CN110006398A - 一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备及方法 - Google Patents

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金洪调
丁又祥
卢浩钊
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Huasi (guangzhou) Measurement And Control Technology Co Ltd
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Huasi (guangzhou) Measurement And Control Technology Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels

Abstract

本发明涉及一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备及方法，包括多节测量模块，每个所述测量模块包括钢管和三轴加速传感器模块，所述三轴加速传感器模块通过机械固定的方式安装在钢管内部，所述三轴加速传感器模块上电性连接有线缆，所述钢管的两个端部螺纹连接有连接螺丝，所述连接螺丝的一部分裸露在钢管外部；相邻的两个钢管上的连接螺丝外径处设有外螺纹，本发明结构简单、设计合理，能够将三轴加速传感器模块以机械固定的方式固定在钢管内部，通过将三轴加速传感器模块的角度值通过转换算法换算成钢管的整体倾斜角度，从而通过钢管的倾斜角度推算出被测物体的倾斜角度，另外，由于该结构整体呈三维安装式结构，不受空间限制，安装范围更广。

Description

一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备及方法
技术领域
本发明涉及地质灾害监测技术领域，尤其涉及一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备及方法。
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。
传统测斜仪是采取人工操作方式进行作业不能做到实时监测，人工测量作业程序繁琐而且测量精度难以保证，而且现市面上测斜仪的测斜数据是单轴或双轴的，测量安装都不方便。
同类型的设备没有测试扭角的功能，测斜管在制造过程中会产生扭转，在安装时由于各节测斜管之间的定位误差也会形成导管的扭转，同时再正常监测过程中优于土体受力的不均匀也会产生设备扭转，这个扭转会严重影响监测结果的准确性以及会严重影响形变方向的判别，导致检测结果不准确。
发明内容
本发明针为了解决上述技术问题，提供一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备，该结构设计简单、合理，将三轴加速传感器模块以机械固定的方式固定在钢管内部，通过将三轴加速传感器模块的角度值通过转换算法换算成钢管的整体倾斜角度，从而推算出被测物体的倾斜角度，同时可以通过当前监测状态与出厂时标定的标准状态进行比对，通过比对结果换算出单个节点的标准状态偏移角，然后积分整体算出整条设备各部分的偏移角，换算成设备的扭转角，直接对倾斜结果进行扭转补偿，达到真正的监测数据可靠且准确，方便可靠，适应面广。
本发明所采用的技术方案是：
一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备，包括多节测量模块，每个所述测量模块包括钢管和三轴加速传感器模块，所述三轴加速传感器模块通过机械固定的方式安装在钢管内部，所述三轴加速传感器模块上电性连接有线缆，所述钢管的两个端部螺纹连接有连接螺丝，所述连接螺丝的一部分裸露在钢管外部；
相邻的两个钢管上的连接螺丝外径处设有外螺纹，且两个相邻的连接螺丝通过螺纹连接有高压油管并利用机械压扣将高压油管进行固定，相邻两个钢管内部的三轴加速传感器模块通过线缆相连。
优化的，上述的一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备，所述线缆的端部延伸出钢管一端的外部位置。
优化的，上述的一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备，所述高压油管为软质结构。
本发明的有益效果在于：
本发明结构简单、设计合理，能够将三轴加速传感器模块以机械固定的方式固定在钢管内部，通过将三轴加速传感器模块的角度值通过转换算法换算成钢管的整体倾斜角度，从而通过钢管的倾斜角度推算出被测物体的倾斜角度，同时可以通过当前监测状态与出厂时标定的标准状态进行比对，通过比对结果换算出单个节点的标准状态偏移角，然后积分整体算出整条设备各部分的偏移角，换算成设备的扭转角，直接对倾斜结果进行扭转补偿，达到真正的监测数据可靠且准确。另外，由于该结构整体呈三维安装式结构，不受空间限制，安装范围更广。
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为本发明所述的一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备的结构示意图；
图2为本发明所述的一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备的局部放大视图。
附图标记说明如下：
1、钢管；2、线缆；3、三轴加速传感器模块；4、连接螺丝；5、高压油管。
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。
参考图1-2，本发明提供了一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备，包括多节测量模块，每个所述测量模块包括钢管1和三轴加速传感器模块3，三轴加速传感器内置有主控MCU(微控制单元或者单片机)，MCU对原始数据进行滤波处理后换算成该模块的角度值，所述三轴加速传感器模块3通过机械固定的方式安装在钢管1内部，这样就可以在该模块角度值换算完成后，再通过转换算法换算成钢管1的整体倾斜角度，继而通过钢管1的倾斜角度推算出被测物体的倾斜角度；所述三轴加速传感器模块3上电性连接有线缆2，线缆2用以为三轴加速传感器提供电力以及三轴加速传感器模块3的信号输出；所述钢管1的两个端部螺纹连接有连接螺丝4，所述连接螺丝4的一部分裸露在钢管1外部；
相邻的两个钢管1上的连接螺丝4外径处设有外螺纹，且两个相邻的连接螺丝4通过螺纹连接有高压油管5并利用机械压扣将高压油管5进行固定，该种连接形式可以提供设备内部的三防密封，提高设备的机械防护性能，从而轻松抵抗高强度变形、高水压浸泡、强机械冲击等恶劣监测环境的使用，相邻两个钢管1内部的三轴加速传感器模块3通过线缆2相连。
进一步的，所述线缆2的端部延伸出钢管1一端的外部位置，用以连接外部计算机，以达到信号输出的目的。
进一步的，所述高压油管5为软质结构，可以在整体上使得该测斜仪呈柔性结构。
在使用时，将该柔性测斜仪放入钻孔中，利用三轴加速传感器模块3测量出该模块的角度值，并利用转换算法换算成钢管1的整体倾斜角度，然后通过钢管1的倾斜角度推算出被测物体的倾斜角度，完成监测工作。
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 (3)

1.一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备，其特征在于：包括多节测量模块，每个所述测量模块包括钢管(1)和三轴加速传感器模块(3)，所述三轴加速传感器模块(3)通过机械固定的方式安装在钢管(1)内部，所述三轴加速传感器模块(3)上电性连接有线缆(2)，所述钢管(1)的两个端部螺纹连接有连接螺丝(4)，所述连接螺丝(4)的一部分裸露在钢管(1)外部；
其中，相邻的两个钢管(1)上的连接螺丝(4)外径处设有外螺纹，且两个相邻的连接螺丝(4)通过螺纹连接有高压油管(5)并利用机械压扣将高压油管(5)进行固定，相邻两个钢管(1)内部的三轴加速传感器模块(3)通过线缆(2)相连。
2.根据权利要求1所述的一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备，其特征在于，所述线缆(2)的端部延伸出钢管(1)一端的外部位置。
3.根据权利要求1-2所述的一种具有测扭功能的柔性测斜仪设备，其特征在于，所述高压油管(5)为软质结构。
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