CN109974778A - 一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置，包括测斜探头、线盘读数仪、平板电脑和数据处理云平台；所述测斜探头包括管状的测斜探头主体，所述测斜探头主体的内部安装有三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述三轴加速度计和三轴陀螺仪通过线缆相连接，在所述测斜探头主体的外部上下位置安装有导轮，本发明通过三轴加速度计与三轴陀螺仪的深度结合解决了传统活动式测斜仪因为没有测扭角功能所导致的测量数据不准确，测量倾斜方向不准确的问题，并且该智能测斜仪创新性配套平板电脑通过内部应用软件进行智能化作业，同时结合配套的云平台进行数据的有效管理，真正实现测斜作业的智能化管理，使测斜作业变得更加准确、高效并且科学管理。

Description

一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置及测量方法

技术领域

本发明属于地质监测勘探技术领域，具体涉及一种能够测量地质深部位移以及测斜管扭转角的智能测斜仪及深部位移测量方法。

背景技术

在工程实践、科学研究和地质灾害监测中，往往需要对地面以下一定深度的岩土体进行位移监测。然而，由于该部分的岩土体处于地下，往往无法直接测量，因此，人们一般利用测斜仪器，对地下一定深度范围的位移进行监测。

目前传统活动式测斜仪都是由测斜探头、测读仪、电缆和测斜管构成的。测量时，测斜管先埋入岩土体内部，并作为测斜仪的导轨使用。活动式测斜仪需要测量人员将测斜探头放入预定深度，然后逐段提升电缆，测斜探头测得倾斜角度，数据由电缆传输至测读仪，通过计算可以得到实测土体的水平位移增量。

目前传统活动式测斜仪存在以下缺陷：

(1)测斜管由于岩土体形变不均匀产生的扭转无法测量，导致测量数值与测量方向错误。

(2)需要人工操作读数仪获取测量数据。

(3)数据不能自动化上传云平台服务器处理。

(4)不能自动化出测试报告。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置及测量方法，以解决上述背景技术中提出的现有测斜仪由于岩土体形变不均匀产生的扭转无法测量，导致测量数值与测量方向错误，需要人工操作读数仪获取测量数据，数据不能自动化上传云平台服务器处理以及不能自动化出测试报告的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置，包括测斜探头、线盘读数仪、平板电脑和数据处理云平台；

所述测斜探头包括管状的测斜探头主体，所述测斜探头主体的内部安装有三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述三轴加速度计和三轴陀螺仪通过线缆相连接，在所述测斜探头主体的外部上下位置安装有导轮；

所述线盘读数仪内置有数据读数仪和蓝牙传输模块，所述数据读数仪通过线缆与三轴加速度计相连接；

所述平板电脑与所述线盘读数仪通过蓝牙传输模块进行连接，所述平板电脑通过无线信号连接有数据处理云平台。

进一步的，所述测斜探头主体的下端位置固定安装有缓冲胶头。

本发明还要求保护一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、通过测斜探头主体内的三轴加速度计的三轴重力加速度值实时将测斜管的倾斜状态测量出来；

步骤二、通过三轴陀螺仪把测斜管的扭转角测量出来；

步骤三、三轴陀螺仪的测量结果实时对三轴加速度计的测量结果进行补偿，做到倾斜状态与倾斜方向的实时补偿；

步骤四、步骤一、步骤二以及步骤三所测量的数据通过线盘读数仪的线缆传输给线盘读数仪内置的数据读数仪，数据读数仪处理完数据通过蓝牙传输模块传输给平板电脑；

步骤五、平板电脑通过蓝牙传输模块进行数据的实时自动采集、存储与展示，并且平板电脑将补偿后的正确倾斜角度值通过内部应用软件中的位移转换算法把准确的倾斜角度换算成位移，并与初始位移状态做对比，计算出位移变化量，并完成成果展示；

步骤六、平板电脑通过移动网络将数据传输到数据处理云平台，数据处理云平台实时对数据进行存储和展示，并生成报告文本。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过三轴加速度计与三轴陀螺仪的深度结合解决了传统活动式测斜仪因为没有测扭角功能所导致的测量数据不准确，测量倾斜方向不准确的问题，并且该智能测斜仪创新性配套平板电脑通过内部应用软件进行智能化作业，同时结合配套的云平台进行数据的有效管理，真正实现测斜作业的智能化管理，使测斜作业变得更加准确、高效并且科学管理。

附图说明

图1为本发明所述的一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置及测量方法的结构示意图；

图2为本发明所述的一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置及测量方法的测斜探头结构示意图。

图中：1、测斜探头；2、线盘读数仪；3、平板电脑；4、数据处理云平台；5、导轮；6、测斜探头主体；7、线缆；8、三轴加速度计；9、三轴陀螺仪；10、缓冲胶头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置，包括测斜探头1、线盘读数仪2、平板电脑3和数据处理云平台4；

所述测斜探头1包括管状的测斜探头主体6，所述测斜探头主体6的内部安装有三轴加速度计8和三轴陀螺仪9，所述三轴加速度计8和三轴陀螺仪9通过线缆7相连接，在所述测斜探头主体6的外部上下位置安装有导轮5，导轮5可以将测斜探头1固定在测斜管内部；

所述线盘读数仪2内置有数据读数仪和蓝牙传输模块，所述数据读数仪通过线缆7与三轴加速度计8相连接；

所述平板电脑3与所述线盘读数仪2通过蓝牙传输模块进行连接，所述平板电脑3通过无线信号连接有数据处理云平台4。

进一步的，所述测斜探头主体6的下端位置固定安装有缓冲胶头10。

具体的，所述测斜探头1除了兼备传统活动式测斜仪的测斜功能外还具备测扭仪的功能，在实际作业中实时将测斜探头主体扭转角测量出来，并且能进行实时补偿，确保测量数值与测量方向的绝对准确，解决传统活动式测斜仪测量不准确的问题；

所述线盘读数仪2集成了线缆7、数据读数仪以及蓝牙传输模块，线缆7用于连接测斜探头，数据读数仪通过线缆7直接读取测斜探头1数据，蓝牙传输模块则连接数据采集平板电脑3进行数据交互，解决传统活动式测斜仪人工操作繁琐地问题；

所述平板电脑3通过蓝牙模块进行数据的实时自动采集、存储与展示，并且平板电脑3能通过自身网络将数据传输到数据处理云平台4，解决传统活动式测斜仪测量不能智能化作业的问题，提高测量稳定性；

所述数据处理云平台4将平板电脑3回传回来的数据进行实时存储分析，并且用户能通过登陆云平台实时查看测量的数据且能将测量结果随时根据预先设置好的报告模板一键输出想要格式的报告文本，解决测量数据后处理繁琐需要人工处理数据人工整理报告的问题，提高作业效率与报告可靠性。

本实施例提供的一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、通过测斜探头主体6内的三轴加速度计8的三轴重力加速度值实时将测斜管的倾斜状态测量出来；

步骤二、通过三轴陀螺仪9把测斜管的扭转角测量出来；

步骤三、三轴陀螺仪9的测量结果实时对三轴加速度计8的测量结果进行补偿，做到倾斜状态与倾斜方向的实时补偿；

步骤四、步骤一、步骤二以及步骤三所测量的数据通过线盘读数仪2的线缆7传输给线盘读数仪2内置的数据读数仪，数据读数仪处理完数据通过蓝牙传输模块传输给平板电脑3；

步骤五、平板电脑3通过蓝牙传输模块进行数据的实时自动采集、存储与展示，并且平板电脑3将补偿后的正确倾斜角度值通过内部应用软件中的位移转换算法把准确的倾斜角度换算成位移，并与初始位移状态做对比，计算出位移变化量，并完成成果展示；

步骤六、平板电脑3通过移动网络将数据传输到数据处理云平台4，数据处理云平台4实时对数据进行存储和展示，并生成报告文本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置，其特征在于：包括测斜探头(1)、线盘读数仪(2)、平板电脑(3)和数据处理云平台(4)；

所述测斜探头(1)包括管状的测斜探头主体(6)，所述测斜探头主体(6)的内部安装有三轴加速度计(8)和三轴陀螺仪(9)，所述三轴加速度计(8)和三轴陀螺仪(9)通过线缆(7)相连接，在所述测斜探头主体(6)的外部上下位置安装有导轮(5)；

所述线盘读数仪(2)内置有数据读数仪和蓝牙传输模块，所述数据读数仪通过线缆(7)与三轴加速度计(8)相连接；

所述平板电脑(3)与所述线盘读数仪(2)通过蓝牙传输模块进行连接，所述平板电脑(3)通过无线信号连接有数据处理云平台(4)。

2.根据权利要求1所述的一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置，其特征在于：所述测斜探头主体(6)的下端位置固定安装有缓冲胶头(10)。

3.如权利要求1所述的一种测斜测扭一体化智能测斜仪装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、通过测斜探头主体(6)内的三轴加速度计(8)的三轴重力加速度值实时将测斜管的倾斜状态测量出来；

步骤二、通过三轴陀螺仪(9)把测斜管的扭转角测量出来；

步骤三、三轴陀螺仪(9)的测量结果实时对三轴加速度计(8)的测量结果进行补偿，做到倾斜状态与倾斜方向的实时补偿；

步骤四、步骤一、步骤二以及步骤三所测量的数据通过线盘读数仪(2)的线缆(7)传输给线盘读数仪(2)内置的数据读数仪，数据读数仪处理完数据通过蓝牙传输模块传输给平板电脑(3)；

步骤五、平板电脑(3)通过蓝牙传输模块进行数据的实时自动采集、存储与展示，并且平板电脑(3)将补偿后的正确倾斜角度值通过内部应用软件中的位移转换算法把准确的倾斜角度换算成位移，并与初始位移状态做对比，计算出位移变化量，并完成成果展示；

步骤六、平板电脑(3)通过移动网络将数据传输到数据处理云平台(4)，数据处理云平台(4)实时对数据进行存储和展示，并生成报告文本。