CN109708587A - 一种城市轨道交通隧道变形监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市轨道交通隧道变形监测装置，包括隧道和铺设在隧道内的无砟轨道板，以及固定安装在无砟轨道板上的两根平行的铁轨，所述隧道内壁上固定有安装条板，且该安装条板的中间架设有线盒；所述安装条板的两端各安装有一个激光发射器，所述无砟轨道板的上表面且位于每个铁轨的外侧各设置有一个用于接收激光发射器发射的激光的光线接收盒；所述线盒上安装有用于控制激光发射器定时发射激光的微电脑时控开关，所述显示板包括灯板和镶嵌在灯板上的多个呈矩形阵列分布的LED灯珠。本发明在使用过程中能够花费较少的人力物力进行维护，维护使用成本低，实用性好。

Description

一种城市轨道交通隧道变形监测装置

技术领域

本发明属于隧道变形监测技术领域，具体涉及一种城市轨道交通隧道变形监测装置。

背景技术

城市轨道交通隧道变形是指其结构的水平位移和垂直位移，这种变形超过正常范围时，直接影响城市轨道交通隧道运营安全，甚至造成城市轨道交通隧道的损毁。

现有技术中申请号为201721190500.1 的中国专利，公开了一种城市轨道交通隧道变形监测系统，包括基准点棱镜、监测点棱镜、测量机器人和数据处理模块；测量机器人上集成有测量机器人控制器以及均与测量机器人控制器连接用于采集环境参数的环境探测器、用于向棱镜发射并接收无线探测信号的无线探测模块，测量机器人控制器通过数据传输模块和调制解调器与数据处理模块进行通信，数据处理模块上连接有用于存储监测点棱镜坐标变化阈值的存储器和用于提示监测点棱镜坐标变化超界的预警模块，以及用于向工作人员传输预警信息的无线终端和有线终端。

上述城市轨道交通隧道变形监测系统的核心工作原理是在测量机器人上安装无线探测模块并向基准点棱镜P0和监测点棱镜P1同时发送无线信号，然后接受基准点棱镜P0和监测点棱镜P1反射回来的无线信号，根据无线信号来获取棱镜坐标，继而分选判断隧道是否变形。虽然其工作原理比较简单，然而在实际使用过程中，由于隧道内环境十分恶劣，每当一趟机车经过时，隧道内便扬起大量灰尘，这些灰尘会覆盖到棱镜表面，久而久之，棱镜便无法有效反射无线探测模块发射的无线信号，因此上述城市轨道交通隧道变形监测系统在使用过程中需要人工定期清理维护棱镜，费时费力，维护成本高，实用性不强。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种城市轨道交通隧道变形监测装置，能够实现在使用过程中花费较少的人力物力进行维护，因而维护使用成本低，实用性好。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，包括隧道和铺设在隧道内的无砟轨道板，以及固定安装在无砟轨道板上的两根平行的铁轨，所述隧道内壁上固定有安装条板，且该安装条板的中间架设有线盒；所述安装条板的两端各安装有一个激光发射器，所述无砟轨道板的上表面且位于每个铁轨的外侧各设置有一个用于接收激光发射器发射的激光的光线接收盒；所述线盒上安装有用于控制激光发射器定时发射激光的微电脑时控开关，所述光线接收盒将接收到的光信号转换为电信号并通过线盒内的导线传输至控制中心，所述控制中心将信号传输至显示板上显示；

所述显示板包括灯板和镶嵌在灯板上的多个呈矩形阵列分布的LED灯珠，当激光发射器发射的激光射向光线接收盒时，所述灯板上与激光在光线接收盒上的落点相对应的LED灯珠被点亮。

作为本案的重要设计，所述安装条板采用弹簧钢制作，所述安装条板通过紧固螺钉固定安装在隧道内壁上。

作为本案的优化设计，所述安装条板、两个激光发射器以及两个光线接收盒均以隧道的对称平面为中心呈轴对称分布。

作为本案的优化设计，所述光线接收盒的上表面设置有多个呈矩形阵列分布的光线接收孔，所述光线接收孔的数量与LED灯珠的数量相等，且多个光线接收孔形成的矩形与多个LED灯珠所形成的矩形相似，所述光线接收孔的孔口大小与激光发射器发射的激光在光线接收盒上的落点的大小相等，每个光线接收孔的孔底和孔壁上均粘贴有反光镜，每个光线接收孔的孔底中部正上方均竖直设置有安装筒，所述安装筒的开口朝下，所述安装筒的内壁上也粘贴有反光镜，所述安装筒内部上端的筒底上安装有光电开关，所述光电开关通过线盒内的导线与灯板上位置相对应的LED灯珠电连接。

作为本案的优化设计，所述光线接收孔和安装筒的内壁上均固定安装有多块挡光板，所述安装筒固定安装在挡光板上，所述挡光板能够将外界直射到光线接收孔的孔底上的光线以及光线接收孔的孔底直射到安装筒内上端筒底的光线遮挡住，从而使外界光线必须经过多次反射后才能照射到光线接收孔的孔底和安装筒内上端筒底上。

作为本案的优化设计，相邻两个光线接收孔之间的间距不大于两毫米。

作为本案的优化设计，所述光线接收盒上盖设有盒盖板，所述盒盖板的一端与旋转电机的输出轴固定连接，所述旋转电机固定安装在无砟轨道板上并与微电脑时控开关电连接。

作为本案的优化设计，所述无砟轨道板的上表面安装有与激光发射器电连接的按压开关，所述按压开关和光线接收盒分别位于旋转电机的两侧。

有益效果在于：本发明所述的一种城市轨道交通隧道变形监测装置在使用过程中能够花费较少的人力物力进行维护，维护使用成本低，实用性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的安装结构示意图；

图2是图1的局部放大结构示意图；

图3是光线接收盒的结构示意图；

图4是图3的剖视结构示意图；

图5是显示板的结构示意图；

图6是图4的局部放大结构示意图;

图7是图6的局部放大结构示意图。

附图标记说明如下：

1、隧道；2、无砟轨道板；3、铁轨；4、光线接收盒；5、盒盖板；6、旋转电机；7、LED灯珠；8、按压开关；9、线盒；10、微电脑时控开关；11、安装条板；12、激光发射器；13、紧固螺钉；14、光线接收孔；15、反光镜；16、挡光板；17、安装筒；18、光电开关；19、灯板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图7所示，本发明提供的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，包括隧道1和铺设在隧道1内的无砟轨道板2，以及固定安装在无砟轨道板2上的两根平行的铁轨3。隧道1内壁上固定有安装条板11，该安装条板11沿着隧道1内壁的形状设置，且该安装条板的中间架设有线盒9，线盒的位置可优选的安装在隧道内壁最高点位置。安装条板11的两端各安装有一个激光发射器12，无砟轨道板2的上表面且位于每个铁轨3的外侧各设置有一个用于接收激光发射器发射的激光的光线接收盒4，每个激光发射器12发射的激光刚好能够照射到与其距离最近的光线接收盒4上，激光发射器12的发射激光角度可以通过安装调整以及后期的调试，使发出的激光恰好与光线接收盒4对应。线盒9上安装有用于控制激光发射器12定时发射激光的微电脑时控开关10，光线接收盒4将接收到的光信号转换为电信号并通过线盒9内的导线传输至控制中心，控制中心将信号传输至显示板上显示。

显示板包括灯板19和镶嵌在灯板19上的多个呈矩形阵列分布的LED灯珠7，当激光发射器12发射的激光射向光线接收盒4时，灯板19上与激光在光线接收盒4上的落点相对应的LED灯珠7被点亮。该显示板的结构为发明人创造性的构思，不仅是显示板设计更加简单，而且能够更加直观的观察到隧道变形。

作为可选的实施方式，安装条板11采用弹簧钢制作，安装条板11通过紧固螺钉13固定安装在隧道1内壁上，这样设计，保证了安装条板11时刻紧贴隧道1内壁，一旦隧道1发生形变，相应的安装条板11也会发生变形，从而使激光发射器12的发射方向发生偏移，继而引起不同的LED灯珠7点亮。

安装条板11、两个激光发射器12以及两个光线接收盒4均以隧道1的对称平面为中心呈轴对称分布。其中光线接收盒4的上表面设置有多个呈矩形阵列分布的光线接收孔14，光线接收孔14的数量与LED灯珠7的数量相等，且多个光线接收孔14形成的矩形与多个LED灯珠7所形成的矩形相似，这样设计，使得一个光线接收孔14对应一个LED灯珠7，激光射入不同的光线接收孔14，不同的LED灯珠7被点亮，其它LED灯珠7则保持熄灭，光线接收孔14的孔口大小与激光发射器12发射的激光在光线接收盒4上的落点的大小相等，这样设计，一旦激光发射器12的发射方向发生轻微改变，激光便有可能从一个光线接收孔14偏移至另一个光线接收孔14，从而使不同的LED灯珠7被点亮，便于工作人员及时发现隧道1的细微形变，有效提升隧道1变形监测的灵敏度，每个光线接收孔14的孔底和孔壁上均粘贴有反光镜15，每个光线接收孔14的孔底中部正上方均竖直设置有安装筒17，安装筒17的开口朝下，安装筒17的内壁上也粘贴有反光镜15，安装筒17内部上端的筒底上安装有光电开关18，光电开关18通过线盒9内的导线与灯板19上位置相对应的LED灯珠7电连接。

光线接收孔14和安装筒17的内壁上均固定安装有多块挡光板16，安装筒17固定安装在挡光板16上，挡光板16能够将外界直射到光线接收孔14的孔底上的光线以及光线接收孔14的孔底直射到安装筒17内上端筒底的光线遮挡住，从而使外界光线必须经过多次反射后才能照射到光线接收孔14的孔底和安装筒17内上端筒底上。

相邻两个光线接收孔14之间的间距不大于两毫米，这样设计，进一步提升隧道1变形监测的灵敏度。

光线接收盒4上盖设有盒盖板5，盒盖板5的一端与旋转电机6的输出轴固定连接，旋转电机6固定安装在无砟轨道板2上并与微电脑时控开关10电连接，这样设计，不检测时盒盖板5保持闭合，从而防止灰尘进入光线接收孔14内弄脏反光镜15降低隧道1变形监测的灵敏度。

无砟轨道板2的上表面安装有与激光发射器12电连接的按压开关8，按压开关8和光线接收盒4分别位于旋转电机6的两侧，按压开关8用于控制激光发射器12自动发射激光。

上述一种城市轨道交通隧道变形监测装置，使用时，先通过微电脑时控开关10预设置每隔一段时间控制旋转电机6自转（当然，为了确保安全，从旋转电机6转动带动盒盖板5打开到一段时间后旋转电机6转动再带动盒盖板5闭合这一时间段内一定不能有机车经过），这样，当到达预定时间后，微电脑时控开关10控制旋转电机6转动带动盒盖板5旋转打开光线接收盒4，待盒盖板5旋转180度后触碰到按压开关8时，按压开关8控制激光发射器12动作向光线接收盒4发射激光，激光发射后，微电脑时控开关10再控制旋转电机6反转带动盒盖板5重新盖设到光线接收盒4上，因为从盒盖板5被打开到激光发射器12发射完毕激光所需时间是固定的，因此可通过微电脑时控开关10设置盒盖板5被打开一段时间后自动闭合，（激光发射器12在安装时便需要调整好其发射方向，即确保激光能够照射到光线接收盒4上），激光照射到某一个光线接收孔14内并沿着反光镜15不断反射，之后，激光射入安装筒17内并再经多次反射后射向光电开关18，光电开关18触发控制灯板19上相应的LED灯珠7点亮，其它光线接收孔14内安装筒17中的光电开关18没有被激光照射到因此不会触发点亮LED灯珠7，这样，控制中心的工作人员根据灯板19上点亮的LED灯珠7的位置即可判断出激光射到光线接收盒4上的位置，若几年后灯板19上点亮的LED灯珠7发生变化，即之前点亮的LED灯珠7不再点亮，取而代之的是一颗新的LED灯珠7被点亮，这说明激光射向光线接收盒4上的位置发生了变化，激光射向了另一个光线接收孔14，也就是说无砟轨道板2和隧道1的相对位置发生偏移，即隧道1出现了变形，此时，控制中心的工作人员便可派人实地查看检修。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种城市轨道交通隧道变形监测装置，包括隧道（1）和铺设在隧道（1）内的无砟轨道板（2），以及固定安装在无砟轨道板（2）上的两根平行的铁轨（3），其特征在于：所述隧道（1）内壁上固定有安装条板（11），且该安装条板的中间架设有线盒（9）；所述安装条板（11）的两端各安装有一个激光发射器（12），所述无砟轨道板（2）的上表面且位于每个铁轨（3）的外侧各设置有一个用于接收激光发射器发射的激光的光线接收盒（4）；所述线盒（9）上安装有用于控制激光发射器（12）定时发射激光的微电脑时控开关（10），所述光线接收盒（4）将接收到的光信号转换为电信号并通过线盒（9）内的导线传输至控制中心，所述控制中心将信号传输至显示板上显示；

所述显示板包括灯板（19）和镶嵌在灯板（19）上的多个呈矩形阵列分布的LED灯珠（7），当激光发射器（12）发射的激光射向光线接收盒（4）时，所述灯板（19）上与激光在光线接收盒（4）上的落点相对应的LED灯珠（7）被点亮。

2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，其特征在于：所述安装条板（11）采用弹簧钢制作，所述安装条板（11）通过紧固螺钉（13）固定安装在隧道（1）内壁上。

3.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，其特征在于：所述安装条板（11）、两个激光发射器（12）以及两个光线接收盒（4）均以隧道（1）的对称平面为中心呈轴对称分布。

4.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，其特征在于：所述光线接收盒（4）的上表面设置有多个呈矩形阵列分布的光线接收孔（14），所述光线接收孔（14）的数量与LED灯珠（7）的数量相等，且多个光线接收孔（14）形成的矩形与多个LED灯珠（7）所形成的矩形相似，所述光线接收孔（14）的孔口大小与激光发射器（12）发射的激光在光线接收盒（4）上的落点的大小相等，每个光线接收孔（14）的孔底和孔壁上均粘贴有反光镜（15），每个光线接收孔（14）的孔底中部正上方均竖直设置有安装筒（17），所述安装筒（17）的开口朝下，所述安装筒（17）的内壁上也粘贴有反光镜（15），所述安装筒（17）内部上端的筒底上安装有光电开关（18），所述光电开关（18）通过线盒（9）内的导线与灯板（19）上位置相对应的LED灯珠（7）电连接。

5.根据权利要求4所述的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，其特征在于：所述光线接收孔（14）和安装筒（17）的内壁上均固定安装有多块挡光板（16），所述安装筒（17）固定安装在挡光板（16）上，所述挡光板（16）能够将外界直射到光线接收孔（14）的孔底上的光线以及光线接收孔（14）的孔底直射到安装筒（17）内上端筒底的光线遮挡住，从而使外界光线必须经过多次反射后才能照射到光线接收孔（14）的孔底和安装筒（17）内上端筒底上。

6.根据权利要求4所述的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，其特征在于：相邻两个光线接收孔（14）之间的间距不大于两毫米。

7.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，其特征在于：所述光线接收盒（4）上盖设有盒盖板（5），所述盒盖板（5）的一端与旋转电机（6）的输出轴固定连接，所述旋转电机（6）固定安装在无砟轨道板（2）上并与微电脑时控开关（10）电连接。

8.根据权利要求7所述的一种城市轨道交通隧道变形监测装置，其特征在于：所述无砟轨道板（2）的上表面安装有与激光发射器（12）电连接的按压开关（8），所述按压开关（8）和光线接收盒（4）分别位于旋转电机（6）的两侧。