CN111156881A - 一种固定式垂直度监测设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固定式垂直度监测设备和方法，用于监测预制构件的垂直度，所述固定式垂直度监测设备包括外壳、显示模块、处理模块、倾角传感器和为整个装置供电的电源，所述外壳的一面固定连接有平钢板，该平钢板与所述外壳连接面的对立面连接有三个凸起点，三个所述凸起点不在同一条直线上，所述平钢板用于固定连接所述预制构件。与现有技术相比，本发明可以实现定点检测和长期监测，针对不同厚度的预制构件，提出了不同的监测设备安装方法，更具有针对性和适用性，具有操作简单、安装方便等优点。

Description

一种固定式垂直度监测设备和方法

技术领域

本发明涉及垂直度检测与监测领域，尤其是涉及一种固定式垂直度监测设备和方法。

背景技术

目前，规范所建议的垂直度检测方法是经纬仪法或吊线、尺量等。经纬仪法测量较为准确，但所需的操作空间大，不适用于施工现场；吊线法容易受到外界干扰，测量误差较大；且构件表面相对竖直方向的倾斜角度和平整度均会对这两种方法的测量精度产生影响。

传统倾角仪的安装通常采用捆扎法，这种方法存在仪器难以安装固定、仪器垂直度难以保证、接线复杂等缺点。此外，传统倾角仪数据读取和传输较困难，不能即时得到构件垂直度是否合格的结果。这些问题的存在不可避免地对预制构件垂直度的检测和监测产生影响。

另外，在工程中，仅对预制构件的垂直度进行一次检验是不够的，预制构件很有可能受叠加结构、自身变形以及风吹雨打的影响，导致垂直度逐渐出现偏差，因此还有必要对预制构件的实时进行监测。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单、安装方便、可以实现定点检测和长期监测固定式垂直度监测设备和方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种固定式垂直度监测设备，用于监测预制构件的垂直度，所述固定式垂直度监测设备包括外壳、处理模块、倾角传感器和为整个装置供电的电源，所述外壳的一面固定连接有平钢板，所述平钢板用于固定连接所述预制构件。

进一步地，所述平钢板与所述外壳连接面的对立面连接有三个凸起点，三个所述凸起点不在同一条直线上，所述凸起点由金属制成，呈圆台状，面积较小的一侧与构件接触，面积较大的一侧端部设有螺纹，与平钢板底部预留的圆孔螺纹一致，可旋紧组装成一体。

进一步地，所述凸起点为压力传感器，该压力传感器连接所述外壳，并通过导线连接所述处理模块，可将力信号转化为电信号输出。

进一步地，所述电源采用锂电池，可拆卸和充电，由所述外壳上设置的电源开关控制，方便更换和循环使用，避免现场外接电源的麻烦。

进一步地，所述平钢板上设有多个第一螺栓孔。

进一步地，所述预制构件的厚度小于300mm，所述预制构件预留有多个第二螺栓孔，该第二螺栓孔与所述第一螺栓孔的位置和大小相配合。

进一步地，所述预制构件的厚度大于600mm，所述预制构件预埋有一块磁性板，用于通过磁力连接所述平钢板，所述磁性板与所述平钢板的大小相配合。

进一步地，所述处理模块包括设置在所述外壳内的通讯单元和位于所述外壳外的处理单元，所述通讯单元无线连接所述处理单元，所述通讯单元采用4G网络进行通信，可以实时传输数据到平板电脑或手机APP，便于数据的收集和统计分析

本发明还提供一种采用上述的固定式垂直度监测设备的垂直度监测方法，包括以下步骤：

预制构件初装步骤：将预制构件吊装到位，初装完成；

监测设备安装步骤：获取一个与固定式垂直度监测设备的平钢板尺寸相同的定位板，将定位板贴在预制构件表面，在定位板上标注平钢板上第一螺栓孔的对应位置，并进行打孔，使得预制构件上形成第三螺栓孔，采用膨胀螺栓穿过第一螺栓孔和对应的第三螺栓孔，将固定式垂直度监测设备连接到预制构件上，并确保固定式垂直度监测设备三个凸起点均接触预制构件；

垂直度监测步骤：根据垂直度监测设备中倾角传感器的实时输出值，检测预制构件的垂直度。

本发明还提供一种采用上述的固定式垂直度监测设备的垂直度监测方法，包括以下步骤：

预制构件初装步骤：将预制构件吊装到位，初装完成；

监测设备安装步骤：采用长螺栓穿过第一螺栓孔和第二螺栓孔，将固定式垂直度监测设备连接到预制构件上，并确保固定式垂直度监测设备三个凸起点均接触预制构件；

垂直度监测步骤：根据垂直度监测设备中倾角传感器的实时输出值，检测预制构件的垂直度。

本发明还提供一种采用上述的固定式垂直度监测设备的垂直度监测方法，包括以下步骤：

预制构件初装步骤：将预制构件吊装到位，初装完成；

监测设备安装步骤：将固定式垂直度监测设备的平钢板对齐并靠近预制构件上的磁性板，使得固定式垂直度监测设备与预制构件吸在一起，并确保固定式垂直度监测设备三个凸起点均接触预制构件；

垂直度监测步骤：根据垂直度监测设备中倾角传感器的实时输出值，检测预制构件的垂直度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明固定式垂直度监测设备，可通过螺栓或磁性板实现安装，解决了现有倾角仪安装复杂、测量不便等问题，操作简单，安装方便。

(2)本发明固定式垂直度监测设备将电源、倾角传感器、4G通讯单元做成一个整体，降低了现场布线和读数的难度，可以实现定点检测和长期监测。

(3)本发明针对不同厚度的预制构件，提出了不同的监测设备安装方法，更具有针对性和适用性。

(4)本发明外壳的三个凸起点采用压力传感器与通讯单元和APP相连，从而判断各凸起点是否与构件外表面接触；当各凸起点均与构件表面接触时，即认为监测设备与构件表面平行，避免了监测设备和构件不能很好地贴合在一起的问题。

(5)本发明使用4G通讯单元与平板电脑或手机APP相连，能实现无线传输数据和自动判断构件垂直度是否合格，使得整个测量和判断的过程更加智能化。

附图说明

图1为本发明实施例固定式垂直度监测设备的第一立体结构示意图；

图2为本发明实施例固定式垂直度监测设备的第二立体结构示意图；

图3为本发明实施例固定式垂直度监测设备的内部组成和数据传输示意图；

图4为本发明实施例固定式垂直度监测设备采用方法一的安装状态示意图；

图5为本发明实施例固定式垂直度监测设备采用方法二的安装状态示意图；

图6为本发明实施例定位板的示意图；

图7为本发明实施例固定式垂直度监测设备采用方法三的安装状态示意图；

图8为本发明实施例固定式垂直度监测设备的测量方法的步骤流程示意图；

图中，1、预制构件，2、金属外壳，3、电源开关，4、平钢板，5、螺栓孔，6、底部凸起点，7、倾角传感器，8、电源，9、通讯单元，91、4G网络，92、平板电脑或手机APP，10、长螺栓，11、预埋强磁平钢板，12、膨胀螺栓，13、定位平钢板，14、固定式垂直度监测设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例公开了一种固定式垂直度监测设备，包括：金属外壳2，外壳上有电源开关3；平钢板4，其上开有四个螺栓孔5，底部有三个凸起点6、倾角传感器7、电源8和处理模块。

处理模块包括设置在外壳2内的通讯单元9和位于外壳2外的处理单元，本实施例中处理单元为平板电脑或手机APP92，通讯单元9无线连接平板电脑或手机APP92。

金属外壳2为长方体，侧面设有电源开关3，可以控制固定式垂直度监测设备14是否通电使用。

平钢板4与金属外壳2焊接为一体，其上开有四个相同的螺栓孔5，用来与构件相连，底部有三个凸起点6；凸起点6由金属制成，可保证与构件接触时不变形，呈圆台状，面积较小的一侧与构件接触，面积较大的一侧端部设有螺纹，与平钢板4底部预留的圆孔螺纹一致，可旋紧组装成一体；凸起点6为一压力传感器，端部旋进固定式垂直度监测设备14内部，与电源8和通讯单元9通过导线相连，可将力信号转化为电信号输出。

如图3所示，电源8采用锂电池，由金属外壳2上的电源开关3控制，可拆卸和充电，方便更换和循环使用，避免现场外接电源的麻烦。

通讯单元9采用4G网络91，可以实时传输数据到平板电脑或手机APP92，便于数据的收集和统计分析。

倾角传感器7用于测量预制构件1表面相对竖直方向的倾角，量程的最优方案为±90度，精度的最优方案为±0.001度，能实现高精度测量。本实施例中倾角传感器采用AVT2100T双轴倾角传感器-数字型，精度达±0.001度，量程达±30度。

通讯单元9、电源8和倾角传感器7通过导线相互连接，均放置于金属外壳2中，形成一个整体，便于携带和运输，也避免了现场接线复杂困难的问题，降低安装难度。

本实施例还提供上述固定式垂直度监测设备的三种结构，以适应安装在不同厚度的预制构件上，具体结构及其安装方法如下。

方法一：如图4所示，在浇筑预制构件1时预留四个螺栓孔，其位置和大小与固定式垂直度监测设备14上的螺栓孔5一致；安装时用长螺栓10将固定式垂直度监测设备14与预制构件1连接在一起，当固定式垂直度监测设备1底部的三个凸起点6与构件1充分接触时，则认为固定式垂直度监测设备14安装完成。

方法二：如图5所示，浇筑预制构件1时在构件表面预埋一块带有强磁性的平钢板11，其大小与固定式垂直度监测设备14上的平钢板4一致；安装时将固定式垂直度监测设备14上的平钢板4与预埋钢板11对齐，由于强磁性，两块钢板能紧紧吸在一起，底部三个凸起点6也能与预制构件1充分接触，则认为固定式垂直度监测设备14安装完成。

方法三：如图6和7所示，制作一个与固定式垂直度监测设备14上的平钢板4完全相同的定位板13，先把定位板13贴在预制构件1上，画出螺栓孔的位置，再使用冲击钻打孔，用膨胀螺栓12将固定式垂直度监测设备14与构件1连接起来，直至固定式垂直度监测设备14底部的三个凸起点6与构件1充分接触，则认为固定式垂直度监测设备14安装完成。

方法一适合厚度小于300mm的预制构件1。

方法二适合厚度大于600mm的预制构件1。

方法三比较通用，适合一般预制构件1。

三种方法中当固定式垂直度监测设备14底部凸起点6与构件1接触产生压力时，会通过压力传感器和导线将力信号转化为电信号，再通过通讯单元9输出结果到平板电脑或手机APP92，平板电脑或手机APP92中分别显示三个凸起点6是否与构件1接触，从而通过调整固定式垂直度监测设备14的位置使得三个凸起点6均与构件1接触。当固定式垂直度监测设备14底部凸起点6均与构件1接触时，则认为固定式垂直度监测设备14与构件1表面平行，因此固定式垂直度监测设备14所测得的垂直度偏差即为构件1的垂直度偏差。

如图8所示，本实施例还提供一种如上的固定式垂直度监测设备的测量方法，包括以下步骤：

步骤一，将预制构件1吊装到位，初装完成；

步骤二，打开电源开关3，将固定式垂直度监测设备14安装到构件上1；

步骤三，通过平板电脑或手机APP92下达测量命令，触发固定式垂直度监测设备14自动读数，并通过通讯单元9返回数据到平板电脑或手机APP92；

步骤四，平板电脑或手机APP92根据固定式垂直度监测设备14返回的倾角数据进行自动判断，若符合规范要求，则显示合格；若不符合规范要求，则不显示合格，需要调整构件1位置，重新测读，直到满足要求为止。

下面对各步骤进行具体介绍：

步骤一中预制构件1表面贴有二维码，扫码可得构件的编号、尺寸和各面相对竖直方向的倾角等信息。

步骤二中根据预制构件1的厚度选择合适的方法进行安装。

步骤三中先通过平板电脑或手机APP92扫描构件1二维码，得到构件1的基本信息(长、宽、高和各面相对竖直方向的倾角)，再点击平板电脑或手机APP92上的“开始测量”按钮，触发固定式垂直度监测设备14读数；此外，平板电脑或手机APP92中内置构件垂直度允许偏差计算算法，可根据构件1尺寸和规范要求自动计算出垂直度允许偏差(角度)。

步骤四中平板电脑或手机APP92会通过内置算法自动用返回的倾角数据(角度)减去构件1表面相对竖直方向的倾角，用两者的差值与步骤三中算得的垂直度允许偏差作比较，从而进行合格与否的判断。

本实施例中预制构件1的厚度为299mm，安装方法1中的固定式垂直度监测设备。

实施例2

本实施例与实施例1大体相同，不同点在于，本实施例中需要被检测的预制构件的厚度为601mm，安装方法2中的固定式垂直度监测设备。

实施例3

本实施例与实施例1大体相同，不同点在于，本实施例中需要被检测的预制构件的厚度为500mm，安装方法3中的固定式垂直度监测设备。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种固定式垂直度监测设备，用于监测预制构件的垂直度，所述固定式垂直度监测设备包括外壳、处理模块、倾角传感器和为整个装置供电的电源，其特征在于，所述外壳的一面固定连接有平钢板，所述平钢板用于固定连接所述预制构件。

2.根据权利要求1所述的一种固定式垂直度监测设备，其特征在于，所述平钢板与所述外壳连接面的对立面连接有三个凸起点，三个所述凸起点不在同一条直线上。

3.根据权利要求2所述的一种固定式垂直度监测设备，其特征在于，所述凸起点为压力传感器，该压力传感器连接所述外壳，并通过导线连接所述处理模块。

4.根据权利要求1所述的一种固定式垂直度监测设备，其特征在于，所述平钢板上设有多个第一螺栓孔。

5.根据权利要求4所述的一种固定式垂直度监测设备，其特征在于，所述预制构件的厚度小于300mm，所述预制构件预留有多个第二螺栓孔，该第二螺栓孔与所述第一螺栓孔的位置和大小相配合。

6.根据权利要求1所述的一种固定式垂直度监测设备，其特征在于，所述预制构件的厚度大于600mm，所述预制构件预埋有一块磁性板，用于通过磁力连接所述平钢板，所述磁性板与所述平钢板的大小相配合。

7.根据权利要求1所述的一种固定式垂直度监测设备，其特征在于，所述处理模块包括设置在所述外壳内的通讯单元和位于所述外壳外的处理单元，所述通讯单元无线连接所述处理单元。

8.一种采用如权利要求4所述的固定式垂直度监测设备的垂直度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

预制构件初装步骤：将预制构件吊装到位，初装完成；

监测设备安装步骤：获取一个与固定式垂直度监测设备的平钢板尺寸相同的定位板，将定位板贴在预制构件表面，在定位板上标注平钢板上第一螺栓孔的对应位置，并进行打孔，使得预制构件上形成第三螺栓孔，采用膨胀螺栓穿过第一螺栓孔和对应的第三螺栓孔，将固定式垂直度监测设备连接到预制构件上，并确保固定式垂直度监测设备三个凸起点均接触预制构件；

垂直度监测步骤：根据垂直度监测设备中倾角传感器的实时输出值，检测预制构件的垂直度。

9.一种采用如权利要求5所述的固定式垂直度监测设备的垂直度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

预制构件初装步骤：将预制构件吊装到位，初装完成；

监测设备安装步骤：采用长螺栓穿过第一螺栓孔和第二螺栓孔，将固定式垂直度监测设备连接到预制构件上，并确保固定式垂直度监测设备三个凸起点均接触预制构件；

垂直度监测步骤：根据垂直度监测设备中倾角传感器的实时输出值，检测预制构件的垂直度。

10.一种采用如权利要求6所述的固定式垂直度监测设备的垂直度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

预制构件初装步骤：将预制构件吊装到位，初装完成；

监测设备安装步骤：将固定式垂直度监测设备的平钢板对齐并靠近预制构件上的磁性板，使得固定式垂直度监测设备与预制构件吸在一起，并确保固定式垂直度监测设备三个凸起点均接触预制构件；

垂直度监测步骤：根据垂直度监测设备中倾角传感器的实时输出值，检测预制构件的垂直度。

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