CN108151701A - 建筑物变形的远程监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑物变形的远程监测系统，包括多个通过连通管相连通的伸缩式静力水准仪、与伸缩式静力水准仪信号连接的巡检仪以及与巡检仪连接的监控中心，伸缩式静力水准仪包括安装架、带有上开口的储液容器、用于密封储液容器的密封盖以及磁致伸缩式传感器，磁致伸缩式传感器用于检测对应储液容器内的液位，并向巡检仪发送液位信号，巡检仪将液位信号传输至监控中心，监控中心根据各个液位信号的变化值计算和分析各个检测点之间的相对沉降量，储液容器通过设置有调平装置固定于安装架，密封盖水平设置有水平泡。本发明的一种建筑物变形的远程监测系统，以达到自动实时连续的测量的效果，大大减少了检测员的劳动强度。

Description

建筑物变形的远程监测系统

技术领域

本发明涉及建筑检测技术领域，更具体地说，它涉及一种建筑物变形的远程监测系统。

背景技术

随着国民经济飞速发展，建筑行业亦日新月异，世界各地城市化的趋势也愈演愈烈，在这种情况下，土地资源紧张的矛盾与日俱增，高层建筑和超高层建筑的需求量也越来越大。在世界各地也时常发生着危房的拆除以及新楼盘的建造，但是在危房的拆除以及新楼盘的建造的过程中，常常伴随着巨大的振动，其产生的震波沿大地传播至相邻周边的建筑物，从而对相邻周边的建筑物造成变形，变形包括沉降、倾斜等，而变形过大或不均匀会导致建筑物墙体开裂、整体倾斜等不良影响。

因此，为避免在建设工程施工过程中与相邻周边建筑物的所有权人发生纠纷；采用双方约定专业的测量手段，在约定的时间节点，对建筑物的约定变形参数进行真实记录，获取相关证据，用于评判建筑物在特定时间段内变形参数的变化程度；从而为将来可能发生的司法诉讼提供专家证言或司法鉴定报告。

建筑物变形传统的测量方法是采用精密几何水准测量，通过检测人员设置水准点和水准路线利用水准仪对建筑物的变形量进行测量；该测量方法虽然精度较高，但不能进行实时连续的测量，且实际劳动强度很大。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种建筑物变形的远程监测系统，以达到自动实时连续的测量的效果，大大减少了检测员的劳动强度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种建筑物变形的远程监测系统，包括多个通过连通管相连通的伸缩式静力水准仪、与伸缩式静力水准仪信号连接的巡检仪以及与巡检仪连接的监控中心，多个所述伸缩式静力水准仪分别设置于建筑物的各个检测点，所述伸缩式静力水准仪包括安装架、带有上开口的储液容器、用于密封储液容器的密封盖以及磁致伸缩式传感器，所述磁致伸缩式传感器用于检测对应储液容器内的液位，并向巡检仪发送液位信号，所述巡检仪将液位信号传输至监控中心，所述监控中心根据各个液位信号的变化值计算和分析各个检测点之间的相对沉降量，所述储液容器通过设置有调平装置固定于安装架，所述磁致伸缩式传感器垂直螺纹固定于密封盖上，所述密封盖水平设置有水平泡。

通过采用上述技术方案，在建筑物的各个检测点处固定伸缩式静力水准仪，各个伸缩式静力水准仪相互之间通过连通管相连，各个伸缩式静力水准仪及连通管内装有纯净水，初始状态时，参考水平泡并利用调平装置将伸缩式静力水准仪调平，此时由于地球重力作用，使得各个伸缩式静力水准仪的液面高度保持相同；当建筑物的某检测点处产生下沉，则此处伸缩式静力水准仪的液面高度会上升，同时其他各检测点的伸缩式静力水准仪的液面也会随之变化，然后由磁致伸缩式传感器将各个检测点的液面变化通过巡检仪传输至监控中心，监控中心根据各个液位信号的变化值随时计算和分析各个检测点之间的相对沉降量，计算出建筑物的相对倾斜量，并进行记录，达到自动实时连续测量的效果，大大减少了检测员的劳动强度；并且设置的密封盖，可以减小储液容器内纯净水的蒸发量，从而减小计算误差。

本发明进一步设置为：所述调平装置包括三套调节螺栓，三套所述调节螺栓对调节螺栓形成三点支撑。

通过采用上述技术方案，当对伸缩式静力水准仪进行调平时，通过调节某一个或某两个调节螺栓，使伸缩式静力水准仪整体呈水平，从而使得伸缩式静力水准仪内的纯净水液面呈水平状，提高磁致伸缩式传感器检测的精确度。

本发明进一步设置为：建筑物外还设置有不受沉降影响的基准点，且在基准点设置有与伸缩式静力水准仪相连通的基准伸缩式静力水准仪，所述基准伸缩式静力水准仪与巡检仪信号连接。

通过采用上述技术方案，若不在基准点设置基准伸缩式静力水准仪，则当建筑物整体竖向均匀下沉相同的值时，各个检测点的伸缩式静力水准仪内的水位将无变化量，即不能检测到建筑物整体的均匀下沉；故设置基准点，并在基准点上设置基准伸缩式静力水准仪，以避免遗漏对建筑物整体均匀下沉的检测。

本发明进一步设置为：所述伸缩式静力水准仪和基准伸缩式静力水准仪的结构相同，均包括安装架、带有上开口的储液容器、用于密封储液容器的密封盖以及垂直螺纹固定于密封盖上的磁致伸缩式传感器，所述磁致伸缩式传感器内置有无线发射模块，所述巡检仪内置有与无线发射模块相匹配的无线接收模块，所述无线发射模块与无线接收模块通过zigbee协议进行通讯。

通过采用上述技术方案，各个磁致伸缩式传感器与巡检仪之间可进行远程无线传输数据，无需远距离布线，可以避免因信号线的损坏而导致的检测数据错误。

本发明进一步设置为：所述伸缩式静力水准仪和基准伸缩式静力水准仪内均添加有防冻液。

通过采用上述技术方案，在寒冷气候使用时，可以防止因液体结冰而影响磁致伸缩式传感器对液位的检测，提高检测精确度。

本发明进一步设置为：所述监控中心内置有GPRS模块，检测员配置有移动终端；当沉降量超过预警值时，所述监控中心通过GPRS模块采用GSM无线通讯网络向移动终端发送信息报警。

通过采用上述技术方案，能够借助GPRS模块和GSM无线通讯网络，实现了建筑物沉降检测信息的远程无线自动发送和预警，及时将预警信息反馈给检测员，使得能够及时做出相应的策略，避免产生不可挽回的后果。

本发明进一步设置为：所述伸缩式静力水准仪和基准伸缩式静力水准仪均通过设置有太阳能电池板进行供电。

通过采用上述技术方案，通过太阳能电池板对伸缩式静力水准仪和基准伸缩式静力水准仪进行供电，节约能源，且供电方式简便。

本发明进一步设置为：基准点还设置有独立的参考伸缩式静力水准仪，所述参考伸缩式静力水准仪和伸缩式静力水准仪的结构相同，均包括安装架、带有上开口的储液容器、用于密封储液容器的密封盖以及垂直螺纹固定于密封盖上的磁致伸缩式传感器，所述参考伸缩式静力水准仪信号连接于巡检仪，参考伸缩式静力水准仪用于向巡检仪发送液位误差信号。

通过采用上述技术方案，因为伸缩式静力水准仪在长期使用后，内部液体会有一定程度的蒸发，从而导致检测结果会产生误差；为减小检测结果的误差，设置一独立的参考伸缩式静力水准仪，其向巡检仪发送的液位误差信号即为一个伸缩式静力水准仪在该段时间内因液体蒸发而产生的液位误差量，监控中心在计算建筑物整体均匀下沉的沉降量时，应该加上该段时间内因液体蒸发而产生的液位误差量，从而得到实际的建筑物整体均匀下沉的沉降量，提高了检测的精确度。

综上所述，本发明具有以下有益效果：与传统的人工几何水准测量方法相比，本发明的检测系统除了同样具有高精度和高可靠性之外，还具有实时、连续、远程无线、无人值守等优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为伸缩式静力水准仪、基准伸缩式静力水准仪和参考伸缩式静力水准仪的结构示意图。

图中：1、伸缩式静力水准仪；11、安装架；12、储液容器；13、磁致伸缩式传感器；14、密封盖；15、水平泡；2、连通管；3、巡检仪；4、监控中心；5、调节螺栓；6、基准伸缩式静力水准仪；7、无线发射模块；8、无线接收模块；9、GPRS模块；10、移动终端；16、太阳能电池板；17、参考伸缩式静力水准仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

建筑物变形的远程监测系统，如图1所示，包括七个通过连通管2相连通的伸缩式静力水准仪1、与伸缩式静力水准仪1信号连接的巡检仪3以及与巡检仪3连接的监控中心4，本发明的监控中心4为计算机；七个伸缩式静力水准仪1分别设置于建筑物的各个检测点；其中，如图2所示，伸缩式静力水准仪1包括安装架11、带有上开口的储液容器12、用于密封储液容器12的密封盖14以及磁致伸缩式传感器13；储液容器12由有机玻璃管制成，可以直观的反应内部的液面高度；密封盖14采用铝合金材料制成，表面氧化发黑处理，即轻便又防锈；磁致伸缩式传感器13垂直螺纹固定于密封盖14上，并伸入储液容器12内，用于检测对应储液容器12内的液位，并向巡检仪3发送液位信号，巡检仪3将液位信号传输至监控中心4，从而监控中心4根据各个液位信号的变化值计算和分析各个检测点之间的相对沉降量；并且储液容器12通过设置有调平装置固定于安装架11，密封盖14上表面内水平嵌设有水平泡15。

伸缩式静力水准仪1通过安装架11固定在建筑物的各个检测点处，各个伸缩式静力水准仪1相互之间通过连通管2相连，在各个伸缩式静力水准仪1及连通管2内装有纯净水；初始状态时，安装人员参考水平泡15并利用调平装置将伸缩式静力水准仪1调平，此时由于地球重力作用，使得各个伸缩式静力水准仪1内的液面高度保持相同；当建筑物的某检测点处发生下沉，则此处伸缩式静力水准仪1内的液面高度会上升，同时其他各检测点的伸缩式静力水准仪1内的液面也会随之下降，然后由磁致伸缩式传感器13将各个检测点的液面变化通过巡检仪3传输至监控中心4，监控中心4根据各个液位信号的变化值实时计算和分析各个检测点之间的相对沉降量，计算出建筑物的相对倾斜量，并进行记录；达到自动实时连续测量的效果，大大减少了检测员的劳动强度；并且设置的密封盖14，可以减小储液容器12内纯净水的蒸发量，从而减小计算误差。

其中，如图2所示，调平装置包括三套调节螺栓5，三套调节螺栓5对调节螺栓5形成三点支撑，调节螺栓5的螺杆穿过安装架11的底部，并连接至储液容器12的底部，调节螺栓5的三个螺帽分别抵接于储液容器12底部的上表面与下表面以及安装架11的上表面；通过调节某一个或某两个调节螺栓5的螺帽，使伸缩式静力水准仪1整体呈水平状，从而使得伸缩式静力水准仪1内的纯净水液面呈水平状，提高磁致伸缩式传感器13对液位检测的精确度。

若仅在建筑物上设置七个伸缩式静力水准仪1，则当建筑物整体竖向均匀下沉相同的值时，各个检测点的伸缩式静力水准仪1内的水位将无变化量，即不能检测到建筑物整体的均匀下沉，故为避免遗漏对建筑物整体均匀下沉的检测，如图1所示，在建筑物外还设置一个不受沉降影响的基准点，且在基准点处固定有与七个伸缩式静力水准仪1相连通的基准伸缩式静力水准仪6，当建筑物整体竖向均匀下沉时，七个伸缩式静力水准仪1内的液位会同时上升，而基准伸缩式静力水准仪6内的液位也会随之下降，基准伸缩式静力水准仪6与巡检仪3信号连接。

因为伸缩式静力水准仪1在长期使用后，内部液体会有一定程度的蒸发，从而导致检测结果会产生误差；为减小检测结果的误差，如图1所示，在基准点处还固定有独立的参考伸缩式静力水准仪17，在本发明的参考伸缩式静力水准仪17、基准伸缩式静力水准仪6和伸缩式静力水准仪1的结构均相同，均包括安装架11、带有上开口的储液容器12、用于密封储液容器12的密封盖14以及垂直螺纹固定于密封盖14上的磁致伸缩式传感器13，参考伸缩式静力水准仪17信号连接于巡检仪3，参考伸缩式静力水准仪17用于向巡检仪3发送液位误差信号。本发明的参考伸缩式静力水准仪17向巡检仪3发送的液位误差信号（即为一个伸缩式静力水准仪1或基准伸缩式静力水准仪6在该段时间内因液体蒸发而产生的液位误差量），监控中心4在计算建筑物整体均匀下沉的沉降量时，应该加上该段时间内因液体蒸发而产生的液位误差量，从而得到实际的建筑物整体均匀下沉的沉降量，提高了检测的精确度。

本发明中，如图1所示，磁致伸缩式传感器13内置有无线发射模块7，巡检仪3内置有与无线发射模块7相匹配的无线接收模块8，无线发射模块7与无线接收模块8通过zigbee协议进行通讯；使得各个磁致伸缩式传感器13与巡检仪3之间可进行远程无线数据传输，无需远距离布设信号线，可以避免因信号线的损坏而导致的检测数据错误。

在伸缩式静力水准仪1、基准伸缩式静力水准仪6和参考伸缩式静力水准仪17的储液容器12内的纯净水中均添加有防冻液；使得在寒冷气候使用时，可以防止因液体结冰而影响磁致伸缩式传感器13对液位的检测，提高检测精确度。

同时，如图1所示，监控中心4内置有GPRS模块9，检测员配置有移动终端10，移动终端10可以为智能手机、平板电脑等；当沉降量超过预警值时，监控中心4通过GPRS模块9采用GSM无线通讯网络向移动终端10发送信息报警。能够借助GPRS模块和GSM无线通讯网络，实现了建筑物沉降检测信息的远程无线自动发送和预警，及时将预警信息反馈给检测员，使得能够及时做出相应的策略，避免产生不可挽回的后果。

如图1所示，伸缩式静力水准仪1、基准伸缩式静力水准仪6和参考伸缩式静力水准仪17均通过固定在一旁的太阳能电池板16进行供电，节约能源，且供电方式更为简便。

检测点沉降量的具体计算方法如下：设基准伸缩式静力水准仪6的储液容器12内的初始液面高度为h0，某个伸缩式静力水准仪1的储液容器12内的初始液面高度为h00；当该检测点沉降hx后，固定在该检测点伸缩式静力水准仪1的储液容器12内的液面高度变为h01，同时基准伸缩式静力水准仪6的储液容器12内的液面高度变为h1，则该检测点的沉降量为：hx=h01-h1+（h00-h0），继而能够计算出建筑物整体的沉降量以及相对的倾斜量。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种建筑物变形的远程监测系统，其特征在于：包括多个通过连通管（2）相连通的伸缩式静力水准仪（1）、与伸缩式静力水准仪（1）信号连接的巡检仪（3）以及与巡检仪（3）连接的监控中心（4），多个所述伸缩式静力水准仪（1）分别设置于建筑物的各个检测点，所述伸缩式静力水准仪（1）包括安装架（11）、带有上开口的储液容器（12）、用于密封储液容器（12）的密封盖（14）以及磁致伸缩式传感器（13），所述磁致伸缩式传感器（13）用于检测对应储液容器（12）内的液位，并向巡检仪（3）发送液位信号，所述巡检仪（3）将液位信号传输至监控中心（4），所述监控中心（4）根据各个液位信号的变化值计算和分析各个检测点之间的相对沉降量，所述储液容器（12）通过设置有调平装置固定于安装架（11），所述磁致伸缩式传感器（13）垂直螺纹固定于密封盖（14）上，所述密封盖（14）水平设置有水平泡（15）。

2.根据权利要求1所述的建筑物变形的远程监测系统，其特征在于：所述调平装置包括三套调节螺栓（5），三套所述调节螺栓（5）对调节螺栓（5）形成三点支撑。

3.根据权利要求1所述的建筑物变形的远程监测系统，其特征在于：建筑物外还设置有不受沉降影响的基准点，且在基准点设置有与伸缩式静力水准仪（1）相连通的基准伸缩式静力水准仪（6），所述基准伸缩式静力水准仪（6）与巡检仪（3）信号连接。

4.根据权利要求3所述的建筑物变形的远程监测系统，其特征在于：所述伸缩式静力水准仪（1）和基准伸缩式静力水准仪（6）的结构相同，均包括安装架（11）、带有上开口的储液容器（12）、用于密封储液容器（12）的密封盖（14）以及垂直螺纹固定于密封盖（14）上的磁致伸缩式传感器（13），所述磁致伸缩式传感器（13）内置有无线发射模块（7），所述巡检仪（3）内置有与无线发射模块（7）相匹配的无线接收模块（8），所述无线发射模块（7）与无线接收模块（8）通过zigbee协议进行通讯。

5.根据权利要求3所述的建筑物变形的远程监测系统，其特征在于：所述伸缩式静力水准仪（1）和基准伸缩式静力水准仪（6）内均添加有防冻液。

6.根据权利要求3所述的建筑物变形的远程监测系统，其特征在于：所述监控中心（4）内置有GPRS模块（9），检测员配置有移动终端（10）；当沉降量超过预警值时，所述监控中心（4）通过GPRS模块（9）采用GSM无线通讯网络向移动终端（10）发送信息报警。

7.根据权利要求4所述的建筑物变形的远程监测系统，其特征在于：所述伸缩式静力水准仪（1）和基准伸缩式静力水准仪（6）均通过设置有太阳能电池板（16）进行供电。

8.根据权利要求4所述的建筑物变形的远程监测系统，其特征在于：基准点还设置有独立的参考伸缩式静力水准仪（17），所述参考伸缩式静力水准仪（17）和伸缩式静力水准仪（1）的结构相同，均包括安装架（11）、带有上开口的储液容器（12）、用于密封储液容器（12）的密封盖（14）以及垂直螺纹固定于密封盖（14）上的磁致伸缩式传感器（13），所述参考伸缩式静力水准仪（17）信号连接于巡检仪（3），参考伸缩式静力水准仪（17）用于向巡检仪（3）发送液位误差信号。