CN108020198B - 一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪 - Google Patents

一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪 Download PDF

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Abstract

本发明所要解决的问题是如何使得裂缝监测仪具有弯折形变监测功能。一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪，包括两立柱、测量杆、伸缩位移传感器A、角度传感器、伸缩位移传感器B、伸缩位移传感器C和数据监测端，两立柱安装在裂缝两边的结构上，两立柱垂直于各自所在结构平面，测量杆两端为圆筒，圆筒母线方向与测量杆成一定角度，圆筒内径与立柱外径相等，两圆筒套在两立柱外，测量杆的一边或两边具有伸缩结构，并在伸缩结构处安装有伸缩位移传感器A，测量杆中部有一单轴转动结构，并在单轴转动结构处安装有角度传感器，伸缩位移传感器B安装在某一立柱上，该立柱上圆筒具有上下滑移空间。通过一根测量杆有机地将这些监测功能集于一体，全面而准确。

Description

一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其是构建物、建筑物或地面裂缝的监测。
背景技术
目前，裂缝监测仪可测量缝宽、裂缝两边平移和错位等数据，但未见其具有裂缝弯折形变测量功能。
所谓弯折形变，即裂缝两边沿裂缝所在轴线发生旋转，导致两边所在平面不再保持平行。当裂缝受到当面挤压时，很容易发生弯折形变，例如，桥梁受到巨大水流冲击，冲击处可能发生弯折。这种形变对裂缝两边的结构稳定性威胁很大。
弯折形变不表现在裂缝两边在平面上的相对平移，也不表现在裂缝两边在垂直于平面所在方向上的错位，虽然其可能表现在缝宽上，但因其关系到两边所在平面的夹角，其与缝宽存在本质上的区别。
发明内容
本发明所要解决的问题是如何使得裂缝监测仪具有弯折形变监测功能。
一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪，包括两立柱、测量杆、伸缩位移传感器A、角度传感器、伸缩位移传感器B、伸缩位移传感器C和数据监测端，两立柱安装在裂缝两边的结构上，两立柱垂直于各自所在结构平面，测量杆两端为圆筒，圆筒母线方向与测量杆成一定角度，圆筒内径与立柱外径相等，两圆筒套在两立柱外，测量杆的两边分别具有伸缩结构，并在伸缩结构处安装有伸缩位移传感器A,测量杆中部有一单轴转动结构，并在单轴转动结构处安装有角度传感器，伸缩位移传感器B安装在某一立柱上，该立柱上圆筒具有上下滑移空间，伸缩位移传感器B两端分别与圆筒和立柱固定连接，另一立柱上圆筒上下滑移被限制，某一立柱下安装有导轨，导轨平行于裂缝走向，该立柱上有与导轨配套的导孔，导轨从导孔内穿过，伸缩位移传感器C的两端分别安装在立柱和导轨上，所有传感器测得的数据通过无线或有线的方式传送到数据监测端。
两立柱的连接线与裂缝走向垂直，圆筒母线方向与测量杆垂直，单轴转动结构转轴方向与裂缝走向相同。
测量杆的伸缩结构是由两段相互套接的套筒组成，套筒横截面为圆形或多边形，伸缩位移传感器A两端分别安装在两段套筒上。
角度传感器的旋转中心轴在单轴转动结构的转动轴线上，角度传感器本体与转盘分别与单轴转动结构所连两段固定相连。
伸缩位移传感器B和伸缩位移传感器C安装在不同立柱处。
本发明根据传感器测得的数据，即可在数据监测端计算出裂缝的弯折形变、错位、平移和缝宽。其中，弯折形变为角度传感器的变化值;错位为伸缩位移传感器B的变化值;平移即为伸缩位移传感器C的读数相对初始值的变化，也即为两立柱之间的距离在裂缝走向方向投影长度的变化;缝宽为两立柱之间距离在裂缝垂直方向投影长度的变化值，可利用平移和立柱间距根据勾股定理计算得出，其中两立柱之间的距离可根据角度传感器的角度值和测量杆两边的长度算出。通过一根测量杆有机地将这些监测功能集于一体，能全面准确地监测和反应裂缝形变。
本发明用伸缩位移传感器C测量裂缝的平移，测量结果直接，但误差受导轨滑动灵活性影响较大;同时，导轨的存在使得测量杆始终垂直于裂缝走向，角度传感器的读数与裂缝的弯折角度值高度一致，测量结果直接、准确。
附图说明
图1是一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪整体结构示意图;
图2是一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪测量杆伸缩结构局部放大示意图;
图3是一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪单轴转动结构结构局部放大示意图;
图4是一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪伸缩位移传感器B结构局部放大示意图;
图5是一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪伸缩位移传感器C结构局部放大示意图;
图中:1.立柱，2.测量杆，3.伸缩位移传感器A,4.角度传感器，5.伸缩位移传感器C,6.数据监测端，7.圆筒，8.伸缩结构，9.单轴转动结构，10.套筒，11.角度传感器本体，12.角度传感器转盘，13.伸缩位移传感器B,14.导轨，15.导孔。
具体实施方式
实施例1
如图1-5所示，一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪，包括两立柱、测量杆、伸缩位移传感器A、角度传感器、伸缩位移传感器B、伸缩位移传感器C和数据监测端，两立柱安装在裂缝两边的结构上，两立柱垂直于各自所在结构平面，测量杆两端为圆筒，圆筒母线方向与测量杆成一定角度，圆筒内径与立柱外径相等，两圆筒套在两立柱外，测量杆的两边分别具有伸缩结构，并在伸缩结构处安装有伸缩位移传感器A,测量杆中部有一单轴转动结构，并在单轴转动结构处安装有角度传感器，伸缩位移传感器B安装在某一立柱上，该立柱上圆筒具有上下滑移空间，伸缩位移传感器B两端分别与圆筒和立柱固定连接，另一立柱上圆筒上下滑移被限制，某一立柱下安装有导轨，导轨平行于裂缝走向，该立柱上有与导轨配套的导孔，导轨从导孔内穿过，伸缩位移传感器C的两端分别安装在立柱和导轨上，所有传感器测得的数据通过无线或有线的方式传送到数据监测端。
两立柱的连接线与裂缝走向垂直，圆筒母线方向与测量杆垂直，单轴转动结构转轴方向与裂缝走向相同。
测量杆的伸缩结构是由两段相互套接的套筒组成，套筒横截面为圆形或多边形，伸缩位移传感器A两端分别安装在两段套筒上。
角度传感器的旋转中心轴在单轴转动结构的转动轴线上，角度传感器本体与转盘分别与单轴转动结构所连两段固定相连。
伸缩位移传感器B和伸缩位移传感器C安装在不同立柱处。

Claims (3)

1.一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪，其特征为包括两立柱、测量杆、伸缩位移传感器A、角度传感器、伸缩位移传感器B、伸缩位移传感器C和数据监测端，两立柱安装在裂缝两边的结构上，两立柱垂直于各自所在结构平面，测量杆两端为圆筒，圆筒母线方向与测量杆成一定角度，圆筒内径与立柱外径相等，两圆筒套在两立柱外，测量杆的两边分别具有伸缩结构，并在伸缩结构处安装有伸缩位移传感器A,测量杆中部有一单轴转动结构，并在单轴转动结构处安装有角度传感器，伸缩位移传感器B安装在某一立柱上，该立柱上圆筒具有上下滑移空间，伸缩位移传感器B两端分别与圆筒和立柱固定连接，另一立柱上圆筒上下滑移被限制，某一立柱下安装有导轨，导轨平行于裂缝走向，该立柱上有与导轨配套的导孔，导轨从导孔内穿过，伸缩位移传感器C的两端分别安装在立柱和导轨上，所有传感器测得的数据通过无线或有线的方式传送到数据监测端,
其中，弯折形变为角度传感器的变化值;错位为伸缩位移传感器B的变化值;平移即为伸缩位移传感器C的读数相对初始值的变化，也即为两立柱之间的距离在裂缝走向方向投影长度的变化;缝宽为两立柱之间距离在裂缝垂直方向投影长度的变化值，利用平移和立柱间距根据勾股定理计算得出，其中两立柱之间的距离根据角度传感器的角度值和测量杆两边的长度算出，
两立柱的连接线与裂缝走向垂直，圆筒母线方向与测量杆垂直，单轴转动结构转轴方向与裂缝走向相同，
测量杆的伸缩结构是由两段相互套接的套筒组成，套筒横截面为圆形或多边形，伸缩位移传感器A两端分别安装在两段套筒上。
2.根据权利要求1中所述的一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪，其特征为角度传感器的旋转中心轴在单轴转动结构的转动轴线上，角度传感器本体与转盘分别与单轴转动结构所连两段固定相连。
3.根据权利要求1中所述的一种具有裂缝弯折形变测量功能的监测仪，其特征为伸缩位移传感器B和伸缩位移传感器C安装在不同立柱处。
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