CN111076685A - 一种振弦式柔性位移测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种振弦式柔性位移测量装置，包括振弦式位移测量部件、柔性延伸部件、仪器端锚固件和测量端锚固件；振弦式位移测量部件包括振弦式位移测量组件和拉杆，柔性延伸部件具有相对的连接端和固定端，拉杆的一端连接振弦式位移测量组件，另一端连接柔性延伸部件的连接端；柔性延伸部件的固定端连接测量端锚固件，振弦式位移测量部件连接仪器端锚固件。本发明具有的有益效果：可适用于常规的平面裂缝或者建筑物自身的裂缝，由于两个固定端之间采用柔性钢丝连接，所以也能够很好的适应跨度较大的裂缝位移监测，同时还能够满足很多尤其是空间狭小的巷道或者不规则不平整的表面裂缝的的测量。

Description

一种振弦式柔性位移测量装置

技术领域

本发明属于建筑检测技术领域，具体涉及一种振弦式柔性位移测量装置。

背景技术

在工程运用过程中，裂缝的位移监测主要使用支杆式、支架式安装方式，此方法能满足大多数工程现场测缝计安装需求，但在陡峭的岩石边坡或者顶部空间不足的裂缝结构例如狭窄巷道裂缝等的情况下，则不具有很好的安装条件进行监测仪器安装，从而无法很好的进行安全监测工作。

目前工程运用中位移测量装置主要有以下结构：

一种是在裂缝两端锚固螺纹钢筋并装配好万向节，把仪器的两端分别固定在万向节上，固定螺栓装配在支杆上，建筑物在变形时带动支杆使仪器伸缩，实现位移变化的测量。

一种是把安装支架固定在裂缝的一侧，上面分别布置3支传感器，位移计支座布置在裂缝的另一侧，通过金属传递杆硬性连接实现3个方向的位移变化测量。

一种是测量支架安装在裂缝一侧，电位器式位移计安装在裂缝另一侧的座标板上，通过钢丝连接，每一支传感器分别测出自己所代表方向的位移变化量。传感器和引出测点均需使用支架安装，通常本结构尺寸较大，安装较为复杂。

上面提到的三种位移测量装置主要存在如下问题：

1、结构一、二、三种安装方式均要求裂缝之间的间距不能太大，中间不能有较大间隔，否则整体结构太大无法安装，适用范围有局限性：常规的通过支杆或者支架进行仪器固定安装，通常此类方式适用于相互接近的裂缝，或者建筑物自身本体产生的裂缝。如果裂缝间隔较大会造成整体结构尺寸较大，结构件较重，存在无法安装的情况，同时会影响整个建筑物的工作运行。

、结构一、二、三种安装方式均要求在裂缝表面处要有足够的立体安装空间，适用场合有局限性：常规的通过支杆或者支架进行仪器固定安装，要求工程现场为开放式空间，安装支架等需要占用一部分立体空间，有时会影响现场的工程施工。如果裂缝出现在狭窄的巷道、廊道内，经常无法所需要的空间要求，导致无法进行仪器安装，所以适用场合存在一定的局限性；

3、结构二、三对安装场合要求较高，需要较为平整的安装基面，无法适应不规则或者地质恶劣的安装环境：现有结构二、三需要裂缝两端尽量平整平齐，能够有较大的区域进行支架等的锚固安装，才能保证仪器能够很好的进行测量工作。根据目前的工程施工经验，很多裂缝会发生在不规则端面，有曲面、斜面等，现有的安装结构存在无法安装等情况，不能很好的适应各种建筑物结构条件；

4、结构一、二、三均不具有防水防污防尘性能，需单独设置保护罩进行防尘防污：现有的支杆或者支架的安装方式，均要求在外侧设置保护罩，主要用来隔离施工现场的灰尘、污垢等，保证测缝计能够很好地工作。但是保护罩无法做到密封防水，无法保证仪器不受泥水、污水等侵蚀。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中对环境要求高而不便安装的问题，提供一种振弦式柔性位移测量装置，采用柔性化结构实现在复杂条件下安装和检测的目的。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种振弦式柔性位移测量装置，包括振弦式位移测量部件、柔性延伸部件、仪器端锚固件和测量端锚固件；

所述振弦式位移测量部件包括振弦式位移测量组件和拉杆，所述柔性延伸部件具有相对的连接端和固定端，所述拉杆的一端连接所述振弦式位移测量组件，另一端连接所述柔性延伸部件的连接端；所述柔性延伸部件的固定端连接所述测量端锚固件，所述振弦式位移测量部件连接所述仪器端锚固件。

进一步地，所述振弦式位移测量部件还包括依次密封固连的测量组件保护壳体、拉杆保护管和弹性伸缩管；所述振弦式位移测量组件设置于所述测量组件保护壳体内，所述拉杆设于所述拉杆保护管内。

进一步地，所述弹性伸缩管为弹性伸缩波纹管。

进一步地，所述测量组件保护壳体的端部密封设置用于密封线缆的密封接头I，所述弹性收缩管的端部密封连接用于连接所述拉杆和所述柔性延伸部件的连接端的密封接头II。

进一步地，所述密封接头II与所述拉杆的端部螺纹连接，所述密封接头I、测量组件保护壳体、拉杆保护管、弹性伸缩管和密封接头II均依次焊接。

进一步地，所述柔性延伸部件包括柔性连接件和柔性管；所述柔性连接件设于所述柔性管，所述柔性连接件和所述柔性管的相同一侧的端部与所述密封接头II相连，相同另一侧的端部密封后与所述测量端锚固件相连。

进一步地，所述柔性管的两端各设置有一个管接头，其中一个管接头与所述密封接头II密封相连，另一个管接头通过密封接头III密封；所述测量端锚固件固设于所述密封接头III上；所述柔性连接件的一端连接所述密封接头II，另一端连接所述密封接头III。

进一步地，所述柔性连接件与所述密封接头II、III螺纹相连，所述柔性管与所述管接头螺纹连接。

进一步地，所述柔性管为单层防水防护管或具有内防水层和外编织防护层的双层管。

进一步地，所述柔性连接件为柔性钢丝，所述柔性管为不锈钢编织高压防爆管。

本发明具有的有益效果：

1、本发明所涉及的位移测量装置具有优良的工程现场安装适用性，能够适应各式工作场合的测量结构：可适用于常规的平面裂缝或者建筑物自身的裂缝，由于两个固定端之间采用柔性钢丝连接，所以也能够很好的适应跨度较大的裂缝位移监测，同时还能够满足很多尤其是空间狭小的巷道或者不规则不平整的表面裂缝的的测量。

2、本发明所涉及的测量装置紧贴裂缝表面，较少占用立体空间：由于无需安装支架，只需要把锚固块固定在裂缝两端，所有测量部件均贴近裂缝表面，即可完成测量，所需求空间非常小，对工程现场其他设备安装影响降到最低。

、本发明所涉及的测量装置可适用于各种复杂的工况条件：由于锚固部件只需要锚块大小的安装平面，同时柔性结构能够很好的适应工程现场的地形地质条件。且整体装置具备良好的防水密封性能，表面均为不锈钢金属封装保护壳体，能够很好的防止污水、污垢对设备工作造成影响，具备较强的适应外界复杂环境的能力，能在各种不同的工况条件下使用，适应环境能力较强。

、本发明所涉及的测量装置具有良好的防水防污性能，有利于保证整体设备稳定运行：本测量装置整体具有良好的密封性能，能够很好的隔离施工现场的灰尘污垢，同时在特殊要求时能够承受一定的水压力，在长期工作过程中无需外加保护罩，保证了整体装置的可靠运行。

、本发明装置能够保持柔性钢丝具有一定张力的测量装置，有利于测值的准确性：本测量装置在工作时，拉杆随着位移变化发生变形，此时拉杆在仪器内部的测量弹簧和伸缩波纹管的拉力作用下，能够保持柔性高强度钢丝始终处于一种适当的绷紧弹性状态，从而能够很好地反映出建筑两端的位移增加和缩小位变化，具有正程和返程的双向测量能力，保证了整套装置的测值准确性。

、本发明所涉及的位移测量装置具有简便的安装方式，现场安装简单快速：本发明所涉及的振弦式传感器测量部件是完全封装好的一体化结构，无需现场组装、拼接，可以直接安装使用，通过快速安装接头与高强度柔性钢丝进行连接即可完成测量部件的整体连接。

、本发明所涉及的测量装置还可以拓展安装方式，极大的提高工程适用性与便利性：本发明所涉及的测量装置还可以通过高强度金属胶粘接的安装方式，无需在建筑物上打孔，在很多水工工程运用中，能够很好的保护防水层不被破坏，提高了工程适用性。通过金属胶粘接，本发明装置的锚固端可以固定在不规则，不平整的表面，提高了工程安装的便利性。

、本发明所涉及的测量装置还可以实现为成角度柔性测量：本发明所涉及的测量装置具有极强的安装灵活性，两个锚固端可以设置在成角度的安装平面上，仍然可以完成测量工作，为工程运用提供了更多的监测施工安装方式。

附图说明

图1为本发明中振弦式柔性位移测量装置的结构示意图；

图2为图1所示振弦式柔性位移测量装置中振弦式位移测量部件的结构示意图；

图3为图2所示振弦式位移测量部件中仪器侧的焊接示意图；

图4为图2所示振弦式位移测量部件中拉杆侧的焊接示意图；

图5为图1所示振弦式柔性位移测量装置中柔性钢丝延伸部件的结构示意图；

图6为图1所示振弦式柔性位移测量装置中锚固件的结构示意图；

图7为图6所示锚固件在仪器侧的安装示意图；

图8为图6所示锚固件在测量侧的安装示意图；

图9为图1所示振弦式柔性位移测量装置在狭窄巷道内裂缝中的应用示意图；

图10为图1所示振弦式柔性位移测量装置采用金属胶接安装的应用示意图；

图11为图1所示振弦式柔性位移测量装置在成角度柔性测量中的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种振弦式柔性位移测量装置100，包括振弦式位移测量部件、柔性延伸部件、仪器端锚固件4-4和测量端锚固件4-15。

振弦式位移测量部件包括振弦式位移测量组件4-2和拉杆4-7，柔性延伸部件具有相对的连接端和固定端，拉杆4-7的一端连接振弦式位移测量组件4-2，另一端连接柔性延伸部件的连接端；柔性延伸部件的固定端连接测量端锚固件4-15，振弦式位移测量部件连接仪器端锚固件4-4。

如图2至4所示，在一个实施例中，振弦式位移测量部件还包括依次密封固连的测量组件保护壳体4-3、拉杆保护管4-5和弹性伸缩管4-6；振弦式位移测量组件4-2设置于测量组件保护壳体4-3内，拉杆4-7设于拉杆保护管4-5内。优选的，弹性伸缩管4-6为弹性伸缩波纹管。如此一来，拉杆4-7在受到柔性延伸部件的牵拉时，会带动弹性伸缩管4-6拉长。

测量组件保护壳体4-3的左端与密封接头I4-1对齐后采用激光焊接工艺将两者之间的对接缝4-16一周焊接并形成防水密封，密封接头I4-1的中心孔用于线缆出线并同时对中心孔和线缆之间进行密封，防止液体及灰尘进入。测量组件保护壳体4-3的右端与拉杆保护管4-5的左端对齐后采用激光焊接工艺将对接缝4-16一周焊接并形成防水密封。同样地，弹性收缩管4-6的左端与拉杆保护管4-5的右端对齐后采用激光焊接工艺将对接缝4-17一周焊接并形成防水密封，弹性收缩管4-6的右端与密封接头II4-8对齐后采用激光焊接工艺将对接缝4-17一周焊接并形成防水密封。密封接头II4-8的左端与拉杆4-7的右端螺纹连接。

需要说明的是，由于拉杆保护管4-5、弹性伸缩管4-6、测量组件保护壳体4-3以及密封接头II4-8之间采用硬性固定连接，因此可实现仪器拉杆的防转功能，有效的保护了振弦式核心测量部件的使用可靠性。如图4所示，另一方面，弹性伸缩管4-6的两端在于拉杆保护管4-5和密封接头II4-8连接时，为了提高连接强度并便于焊接，相连的两个端部采取套接的方式相连，然后再将连接缝处焊接固定。

如图5所示，柔性延伸部件包括柔性连接件4-13和柔性管4-12；柔性连接件4-13设于柔性管4-12。柔性管4-12的两端各设置一个管接头4-10，其中左侧的管接头4-10与密封接头II4-8密封连接，右侧的管接头4-10与密封接头III4-14连接，测量端锚固件4-15固设于右侧的管接头4-10上。柔性连接件4-13左端连接密封接头II4-8，右端连接密封接头III4-14。

具体地，柔性连接件4-13的左端与密封接头II4-8螺纹连接，其右端与密封接头IV4-14螺纹相连，同样地，柔性管4-12的左端与密封接头III4-9螺纹连接，其右端与密封接头III4-14螺纹相连。密封接头III4-10与密封接头4-8螺纹连接，两者连接时，在两者之间还设有防水橡胶垫4-9来实现防水密封。同样地，右侧的管接头4-10与密封接头III4-15之间也设有防水橡胶垫4-9来实现该端的防水密封。

所述柔性管4-12为单层防水防护管或具有内防水层4-11和外编织防护层的双层管，以实现防水和防护双重目的。

柔性连接件4-13为具有较高强度的柔性钢丝，所谓较高强度是指该柔性钢丝在受到测量量程之内的作用力作用下不会断裂并且产生的伸长量极小，可忽略不计。柔性管4-12为不锈钢编织高压防爆管。

如图6至8所示，仪器端锚固件4-4和测量端锚固件4-15均具有相同的结构，包括下锚固座4-19和上卡环4-18，两者相对的表面设有卡装部件的圆弧形槽，两者对齐后通过螺钉相连使两个圆弧形槽卡紧在所要固定的部件外圆面上实现固定安装的目的。如图10所示，仪器端锚固件4-4卡装在拉杆保护管4-5的外圆面上，实现仪器端的固定。如图11所示，测量端锚固件4-15卡装在密封接头III4-15的外圆面上，实现测量端的固定。

本发明的工作过程及原理为：将上述部件连接好之后，然后将仪器端锚固件4-4和测量端锚固件4-15分别固定到裂缝的两侧，同时保证该装置处于刚好绷直的初始状态。当建筑物发生位移时，通过柔性连接件4-13带动拉杆4-7产生位移，通过振弦式测量部件可以计算出对应的位移变化量。

如图9所示，作为一种应用方式，本发明中的振弦式柔性位移测量装置100紧贴产生裂缝200的表面设置，占用空间较小，当裂缝200位置很偏，或跨度很大，或处于空间狭小的巷道中时，可以通过柔性延伸部件使振弦式位移测量部件设于离裂缝200较远、空间较大的地方，从而完成测量。

如图10所示，作为一种安装方式，本发明中的振弦式柔性位移测量装置100中的锚固件无需通过在建筑物上打孔的方式进行固定。在很多水工工程运用中，能够很好的保护防水层不被破坏，提高了工程适用性。通过金属胶粘接，本发明装置的锚固端可以固定在不规则，不平整的表面，提高了工程安装的便利性。采用此方式安装，需采用定制的锚固端，把原有的锚固块在出厂时焊接在钢板300上，现场安装时把高强度金属胶均匀涂抹在钢板300底部，使钢板300与测量裂缝表面充分接触，保证粘接强度，可以实现本装置快速简易的安装。

如图11所示，作为一种应用方式，在成角度的安装平面上，两个锚固件可以将测量装置很好地匹配安装平面。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：包括振弦式位移测量部件、柔性延伸部件、仪器端锚固件（4-4）和测量端锚固件（4-15）；

所述振弦式位移测量部件包括振弦式位移测量组件（4-2）和拉杆（4-7），所述柔性延伸部件具有相对的连接端和固定端，所述拉杆（4-7）的一端连接所述振弦式位移测量组件（4-2），另一端连接所述柔性延伸部件的连接端；所述柔性延伸部件的固定端连接所述测量端锚固件（4-15），所述振弦式位移测量部件连接所述仪器端锚固件（4-4）。

2.根据权利要求1所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述振弦式位移测量部件还包括依次密封固连的测量组件保护壳体（4-3）、拉杆保护管（4-5）和弹性伸缩管（4-6）；所述振弦式位移测量组件（4-2）设置于所述测量组件保护壳体（4-3）内，所述拉杆（4-7）设于所述拉杆保护管（4-5）内。

3.根据权利要求2所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述弹性伸缩管（4-6）为弹性伸缩波纹管。

4.根据权利要求2所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述测量组件保护壳体（4-3）的端部密封设置用于密封线缆的密封接头I（4-1），所述弹性收缩管（4-6）的端部密封连接用于连接所述拉杆（4-7）和所述柔性延伸部件的连接端的密封接头II（4-8）。

5.根据权利要求4所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述密封接头II（4-8）与所述拉杆（4-7）的端部螺纹连接，所述密封接头I（4-1）、测量组件保护壳体（4-3）、拉杆保护管（4-5）、弹性伸缩管（4-6）和密封接头II（4-8）均依次焊接。

6.根据权利要求4所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述柔性延伸部件包括柔性连接件（4-13）和柔性管（4-12）；所述柔性连接件（4-13）设于所述柔性管（4-12），所述柔性连接件（4-13）和所述柔性管（4-12）的相同一侧的端部与所述密封接头II（4-8）相连，相同另一侧的端部密封后与所述测量端锚固件（4-15）相连。

7.根据权利要求6所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述柔性管（4-12）的两端各设置有一个管接头（4-10），其中一个管接头（4-10）与所述密封接头II（4-8）密封相连，另一个管接头（4-10）通过密封接头III（4-14）密封；所述测量端锚固件（4-15）固设于所述密封接头III（4-14）上；所述柔性连接件（4-13）的一端连接所述密封接头II（4-8），另一端连接所述密封接头III（4-14）。

8.根据权利要求7所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述柔性连接件（4-13）与所述密封接头II、III（4-8、4-14）螺纹相连，所述柔性管（4-12）与所述管接头（4-10）螺纹连接。

9.根据权利要求6所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述柔性管（4-12）为单层防水防护管或具有内防水层（4-11）和外编织防护层的双层管。

10.根据权利要求6所述的一种振弦式柔性位移测量装置（100），其特征在于：所述柔性连接件（4-13）为柔性钢丝，所述柔性管（4-12）为不锈钢编织高压防爆管。

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