CN109458981A - 一种地基沉降监测设备及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地基沉降监测设备及监测方法，包括设于地面上的光监测机、基准面、设于基准面上的微反射镜；光监测机包括光源、设于光源上方的反射光线感应单元、用于调节光源使出射的光线始终能够射向微反射镜的调节单元；微反射镜用于将光线反射至反射光线感应单元上，并使得反射光线感应单元上的光线射入点始终位于第一竖直线上，第一竖直线经过光源的中心点。正常情况下，记录反射光线感应单元上光线的第一射入点；地基沉降后，记录反射光线感应单元上光线的第二射入点；计算第二射入点和第一射入点沿第一竖直线的高度差，高度差的一半即为地基下沉的高度。本发明一种地基沉降监测设备及监测方法，测量精度高，可广泛应用于室内外监测环境。
Description
技术领域
本发明涉及工程建筑领域，特别涉及一种地基沉降监测设备及监测方法。
背景技术
由于我国的地质环境多种多样，地质灾难频发，随之而来的地基沉降、墙体裂缝等问题日益突出。因此，对工程建筑地基沉降实时监测非常必要。
目前，对工程建筑地基沉降实时监测主要有三种方法：静力水准仪沉降测量方法、光纤沉降测量方法及北斗导航沉降测量方法。静力水准仪主要利用了液体连通管原理，当沉降发生时，通过测量液面的落差来监测地基沉降值，此种方法需要多个水准仪联合工作，工作液体一般为水、防冻水、硅油等，虽然成本较低，但对一些防水防潮的工程建筑如变电站不太适用；光纤测量方法常用的方法一般为短周期光纤光栅（FBG）传感测量方法及分布式光纤传感测量方法，具体通过改变光纤中的光学参量来监测地基沉降，具有灵敏度高、防电磁干扰、适用恶劣环境等优点，但其成本较高并且在工程施工时就得布线，后期维护较复杂；北斗导航系统通过“三球交汇原理”来测量地基沉降，这种方法适用于没有遮挡物的场所，以现在的技术对于室内地基的沉降还无法监测，且其测量精度不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种地基沉降监测设备及监测方法，结构简单、操作方便，成本较低，可广泛应用于室内/室外监测环境。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种地基沉降监测设备，包括设于监测点所在地面上的光监测机、基准面、设于所述基准面上的微反射镜；
所述光监测机包括光源、设于所述光源上方的反射光线感应单元、用于调节所述光源使出射的光线始终能够射向所述微反射镜的调节单元；
所述微反射镜，用于将光线反射至所述反射光线感应单元上，并使得所述反射光线感应单元上的光线射入点始终位于第一竖直线上，所述第一竖直线经过所述光源的中心点。
优选地，所述反射光线感应单元为线阵CCD或线阵CMOS。
更优选地，所述线阵CCD/线阵CMOS、所述光源的中心点、所述微反射镜的中心点位于第一平面内，所述第一平面垂直地面且垂直所述微反射镜的镜面。
更进一步优选地，所述微反射镜的镜面垂直地面。
优选地，所述微反射镜的镜面形状和大小与所述光源射出的光束的横截面形状和大小相同。
一种地基沉降监测方法，包括以下步骤：
（1）在监测点所在地面上设置基准面，在所述基准面上安装微反射镜；
（2）在地面上设置光源，在所述光源上方设置反射光线感应单元，并设置调节单元用于调节所述光源使出射的光线始终能够射向所述微反射镜；所述微反射镜用于将光线反射至所述反射光线感应单元上，并使得所述反射光线感应单元上的光线射入点始终位于第一竖直线上，所述第一竖直线经过所述光源的中心点；
（3）正常情况下，记录所述反射光线感应单元上光线的第一射入点；
（4）当地基下沉时，通过调节单元调节所述光源，并记录所述反射光线感应单元上光线的第二射入点；
（5）计算所述第二射入点和所述第一射入点沿所述第一竖直线的高度差，所述高度差的一半即为地基下沉的高度。
优选地，所述反射光线感应单元为线阵CCD或线阵CMOS。
更优选地，设置使得所述线阵CCD/线阵CMOS、所述光源的中心点、所述微反射镜的中心点位于第一平面内，所述第一平面垂直地面且垂直所述微反射镜的镜面。
更进一步优选地，设置使得所述微反射镜的镜面垂直地面。
优选地，设置使得所述微反射镜的镜面形状和大小与所述光源射出的光束的横截面形状和大小相同。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种地基沉降监测设备及监测方法，采用光线反射技术，实时测量地基沉降前后反射点的高度差，以计算得出地基沉降的高度；测量精度较高，设备结构和方法步骤简单、操作方便，成本较低，可广泛应用于室内/室外监测环境。
附图说明
附图1为本发明装置的结构示意图一；
附图2为本发明装置的结构示意图二。
其中：1、光监测机；2、基准面；3、微反射镜；4、光源；5、反射光线感应单元；6、承载平台。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图1-2所示，上述一种地基沉降监测设备，包括设于监测点所在地面上的光监测机1、基准面2、设于基准面2上的微反射镜3。在本实施例中，基准面2选取稳固的墙体（地基沉降前后基准面2的高度不变），光监测机1则放置在承载平台6上。
光监测机1包括用于发射光线的光源4、设于光源4上方的反射光线感应单元5、用于调节光源4使出射的光线始终能够射向微反射镜3的调节单元。
微反射镜3用于将光线反射至反射光线感应单元5上，并使得反射光线感应单元5上的光线射入点始终位于第一竖直线上，第一竖直线经过光源4的中心点，第一竖直线垂直地面。在本实施例中，反射光线感应单元5为线阵CCD或线阵CMOS；微反射镜3的镜面形状和大小与光源4射出的光束的横截面形状和大小相同。
在本实施例中，线阵CCD/线阵CMOS、光源4的中心点、微反射镜3的中心点位于第一平面内，第一平面垂直地面且垂直微反射镜3的镜面；微反射镜3的镜面也垂直地面。
以下具体阐述下本实施例的工作过程：
（1）正常情况下，通过调节单元调节光源4，使光线射向微反射镜3并反射至线阵CCD/线阵CMOS的A点，OF为法线，h1为正常情况下承载平台6的高度；
（2）地基沉降后，通过调节单元调节光源4，使光线射向微反射镜3并反射至线阵CCD/线阵CMOS的B点，h2为地基沉降后承载平台6的高度；
（3）计算A点和B点沿第一竖直线的高度差，该高度差的一半即为地基下沉的高度，即h1和h2的差值。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种地基沉降监测设备，其特征在于：包括设于监测点所在地面上的光监测机、基准面、设于所述基准面上的微反射镜；
所述光监测机包括光源、设于所述光源上方的反射光线感应单元、用于调节所述光源使出射的光线始终能够射向所述微反射镜的调节单元；
所述微反射镜，用于将光线反射至所述反射光线感应单元上，并使得所述反射光线感应单元上的光线射入点始终位于第一竖直线上，所述第一竖直线经过所述光源的中心点。
2.根据权利要求1所述的一种地基沉降监测设备，其特征在于：所述反射光线感应单元为线阵CCD或线阵CMOS。
3.根据权利要求2所述的一种地基沉降监测设备，其特征在于：所述线阵CCD/线阵CMOS、所述光源的中心点、所述微反射镜的中心点位于第一平面内，所述第一平面垂直地面且垂直所述微反射镜的镜面。
4.根据权利要求3所述的一种地基沉降监测设备，其特征在于：所述微反射镜的镜面垂直地面。
5.根据权利要求1所述的一种地基沉降监测设备，其特征在于：所述微反射镜的镜面形状和大小与所述光源射出的光束的横截面形状和大小相同。
6.一种地基沉降监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在地面上设置基准面，在所述基准面上安装微反射镜；
（2）在地面上设置光源，在所述光源上方设置反射光线感应单元，并设置调节单元用于调节所述光源使出射的光线始终能够射向所述微反射镜；所述微反射镜用于将光线反射至所述反射光线感应单元上，并使得所述反射光线感应单元上的光线射入点始终位于第一竖直线上，所述第一竖直线经过所述光源的中心点；
（3）正常情况下，记录所述反射光线感应单元上光线的第一射入点；
（4）当地基下沉时，通过调节单元调节所述光源，并记录所述反射光线感应单元上光线的第二射入点；
（5）计算所述第二射入点和所述第一射入点沿所述第一竖直线的高度差，所述高度差的一半即为地基下沉的高度。
7.根据权利要求1所述的一种地基沉降监测方法，其特征在于：所述反射光线感应单元为线阵CCD或线阵CMOS。
8.根据权利要求7所述的一种地基沉降监测方法，其特征在于：设置使得所述线阵CCD/线阵CMOS、所述光源的中心点、所述微反射镜的中心点位于第一平面内，所述第一平面垂直地面且垂直所述微反射镜的镜面。
9.根据权利要求8所述的一种地基沉降监测方法，其特征在于：设置使得所述微反射镜的镜面垂直地面。
10.根据权利要求1所述的一种地基沉降监测方法，其特征在于：设置使得所述微反射镜的镜面形状和大小与所述光源射出的光束的横截面形状和大小相同。
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