CN110352329A - 测斜仪系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测斜仪系统,包括:探头部,设置有用于测量地面的移位的移位测量传感器;电缆控制部,控制进入地下的电缆的长度,使探头部在测斜仪管中移动;地面移位计算部,利用由探头部测量的移位测量信息与由电缆控制部控制的电缆长度信息计算地面移位。

Description

测斜仪系统
技术领域
本发明涉及建筑及土木工程用测量仪,更详细地说涉及插入地下测量地面移位的测斜仪。
背景技术
测斜仪(inclinometer)是测量在挖掘及填埋时因为孔洞现象或者地下水位移位等其他影响导致的土壤颗粒的水平或者垂直位移的位置与方向、大小、速度,与设计上的预测位移比较并分析,以判断地基缓冲区域及可施工结构的安全而使用的测量仪。
测斜仪主要使用于测量地铁或者支护作业等的挖掘施工时的位移、测量胶墩及桥架的变形、测量斜坡的预测活动面、测量隧道、垂直井、坝体、其他各种堤坝等位移。
图1是示出现有的测斜仪的使用状态的图。通常,如图1所示,倾斜测量方法是在地孔插入测斜仪探头11,并拉起测量电缆14,同时按深度分别测量倾斜度。
在探头11设置有位移传感器12及弹簧轮13,在电缆14设置有用于与探头11连接的连接部15。探头11通过电缆14移动,电缆14通过人或者机械力缠绕于卷筒16或者展开,由此来调整长度,进而改变探头11的位置。
电缆14内部设置有可移动电源与数据的线路,从外部向探头11供应电源,向外部的输出装置17传输测量到的数据。
为了使用测斜仪,电缆14被电缆支撑装置18支撑,反复执行缠绕于卷筒16或者展开的动作。
通过这种反复的动作可破损电缆14,而现有的电缆14内部设置有线路,因此电缆14更加容易破损,而且电缆的成本高,增加了更换费用,并且因为内部线路增加了电缆14的重量,因此在移动探头11方面消耗能更大。
另外,在电缆14破损的情况下,不容易更换,因此增加了相当的时间或费用,并且通过电缆的长度调节探头11的位置,因此存在难以准确地调节探头11的位置的问题。
发明内容
(要解决的问题)
本发明是为了解决如上所述的问题的提出的,目的在于提供轻便、价格低廉同时难以破坏电缆的测斜仪系统。
另外,本发明目的在于提供不论电缆是否变形都能够准确地测量探头的位置的测斜仪系统。
(解决问题的手段)
为了达到如上的目的,本发明的测斜仪系统包括:探头部,设置有用于测量地面的移位的移位测量传感器;电缆控制部,控制进入地下的电缆的长度,以使探头部在测斜仪管中移动;地面移位计算部,利用由探头部测量的移位测量信息与由电缆控制部控制的电缆长度信息计算地面移位。
其中,探头部包括:传感器电源供应部、移位保存部及地面移位测量时间信息获取部,其中,传感器电源供应部将电源供应于移位测量传感器,移位保存部保存由移位测量传感器测量到的移位测量值,地面移位测量时间信息获取部获取移位测量传感器测量地面移位的时间信息。
另外,地面移位计算部包括:电缆长度测量部及电缆长度测量时间获取部,其中电缆长度测量部测量由电缆控制部控制的电缆长度,电缆长度测量时间信息获取部获取由电缆长度测量部测量电缆长度的时间。
通过这种结构,可从调整探头位置的电缆中移除内部线路,因此能够更加轻便、廉价及难以破损地制作测斜仪的电缆。另外,在电缆变形或者更换时,也能够准确地测量地面的移位。
此时,地面移位计算部还可包括:探头电源供应部,探头部接近到已设定距离以内的情况下,由传感器电源供应部供应电源;及保存信息接收部,在探头部接近到已设定距离以内的情况下,接收移位信息保存部的信息。通过这种结构,探头部向地表面上升时有线或者无线通信及执行电源充电,进而能够容易执行向探头部供应电源或者从探头部获取信息。
另外,测斜仪系统还可包括探头加速度测量部,测量探头部的加速度。通过这种结构,能够防止从正在振动中探头部可测量到的异常数据。
另外,测斜仪系统还可包括移位计算部加速度测量部,测量移位计算部的加速度。通过这种结构,能够防止在因为地上的振动状况探头部可测量到的异常数据。
另外,在移位计算部的加速度超出已设定的基准的情况下,电缆控制部可中断电缆长度变化。通过这种结构,在地上发生振动状况的情况下,停止探头部的移动,进而探头部在振动状况结束之后可测量地面变动。
另外,探头部还包括旋转体及旋转量测量部,旋转体与测斜仪管内面接触进行旋转及移动,旋转量测量部测量旋转体的旋转量。通过这种结构,从旋转体的旋转量掌握探头部通过测斜仪管的移动,进而在探头部发生振动状况的情况下,探头部停止通过测斜仪管的移动的情况下,可测量地面的移位。
此时,旋转量测量部包括:磁场产生部,形成在旋转体部分区域,通过旋转体的旋转而进行旋转,并产生磁场;及转数计算部,测量磁场以计算旋转体的转数。另外,旋转量测量部也可测量旋转体的旋转移位,以测量旋转体的旋转量。
另外,探头部还包括探头位置计算部,探头位置计算部利用测量到的旋转体的旋转量信息计算探头的位置。通过这种结构,与电缆的长度信息分开利用旋转体的旋转量,可掌握探头部的位置。
此时,对于旋转体的旋转轴磁场产生部以旋转体的旋转方向分别形成在不对称的多个区域。尤其是,对于旋转体的旋转轴磁场产生部沿着旋转体的旋转方向分别形成在相互之间距离不同的两个区域。通过这种结构,通过简单的结构,也能够掌握旋转的旋转方向,进而能够准确地掌握探头的位置。
此时,探头位置计算部从对于相互不同的多个旋转体从计算出的多个旋转体的转数计算出探头位置。通过这种结构,通过简单的结构也能够掌握旋转体的旋转方向,因此能够更加准确地掌握探头的位置。
(发明的效果)
根据本发明,可从调整探头位置的电缆中移除内部线路,因此能够更加轻便、廉价及难以破损地制作测斜仪的电缆。另外,在电缆变形或者更换时,也能够准确地测量地面的移位。
另外,探头部向地表面上升时有线或者无线通信及执行电源充电,进而能够容易执行向探头部供应电源或者从探头部获取信息。
另外,能够防止在振动状况下的探头部可测量到的异常数据。
另外,可防止在地上发生振动的情况下由探头部可测量的异常数据。
另外,在地上发生振动状况的情况下,停止探头部的移动,进而探头部在振动状况结束之后可测量地面变动。
另外,从旋转体的旋转量掌握探头部通过测斜仪管的移动,进而在探头部发生振动状况的情况下,探头部停止通过测斜仪管的移动的情况下,可测量地面的移位。
另外,与电缆的长度信息分开利用旋转体的旋转量,可掌握探头部的位置。
另外,通过简单的结构,也能够掌握旋转的旋转方向,进而能够准确地掌握探头的位置。
另外,可容易校正由一个旋转体可发生的各种突发误差因素。
附图说明
图1是示出现有的测斜仪的使用状态图。
图2是本发明的一实施例的测斜仪系统的概略性框图。
图3是图2的测斜仪系统的概略性使用状态图。
图4是概略示出图2的旋转体积形成在旋转体内部的磁场产生部的图。
图5及图6是示出图2的探头部的实现例的概略性图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的优选实施例。
图2是本发明的一实施例的测斜仪系统的概略性框图;图3是图2的测斜仪系统的概略性使用状态图。
在图2中,测斜仪系统100包括:探头部110,设置有用于测量地面移位的移位测量传感器;电缆控制部120,控制进入地下的电缆的长度,以用于在测斜仪管中移动探头部110;地面移位计算部130,利用由探头部110测量到的移位测量信息和由电缆控制部控制的电缆的长度信息计算地面的移位;探头加速度测量部140;及移位计算部加速度测量部150。
探头部110包括:传感器电源供应部111、移位保存部112、地面移位测量时间信息获取部113、旋转体114、旋转量测量部115及探头位置计算部116。地面移位计算部130包括:电缆长度测量部132及电缆长度测量时间信息获取部134、探头电源供应部136及保存信息接收部138。
传感器电源供应部111将电源供应于测量地面移位的移位测量传感器;移位保存部112保存由移位测量传感器测量的移位测量值;地面移位测量时间信息获取部113从移位测量传感器获取地面移位测量时间信息。
电缆长度测量部132测量由电缆控制部120控制的电缆长度,电缆长度测量时间信息获取部134从电缆长度测量部132获取电缆长度测量时间信息。
此时,电缆长度测量部132可由可确认电缆的展开或者收紧长度的旋转编码器实现,通过电缆长度测量部132在发生电缆变形的情况也能够间保持隔预定距离的同时执行测量。
地面移位计算部130利用由探头部110测量的移位测量信息和由电缆控制部120控制的电缆的长度信息计算地面的移位。此时,地面移位计算部130将由地面移位测量时间信息获取部113和电缆长度测量时间信息获取部134测量到的时间同步。
通过这种结构,能够从调整探头部110的位置的电缆移除内部线路,因此能够更加轻便、廉价及难以破损地制作测斜仪的电缆。另外,在电缆变形或者更换时,也能够准确地测量地面的移位。
在探头部接近到已设定距离以内的情况下,探头电源供应部136向传感器电源供应部111供应电源;在探头部110接近到已设定距离以内的情况下,保存信息接收部138接收移位保存部112的保存信息。
电源供应或者信息发送也可以是在探头部110和地面移位计算部130物理性接触的状态在执行,但是也可在近距离间隔的状态下执行。在探头部110和地面移位计算部130相互间隔的状态下执行电源供应或者信息发送的情况下,为了防止相互干涉,可使探头电源供应部136和保存信息接收部138间隔预定距离。
通过如上所述的结构,另外,探头部110向地表面上升时有线或者无线通信及执行电源充电,进而能够容易执行向探头部110供应电源或者从探头部110获取信息。
探头加速度测量部140测量探头部110的加速度。探头加速度测量部140可由设置在探头部110的加速度传感器实现,并且只在测量的加速度不足已设定的基准的情况下,保存测量到的地面移位。通过如此的结构,可防止处于振动状况的探头部110测量异常数据。
移位计算部加速度测量部150测量移位计算部130的加速度。移位计算部加速度测量部150可由设置在电缆驱动装置(卷筒)的加速度传感器,并且测量因周边交通状况等可发生的移位计算部130中的地面振动。
通过如上所述的结构,在地上发生振动状况的情况下,可防止因该情况由探头部120测量的异常数据。尤其是,在探头部120位于地表附近时该效果更大。
移位计算部130的加速度大于已设定的基准的情况下,电缆控制部120中断电缆的长度变化。通过如此的结构,在地上发生振动的情况下,通过电缆控制部120控制电缆长度,使探头部110停止移动,进而探头部110能够测量振动状况结束之后的地面变动。
旋转体114与测斜仪管内面接触进行旋转并移动。此时,旋转体114可由设置在探头部110的弹簧轮等实现。磁场产生部200形成在旋转体114的部分区域,通过旋转体114的旋转而进行旋转,同时发生磁场。此时,磁场产生部200对于旋转体114的旋转轴以旋转体114的旋转方向分别形成在不对称的多个区域。
尤其是,对于旋转体114的旋转轴沿着旋转体114的旋转方向可分别形成在相互之间的距离不同的两个区域。通过这种结构,用简单的结构也能够掌握旋转体的旋转方向,因此能够更加准确的掌握探头部110的位置。
图5是概略示出图2的旋转体及形成在旋转体内部的磁场产生部的图面。在图5中,在旋转体114内部形成有两个磁场产生区域210、220。通过这种结构,无需在旋转体114另外设置电源或者通信装置,因此也可用简单的结构识别轮的旋转。
尤其是,可以确认到两个磁场产生区域210、220沿着旋转方向形成不同的距离。即,可以确认到距离A与距离B不同。通过这种结构,通过在两个磁场产生区域210、220分别产生的磁场的检测时差也能够掌握旋转体114的旋转方向。
旋转量计算部115测量产生的磁场来旋转体114的转数。旋转量计算部115通过因为旋转体114的旋转而周期性发生变化的磁场强度变化可掌握旋转体114的旋转,并且可用旋转体114的转数判断变化周期的反复次数。
对于旋转体114的旋转量,如上所述也可间接测量,但是利用设置在旋转体114内部或者外部的编码器等直接测量,在这一情况下,测量旋转体114的旋转角移位,进而能够测量旋转体的旋转量。
探头位置计算部116利用计算出的旋转体114的旋转量计算探头部110的位置。此时,探头位置计算部116可从对于相互不同的多个旋转体114计算出的多个旋转体转数计算探头部110的位置。通过这种结构,可容易校正可由一个旋转体114发生的各种突发误差因素。
对于探头部110的位置,以已设定的点为基准利用旋转体114的转数可计算现在的位置,对于多个旋转体114分别测量转数的情况下,在一部分旋转体发生滑移等突发误差状况的情况下,也可利用从其他旋转体测量的转数识别该状况,可准确地测量转数。
探头部110的所有结构也可形成一体包括于探头部110内部,并且也可分别实现如下的结构:包括移位传感器的以往形状的探头结构;及分别形成以往形状的探头结构和连接于探头结构和电缆之间并且包括将移位传感器除外的探头部110的其他构成要素的结构用探头连接部117将这两种结构相互连接的结构。
图5及图6是示出图2的探头部的实现例的概略性图。图5是示出了探头部110包括至移位传感器并形成一体的形状的示例,在图6示出了包括探头部110的其余结构的结构与包括移位传感器的以往的探头118结构结合的形状的示例。
在图5中可以确认到未示出在图6示出的探头连接部117,并且磁场产生部200形成在探头110本身的弹簧轮114。
虽然通过部分优选实施例说明了本发明,但是本发明的范围不限于此,而是也设计由权利要求支持的所述实施例的变形或者改良。

Claims (12)

1.一种测斜仪系统,包括:探头部,设置有用于测量地面的移位的移位测量传感器;电缆控制部,控制进入地下的电缆的长度,以使所述探头部在测斜仪管中移动;地面移位计算部,利用由所述探头部测量的移位测量信息与由所述电缆控制部控制的电缆长度信息计算地面移位,其特征在于,
其中,所述探头部包括:传感器电源供应部、移位保存部及地面移位测量时间信息获取部,其中,所述传感器电源供应部将电源供应于所述移位测量传感器,所述移位保存部保存由所述移位测量传感器测量到的移位测量值,所述地面移位测量时间信息获取部获取所述移位测量传感器测量地面移位的时间信息;
所述地面移位计算部包括:电缆长度测量部及电缆长度测量时间获取部,其中所述电缆长度测量部测量由所述电缆控制部控制的电缆长度,所述电缆长度测量时间信息获取部获取由所述电缆长度测量部测量电缆长度的时间。
2.根据权利要求1所述的测斜仪系统,其特征在于,
所述地面移位计算部还包括:
探头电源供应部,所述探头部接近到已设定距离以内的情况下,由所述传感器电源供应部供应电源;及
保存信息接收部,在所述探头部接近到已设定距离以内的情况下,接收所述移位信息保存部的信息。
3.根据权利要求2所述的测斜仪系统,其特征在于,还包括:
探头加速度测量部,测量所述探头部的加速度。
4.根据权利要求3所述的测斜仪系统,其特征在于,还包括:
移位计算部加速度测量部,测量所述移位计算部的加速度。
5.根据权利要求4所述的测斜仪系统,其特征在于,
在所述移位计算部的加速度超出已设定的基准的情况下,所述电缆控制部中断所述电缆长度变化。
6.根据权利要求5所述的测斜仪系统,其特征在于,
所述探头部还包括:旋转体及旋转量测量部,其中,所述旋转体与所述测斜仪管内面接触进行旋转及移动,所述旋转量测量部测量所述旋转体的旋转量。
7.根据权利要求6所述的测斜仪系统,其特征在于,
所述探头部还包括探头位置计算部,所述探头位置计算部利用测量到的所述旋转体的旋转量信息计算所述探头的位置。
8.根据权利要求7所述的测斜仪系统,其特征在于,
所述旋转量测量部包括:
磁场产生部,形成在所述旋转体部分区域,通过所述旋转体的旋转而进行旋转,并产生磁场;及
转数计算部,测量所述磁场以计算旋转体的转数。
9.根据权利要求8所述的测斜仪系统,其特征在于,
对于所述旋转体的旋转轴所述磁场产生部以所述旋转体的旋转方向分别形成在不对称的多个区域。
10.根据权利要求9所述的测斜仪系统,其特征在于,
对于所述旋转体的旋转轴所述磁场产生部沿着所述旋转体的旋转方向分别形成在相互之间距离不同的两个区域。
11.根据权利要求10所述的测斜仪系统,其特征在于,
所述探头位置计算部从对于相互不同的多个旋转体从计算出的多个旋转体的转数计算出所述探头位置。
12.根据权利要求11所述的测斜仪系统,其特征在于,
所述旋转量测量部测量所述旋转体的旋转角移位,以测量所述旋转体的旋转量。
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