。

所述连接杆件为可伸缩式杆体，用以调节相邻所述测斜传感器之间的间距。

所述测斜传感器的至少一端部固定有万向节，所述万向节与所述连接杆件端部螺纹连接。

所述测斜传感器的侧壁上设置有至少一组导轮，所述导轮与所述测斜管内壁上的导槽相适配。

所述测斜传感器呈圆柱体状，由上、下两段圆柱体拼接而成，在任一所述圆柱体中具有一用于容置传感器芯片的空腔。

本发明的优点是，（1）各测斜传感器之间采用并联的形式，相对于传统串联的形式，解决了串联线路电压随着线路的增长电压减小从而影响测试长度及传感器数量的问题，实现了侧向位移的高精度监测；（2）根据被测对象变形特性及测试精度要求，可通过伸缩式连接杆体自由调节设置测斜传感器之间的间距，形成侧向位移测试系统；（3）测斜传感器与主线缆之间采用接口连接的形式，当单个测斜传感器发生故障时，可进行快速更换，易于维护；（4）系统重量小，易于回收存储；（5）该系统可实现便携式采集，也可以通过设备自动化采集或无线网络自动化采集传输，改变传统外业作业模式。

附图说明

图1为现有技术中人工监测侧向位移的示意图；

图2为图1现有技术中人工监测侧向位移的俯视图；

图3为本发明中并联可回收式侧向位移测试系统示意图；

图4为本发明中测斜传感器的结构示意图；

图5为本发明中连接杆件的结构示意图；

图6为本发明中孔口固定装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6，图中标记1-23分别为：测读设备1、电缆2、活动测斜仪3、导管4、导轮5、导槽6、数据采集设备7、主线缆8、孔口固定装置9、测斜传感器10、连接杆件11、接口12、测斜管13、万向节14、匹配螺口15、上段圆柱体16、线缆17、传感器芯片18、空腔19、下段圆柱体20、导轮21、吊环22、限位帽23。

实施例：如图3所示，本实施例具体涉及一种并联可回收式侧向位移测试系统，该测试系统布置于测斜管13中，主要包括若干通过连接杆件11连接成串的测斜传感器10，各测斜传感器10以并联方式同位于测斜管13外的数据采集设备7相连接。

如图3-6所示，本实施例中连接成串的若干测斜传感器10沿测斜管13的走向间隔分布，且相邻的测斜传感器10之间通过连接杆件11进行连接，位于最上端的测斜传感器10通过连接杆件11同位于测斜管13端口上的孔口固定装置9连接固定，孔口固定装置9固定于测斜管13的端口，用于承受测试系统的重力，从而保证各测斜传感器10和连接杆件11在竖直方向上的稳定性；位于地面上的数据采集设备7将其主线缆8引入测斜管13的内部，各测斜传感器10分别通过线缆17以接口12的形式并联连接在主线缆8上。

如图3、4所示，测斜传感器10的主体呈圆柱体状，由上段圆柱体16和下段圆柱体20相互拼装组成，其中，上段圆柱体16的下端部以螺纹连接的方式同下段圆柱体20的上端部连接，在下段圆柱体20中具有一空腔19，该空腔19中具有可容置卡接传感器芯片18的卡槽，卡槽方向为传感器芯片18的测试方向，传感器芯片18经线缆17以接口12的形式连接在主线缆8上；在传感器芯片18安装好后，对传感器芯片18进行封装，封装保证一定的防水性能，并能够承受一定水压。此外，在下段圆柱体20的外壁面上设置有导轮21（图3中未示出，具体请参见图4），根据具体的需要导轮21可设置1-2组，导轮21与测斜管13内壁上的凹槽相匹配，以达到在测斜传感器10下放或上提过程中的限位导向。

如图3、4所示，测斜传感器10的两端部分别以匹配螺口15的方式固定安装有万向节14，连接杆件11的端部通过万向节14与测斜传感器10连接，通过万向节14的设置，使测试系统可适用于被测物体大变形的情况，也适用于测斜管13扭转严重的情况，且便于测试系统的回收。

如图5所示，连接杆件11具体为一伸缩杆，其两端部为匹配螺口15，通过调节连接杆件11的长度可自由控制测斜传感器10之间的间距，此外，当在回收时，可将连接杆件11缩短至最短长度以便于回收存储。

如图3、6所示，孔口固定装置9套装于测斜管13的上端口位置，包括能够对应套装在测斜管13管口处的限位帽23，限位帽23的上表面通过匹配螺口15的方式设置有一吊环22，限位帽23的下表面具有一匹配螺口15，该匹配螺口15用于同连接杆件11连接固定，其中，限位帽23为套装式结构，由若干杆体焊接构成。

如图3所示，数据采集设备7为便携式采集设备，观测时，按照监测频率要求人工携带数据采集设备7，将数据采集设备7接入位于测斜管13中的主线缆8，对所有测斜传感器10进行数据采集，数据采集后将数据采集设备7与计算机连接，进而进行数据计算；数据采集设备7也可以是能够实现远程控制和远程数据传输的自动化采集设备。

如图3-6所示，本实施例中并联可回收式侧向位移测试系统的工作方法包括以下步骤：

（1）将各测斜传感器10之间通过连接杆件11连接成串，并通过调节可伸缩式连接杆件11的长度从而控制测斜传感器10之间的间距；同时，将位于最上端的测斜传感器10经连接杆件11同孔口固定装置9连接固定；以并联的形式将各测斜传感器10同主线缆8进行并联连接，并将主线缆8的端部同数据采集设备7连接；

（2）将上述连接成串的测斜传感器10置入测斜管13中，测斜传感器10上的导轮21沿测斜管13上的内壁凹槽前进，待下放至预定位置后，孔口固定装置9套装固定于测斜管13的上端口上，此时，连接成串的测斜传感器10在孔口固定装置9的固定连接下，在测斜管13中保持竖向稳定状态，可以进行稳定的侧向位移监测；

（3）待测试系统在测斜管13中就位后，启动数据采集设备7控制各测斜传感器10进行侧向位移监测，各测斜传感器10所采集的数据经主线缆8传输至数据采集设备7中，数据采集后将数据采集设备7与计算机连接，进而进行数据计算；

（4）待完成监测工作后，将孔口固定装置9从测斜管13的上端口脱卸拆除，通过吊环22上提孔口固定装置9，以将测试系统从测斜管13中拉出，完成设备的回收，将连接杆件11缩至最短长度，并在万向节14的转向下，将成串的测试系统弯折成尺寸较小的几何形状，从而便于收纳存储。

本实施例中测试系统的有益效果在于：(1)以往各测斜传感器是各自将线缆引出测斜管同数据采集设备进行连接的，这种方式将会造成测斜管管口线缆集中拥挤在一起，限制了测斜传感器的数量，本实施例中通过将各测斜传感器同位于测斜管中的单根主线缆进行连接，从而有效避免了测斜管管口线缆集中拥挤的弊端，有效增加了测斜传感器在测斜管中的设置数量；（2）以往测斜传感器之间采用串联连接的方式，由于电压会沿路线产生压降，使得距离远的传感器电压达不到要求，从而导致测斜传感器失效或者数据不准，本实施例中的测斜传感器之间通过采用并联方式有效解决了这一问题；且如果采用串联方式的话，若其中某个测斜传感器发生故障，将会影响所有测斜传感器的监测，而如果采用本实施例中并联方式的话，无论其中哪个测斜传感器发生损坏，均不会影响到其余的测斜传感器的监测工作，同时只需松开相应的接口即可进行更换维修；（3）相邻测斜传感器之间的连接杆件采用可伸缩形式，可以实现测斜传感器之间的间距自由调节，且便于以最小长度进行回收存放；（4）连接杆件与测斜传感器之间的连接部位具有万向节，通过万向节的设置，可以适应于变形较大的被测物体或者扭转严重的测斜管，且便于回收存放。

Claims (6)

1.一种并联可回收式侧向位移测试系统，布置于测斜管中，其特征在于所述测试系统包括若干测斜传感器以及数据采集设备，相邻的所述测斜传感器之间通过连接杆件进行连接，各所述测斜传感器并联于所述数据采集设备的主线缆上。

2.根据权利要求1所述的一种并联可回收式侧向位移测试系统，其特征在于所述测试系统还包括一孔口固定装置，所述孔口固定装置可拆卸式安装于所述测斜管端口，靠近于所述测斜管端部的所述测斜传感器通过所述连接杆件与所述顶部固定装置相连接。

3.根据权利要求1所述的一种并联可回收式侧向位移测试系统，其特征在于所述连接杆件为可伸缩式杆体，用以调节相邻所述测斜传感器之间的间距。

4.根据权利要求1所述的一种并联可回收式侧向位移测试系统，其特征在于所述测斜传感器的至少一端部固定有万向节，所述万向节与所述连接杆件端部螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种并联可回收式侧向位移测试系统，其特征在于所述测斜传感器的侧壁上设置有至少一组导轮，所述导轮与所述测斜管内壁上的导槽相适配。

6.根据权利要求1所述的一种并联可回收式侧向位移测试系统，其特征在于所述测斜传感器呈圆柱体状，由上、下两段圆柱体拼接而成，在任一所述圆柱体中具有一用于容置传感器芯片的空腔。