CN114136280A - 一种土体测斜传感系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及倾斜监测技术领域，提供一种土体测斜传感系统及监测方法，包括传感监测模块，用于对目标对象进行监测；云端平台，对所述传感监测模块测得的数据进行处理并存储；网关模块，与所述传感监测模块、云端平台信号连接，并将所述传感监测模块的数据通过无线传输模式传输至所述云端平台；本发明的滚轮装置设有吊环螺母，方便将土体测斜传感仪放入测斜管；本发明的连接线接线头采用防水等级IP68防水接头，螺母采用螺纹包裹橡胶圈压缩形式固定连线及防水，经实验室浸泡测试可有效防水，防水效果好；本发明通过电缆接头件可以串联多个土体测斜传感仪，可根据需求连接土体测斜传感仪的长度，满足不同场景的测量需求。

Description

一种土体测斜传感系统及监测方法

技术领域

本发明涉及倾斜监测技术领域，特别是涉及一种土体测斜传感系统及监测方法。

背景技术

随着城市建设进程的加快，深基坑工程施工安全问题日益严峻，监测作为一种基坑安全的判别手段，己逐渐越来越多的得到重视，而测斜监测以其可以监测不同深度的桩体(土体)位移，判断开挖过程中，围护结构及周边土体是否失稳现象，被广泛应用在深基坑监测中。目前将各个测斜仪进行串联的连接构件和方式存在比较大的问题，一个问题是各个测斜仪因结构物变形而产生相对变动时，会受到相互之间连接构件的制约，从而无法独立准确地监测出对应位置的真实水平位移，严重影响了监测精度；另一种方式是采用铁丝直接进行连接，该连接方式虽不太制约仪器相对变动，第二个问题是在仪器相对变动时，连接构件易发生应力集中现象，疲劳弯曲甚至断裂，在施工现场复杂的水、土环境下，更易在测斜管内发生锈蚀等情况而致使其强度难以保障，甚至导致测斜仪掉入管底，难以取出，造成巨大的经济损失；现有的固定式测斜仪一般采用的分节式的结构，节点与节点之间通过电线连接，而基坑中具有积水，线路容易被侵腐，造成设备短路；且装置整体都放置在深基坑附近，现场需要工作人员调节监控，操作不便。中国专利CN213952318U公开了固定式测斜仪监测系统，通过简单的结构实现无人值守设计，实现基坑的全方位、自动化、实时监测，但并未解决各个测斜仪进行串联的连接构件和方式；例如中国专利文献CN108729904A公开一种新型定置型测斜仪监测单元及实现方法，通过测斜仪测杆两端均设有预留钻孔，测斜仪测杆两端各与一个滚轮装置内插在一起并通过预留钻孔进行螺栓连接，组成测斜仪测部；但这种方案虽然结构简单，但在固定时存在问题，还需要本领域的技术人员设计一种测斜仪来进一步解决问题。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供以下方案：

本发明提供一种土体测斜传感系统及监测方法，包括

传感监测模块，用于对目标对象进行监测；

云端平台，对所述传感监测模块测得的数据进行处理并存储；

网关模块，与所述传感监测模块、云端平台信号连接，并将所述传感监测模块的数据通过无线传输模式传输至所述云端平台；

所述传感监测模块包括传感采集主单元、检测单元和滚轮装置，所述滚轮装置设置在所述检测单元的两端，所述传感采集主单元有线串联至少一个检测单元。

进一步的，所述传感采集主单元通过连接线串联检测单元，所述连接线采用防水等级IP68防水接头。

进一步的，所述检测单元内设有传感采集副单元。

优选的，所述传感采集主单元用于采集所有串联的检测单元内的传感采集副单元倾斜的角度。

优选的，所述传感采集副单元用于采集各自相对应检测单元的倾斜角度。

进一步的，所述传感采集副单元的下端装有一个高精度单轴角度传感器。

进一步的，所述滚轮装置的一端设有第一通孔，所述滚轮装置的另一端设有连接端部，所述连接端部包括第一连接端部、第二连接端部和第三连接端部。

进一步的，所述第一连接端部上相对的两侧上设有斜面，所述一侧斜面上设有第二通孔；所述第二连接端部上设有外螺纹，所述外螺纹与所述检测单元螺纹连接；所述第三连接端部的底部设有第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔相通。

优选的，所述第一通孔内设有吊环螺母。

进一步的，所述第二通孔为斜通孔，所述第二通孔内设有电缆接头件，所述电缆接头件内放置所述连接线。

优选的，所述电缆接头件优选为格兰头。

进一步的，所述电缆接头件上连接有螺母，所述螺母采用螺纹包裹橡胶圈压缩形式固定。

优选的，所述滚轮装置和检测单元之间设有双层垫圈，增加防水防压效果。

所述滚轮装置内设有凹槽，所述凹槽内设有连接条，所述连接条的两端固定滚轮，所述连接条和所述滚轮装置通过紧固件固定连接，通过松紧紧固件使连接条和滚轮放置在凹槽内或凹槽外。

一种土体测斜传感系统的监测方法包括：

(1)在检测单元两端各与一个滚轮装置螺纹连接；

(2)将连接线端头套上螺母，连接线连接传感采集副单元；

(3)在基坑、边坡或其他需要测斜的位置进行钻孔，往钻孔内安放测斜管至指定深度，并固定测斜管；

(4)根据现场需求，传感采集主单元有线串联多个检测单元；

(5)将有线串联成组的检测单元整体放入测斜管，滚轮装置在测斜管内的凹槽中下滑，降至需要监测的指定位置，固定成组的检测单元；

(6)传感采集副单元采集各自相对应检测单元的倾斜角度；

(7)传感采集主单元采集所有串联传感采集副单元的倾斜角度；

(8)传感采集主单元通过lora无线传输将数据打包发送至网关；

(9)网关通过4G模块上传至云端平台。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的滚轮装置设有吊环螺母，方便将土体测斜传感仪放入测斜管；

(2)本发明的连接线接线头采用防水等级IP68防水接头，螺母采用螺纹包裹橡胶圈压缩形式固定连线及防水，经实验室浸泡测试可有效防水，防水效果好；

(3)本发明通过电缆接头件可以串联多个土体测斜传感仪，可根据需求连接土体测斜传感仪的长度，满足不同场景的测量需求；

(4)本发明结构简单实用，原材料易于制备、成本低廉，现场使用效果好；

(5)本发明内直接将外壳串联若干，由于传感节点固定不动，外壳固定不动，传感节点可根据角度传感器角度的变化计算出土体倾斜的角度及位置，测量的结果误差小，准确率高。

附图说明

图1是本发明的模块示意图。

图2是本发明的传感监测模块的内部位置示意图。

图3是本发明的传感监测模块的外部结构示意图。

图4是本发明的滚轮装置示意图。

图5是本发明的监测方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述，应当指出的是，实施例只是对发明的具体阐述，不应视为对发明的限定，实施例的目的是为了让本领域技术人员更好地理解和再现本发明的技术方案，本发明的保护范围仍应当以权利要求书所限定的范围为准。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供一种土体测斜传感系统及监测方法，包括传感监测模块1，用于对目标对象进行监测；

云端平台2，对所述传感监测模块1测得的数据进行处理并存储；

网关模块3，与所述传感监测模块1、云端平台2信号连接，并将所述传感监测模块1的数据通过无线传输模式传输至所述云端平台2；

如图2-3所示，所述传感监测模块1包括传感采集主单元4、检测单元5和滚轮装置6，所述滚轮装置6设置在所述检测单元5的两端，所述传感采集主单元4有线串联至少一个检测单元5。

在一些优选方案中，所述传感采集主单元4通过连接线0串联检测单元5，所述连接线0采用防水等级IP68防水接头。

在一些优选方案中，所述检测单元5内设有传感采集副单元51。

优选的，所述传感采集主单元4用于采集所有串联的检测单元5内的传感采集副单元51倾斜的角度。

优选的，所述传感采集副单元51用于采集各自相对应检测单元5的倾斜角度。

在一些优选方案中，所述传感采集副单元51的下端装有一个高精度单轴角度传感器。

在一些优选方案中，所述滚轮装置6的一端设有第一通孔61，所述滚轮装置6的另一端设有连接端部7，所述连接端部7包括第一连接端部71、第二连接端部72和第三连接端部73。

在一些优选方案中，所述第一连接端部71上相对的两侧上设有斜面711，所述一侧斜面上设有第二通孔712；所述第二连接端部72上设有外螺纹721，所述外螺纹721与所述检测单元5螺纹连接；所述第三连接端部73的底部设有第三通孔731，所述第三通孔731与所述第二通孔712相通。

优选的，所述第一通孔61内设有吊环螺母611。

在一些优选方案中，所述第二通孔712为斜通孔，所述第二通孔712内设有电缆接头件8，所述电缆接头件8内放置所述连接线0。

优选的，所述电缆接头件8为格兰头。

在一些优选方案中，所述电缆接头件8上连接有螺母9，所述螺母9采用螺纹包裹橡胶圈压缩形式固定。

优选的，所述滚轮装置6和检测单元5之间设有双层垫圈，增加防水防压效果。

如图4所示，所述滚轮装置6内设有凹槽61，所述凹槽61内设有连接条62，所述连接条62的两端固定滚轮63，所述连接条62和所述滚轮装置6通过紧固件固定连接，通过松紧紧固件使连接条62和滚轮63放置在凹槽内或凹槽外。

如图5所示，一种土体测斜传感系统的监测方法包括：

S1，在检测单元两端各与一个滚轮装置螺纹连接；

S2，将连接线端头套上螺母，连接线连接传感采集副单元；

S3，在基坑、边坡或其他需要测斜的位置进行钻孔，往钻孔内安放测斜管至指定深度，并固定测斜管；

S4，根据现场需求，传感采集主单元有线串联多个检测单元；

S5，将有线串联成组的检测单元整体放入测斜管，滚轮装置在测斜管内的凹槽中下滑，降至需要监测的指定位置，固定成组的检测单元；

S6，传感采集副单元采集各自相对应检测单元的倾斜角度；

S7，传感采集主单元采集所有串联传感采集副单元的倾斜角度；

S8，传感采集主单元通过lora无线传输将数据打包发送至网关；

S9，网关通过4G模块上传至云端平台。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种土体测斜传感系统，其特征在于，包括

传感监测模块，用于对目标对象进行监测；

云端平台，对所述传感监测模块测得的数据进行处理并存储；

网关模块，与所述传感监测模块、云端平台信号连接，并将所述传感监测模块的数据通过无线传输模式传输至所述云端平台；

所述传感监测模块包括传感采集主单元、检测单元和滚轮装置，所述滚轮装置设置在所述检测单元的两端，所述传感采集主单元有线串联至少一个检测单元。

2.根据权利要求1所述的一种土体测斜传感系统，其特征在于，所述传感采集主单元通过连接线串联检测单元，所述连接线采用防水等级IP68防水接头。

3.根据权利要求1所述的一种土体测斜传感系统，其特征在于，所述检测单元内设有传感采集副单元。

4.根据权利要求3所述的一种土体测斜传感系统，其特征在于，所述传感采集副单元的下端装有一个高精度双轴角度传感器。

5.根据权利要求2所述的一种土体测斜传感系统，其特征在于，所述滚轮装置的一端设有第一通孔，所述滚轮装置的另一端设有连接端部，所述连接端部包括第一连接端部、第二连接端部和第三连接端部。

6.根据权利要求5所述的一种土体测斜传感系统，其特征在于，所述第一连接端部上相对的两侧上设有斜面，所述一侧斜面上设有第二通孔；所述第二连接端部上设有外螺纹，所述外螺纹与所述检测单元螺纹连接；所述第三连接端部的底部设有第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔相通。

7.根据权利要求6所述的一种土体测斜传感系统，其特征在于，所述第二通孔为斜通孔，所述第二通孔内设有电缆接头件，所述电缆接头件内放置所述连接线。

8.根据权利要求7所述的一种土体测斜传感系统，其特征在于，所述电缆接头件上连接有螺母，所述螺母采用螺纹包裹橡胶圈压缩形式固定。

9.根据权利要求1所述的一种土体测斜传感系统，其特征在于，所述滚轮装置和检测单元之间设有双层垫圈。

10.一种土体测斜传感系统的监测方法，用于权利要求1-9任一所述的传感系统，其特征在于，所述监测方法包括：

(1)在检测单元两端各与一个滚轮装置螺纹连接；

(2)将连接线端头套上螺母，连接线连接传感采集副单元；

(3)在基坑、边坡或其他需要测斜的位置进行钻孔，往钻孔内安放测斜管至指定深度，并固定测斜管；

(4)根据现场需求，传感采集主单元有线串联多个检测单元；

(5)将有线串联成组的检测单元整体放入测斜管，滚轮装置在测斜管内的凹槽中下滑，降至需要监测的指定位置，固定成组的检测单元；

(6)传感采集副单元采集各自相对应检测单元的倾斜角度；

(7)传感采集主单元采集所有串联传感采集副单元的倾斜角度；

(8)传感采集主单元通过lora无线传输将数据打包发送至网关；

(9)网关通过4G模块上传至云端平台。

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