CN113654541A - 一种垂直度及水平位移智能监测系统 - Google Patents

一种垂直度及水平位移智能监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垂直度及水平位移智能监测系统，包括监测主机和接收系统，所述的接收系统为移动设备APP，所述的监测主机包括铅锤指针、光栅度盘、激光测距系统、绝对重力高度测量系统、水平气泡、电子仪表盘和太阳能电池，所述的监测主机上设有用于与接收系统传输信号和数据的传输装置，所述的传输装置包括5G信号传输接受装置和蓝牙装置，所述的接收系统通过传输装置接收监测主机信号并通过内部的数据处理系统进行运算显示偏差情况，为工程监测提供精确快速的预警信息。本发明与现有技术相比的优点在于：实现了快速、精确、实时、智能化监测的目的，减少人工操作，完美解决了以往监测条件不利的限制。

Description

一种垂直度及水平位移智能监测系统
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体是指一种垂直度及水平位移智能监测系统。
背景技术
在高层建筑，深基坑，高边坡，塔吊等危险性较大的工程中通常需要进行各种垂直度、水平位移、土体深层位移的监测，目前在工程监测过程中通常使用的是经纬仪，铅垂仪，全站仪等大型复杂沉重的仪器，这些设备在监测过程中需要大量人工操作，而且监测条件不利，测量速度慢，测量精度不够准确，监测数据需要人工验算，不能实现智能化监测，因此需要做出改进。
发明内容
本发明的目的是克服以上的技术缺陷，提供一种垂直度及水平位移智能监测系统，实现了快速、精确、实时、智能化监测的目的，减少人工操作，完美解决了以往监测条件不利的限制。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种垂直度及水平位移智能监测系统，包括监测主机和接收系统，所述的接收系统为移动设备APP，所述的监测主机包括铅锤指针、光栅度盘、激光测距系统、绝对重力高度测量系统、水平气泡、电子仪表盘和太阳能电池，所述的监测主机上设有用于与接收系统传输信号和数据的传输装置，所述的传输装置包括5G信号传输接受装置和蓝牙装置，所述的接收系统通过传输装置接收监测主机信号并通过内部的数据处理系统进行运算显示偏差情况，为工程监测提供精确快速的预警信息，所述的接收系统上设有报警器，超出允许范围及时报警提醒相关人员撤离或采取相应措施。
进一步的，所述的监测主机安装在被监测构筑物顶部或被监测基坑边锚杆、钢管或钢筋顶部。
进一步的，所述的激光测距系统、光栅度盘均可拆卸安装在监测主机上，通过USB连接监测主机，所述的激光测距系统拆卸后可替换成绝对重力高度测量系统，光栅度盘拆卸后可替换成编码度盘。
进一步的，所述的激光测距系统及绝对重力高度测量系统测得所需距离L及H，所述铅锤指针结合光栅度盘测角法测得所需角度α，测得的倾角α及距离L、H通过传输装置发送到移动设备APP进行数据处理。
进一步的，所述的移动设备APP的数据处理系统应用了三角函数及微分原理，监测点位移D＝Sinα×L或D＝Tanα×H，根据精度及现场具体情况需要，将被监测构筑物由下至上、从左到右进行多位置测量记录角α及距离L、H，近似于微分原理，最终得到多方向的高精度空间位移数据。
进一步的，所述的监测主机根据需要配合固定装置、马达、测距轮或轨道辅助使用。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明用于高层建筑，深基坑，高边坡，塔吊等各种需要进行垂直度、水平位移、土体深层位移监测的危险性较大的工程，实现了快速、精确、实时、智能化监测的目的，将替代以往工程监测及检测所用的经纬仪，铅垂仪，全站仪等大型复杂沉重的仪器，减少人工操作，完美解决了以往监测条件不利的限制。
附图说明
图1是本发明监测主机和接收系统的使用状态示意图。
图2是本发明监测主机的结构示意图。
图3是本发明铅垂指针结合光栅度盘测角的原理图。
图4是本发明被监测物上某点偏位计算原理示意图。
如图所示：1、监测主机，2、接收系统，3、铅锤指针，4、光栅度盘，5、激光测距系统，6、水平气泡，7、电子仪表盘，8、太阳能电池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
一种垂直度及水平位移智能监测系统，包括监测主机1和接收系统2，所述的接收系统2为移动设备APP，所述的监测主机1包括铅锤指针3、光栅度盘4、激光测距系统5、绝对重力高度测量系统、水平气泡6、电子仪表盘7和太阳能电池8，所述的监测主机1上设有用于与接收系统2传输信号和数据的传输装置，所述的传输装置包括5G信号传输接受装置和蓝牙装置，所述的接收系统2通过传输装置接收监测主机1信号并通过内部的数据处理系统进行运算显示偏差情况，为工程监测提供精确快速的预警信息，所述的接收系统2上设有报警器，超出允许范围及时报警提醒相关人员撤离或采取相应措施。
所述的监测主机1安装在被监测构筑物顶部或被监测基坑边锚杆、钢管或钢筋顶部。
所述的激光测距系统5、光栅度盘4均可拆卸安装在监测主机1上，通过USB连接监测主机1，所述的激光测距系统5拆卸后可替换成绝对重力高度测量系统，光栅度盘4拆卸后可替换成编码度盘。
所述的激光测距系统5及绝对重力高度测量系统测得所需距离L及H，所述铅锤指针3结合光栅度盘4测角法测得所需角度α，测得的倾角α及距离L、H通过传输装置发送到移动设备APP进行数据处理。
所述的移动设备APP的数据处理系统应用了三角函数及微分原理，监测点位移D＝Sinα×L或D＝Tanα×H，根据精度及现场具体情况需要，将被监测构筑物由下至上、从左到右进行多位置测量记录角α及距离L、H，近似于微分原理，最终得到多方向的高精度空间位移数据。
所述的监测主机1根据需要配合固定装置、马达、测距轮或轨道辅助使用。
本发明在具体实施时，测角及测距两系统均为独立可拆卸，利用USB接口连接，可根据具体测量精度要求、预算成本、实施方案等选择独立或组合购买使用，灵活可变，大大降低使用成本，并可以满足大范围内的垂直度及位移监测需要，所有测量数据均传输至移动设备APP运算，节省了监测主机成本，可根据需要增加固定装置及马达、测距轮/轨道三种机械装置用以辅助，视实际项目成本及精度、测量方案等确定，例如：专业监测单位且项目较多，可配置多台监测主机及以上说明的其他配置；其他建筑工程项目自行监测的，可仅配置测角系统便可达到垂直度测量的目的。
运行原理：本监测主机主要利用光学相位测距法/绝对重力仪测量高度法、铅垂线原理结合光栅度盘测角法两种方法进行工作，可根据需要及时测得所需距离及角度并进行计算，光学相位测距法及绝对重力仪测量高度法可测得所需距离L及H，铅垂线原理结合光栅度盘/编码度盘(利用时根据具体情况选择相应的度盘测角法)则可测得所需角度α，表盘与监测主机相对固定，监测主机靠向被监测物体，带动仪表盘倾斜，此时铅锤指针与度盘夹角即为被监测物体该位置的倾斜角度α。监测主机测量倾角α及距离L/H完成后，通过5G/蓝牙传输系统发送到移动设备APP进行处理。接收系统主要应用了三角函数具体见被监测物上某点偏位计算原理示意图及微分原理，监测点位移D＝Sinα×L；D＝Tanα×H，可以根据精度及现场具体情况需要，将被监测物体由下至上、从左到右进行多位置测量记录角α及距离L/H，近似于微分原理，最终得到多方向的高精度空间位移数据。
操作时具体按照以下步骤进行：A、地上构筑物及其他物体的监测利用监测主机由下至上分多次进行点位测量多点测量使用测距轮或轨道，根据工程需要设置，设置初始值，检查初始值是否超限，不超限直接设定初始值SD，超限则进行预警并改正，完成后设定初始值SD，基坑围护工程监测直接按规范对监测点位要求设置监测主机，初次测量确定初始值SD；
B、固定监测主机，设置监测频率，允许偏差，报警限值及震动频率限值等；
C、监测主机根据监测频率定期准时向移动设备APP发送数据，由APP进行计算，若超过限值则进行预警。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种垂直度及水平位移智能监测系统，其特征在于：包括监测主机(1)和接收系统(2)，所述的接收系统(2)为移动设备APP，所述的监测主机(1)包括铅锤指针(3)、光栅度盘(4)、编码度盘、激光测距系统(5)、绝对重力高度测量系统、水平气泡(6)、电子仪表盘(7)和太阳能电池(8)，所述的监测主机(1)上设有用于与接收系统(2)传输信号和数据的传输装置，所述的传输装置包括5G信号传输接受装置和蓝牙装置，所述的接收系统(2)通过传输装置接收监测主机(1)信号并通过内部的数据处理系统进行运算显示偏差情况，为工程监测提供精确快速的预警信息，所述的接收系统(2)上设有报警器，超出允许范围及时报警提醒相关人员撤离或采取相应措施。
2.根据权利要求1所述的一种垂直度及水平位移智能监测系统，其特征在于：所述的监测主机(1)安装在被监测构筑物顶部或被监测基坑边锚杆、钢管或钢筋顶部。
3.根据权利要求1所述的一种垂直度及水平位移智能监测系统，其特征在于：所述的激光测距系统(5)、光栅度盘(4)均可拆卸安装在监测主机(1)上，通过USB连接监测主机(1)，所述的激光测距系统(5)拆卸后可替换成绝对重力高度测量系统，光栅度盘(4)拆卸后可替换成编码度盘。
4.根据权利要求3所述的一种垂直度及水平位移智能监测系统，其特征在于：所述的激光测距系统(5)及绝对重力高度测量系统测得所需距离L及H，所述铅锤指针(3)结合光栅度盘(4)测角法测得所需角度α，测得的倾角α及距离L、H通过传输装置发送到移动设备APP进行数据处理。
5.根据权利要求4所述的一种垂直度及水平位移智能监测系统，其特征在于：所述的移动设备APP的数据处理系统应用了三角函数及微分原理，监测点位移D＝Sinα×L或D＝Tanα×H，根据精度及现场具体情况需要，将被监测构筑物由下至上、从左到右进行多位置测量记录角α及距离L、H，近似于微分原理，最终得到多方向的高精度空间位移数据。
6.根据权利要求1所述的一种垂直度及水平位移智能监测系统，其特征在于：所述的监测主机(1)根据需要配合固定装置、马达、测距轮或轨道辅助使用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114459387A (zh) * 2022-04-12 2022-05-10 山东信息职业技术学院 一种采用ai视觉识别技术快速测量产品倾斜度的检测装置

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