CN1230658C - 双向引张线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向引张线装置，属于水利、交通、岩土等领域的一种测量装置。它包括固定端、挂重端、引张线线体、双向测点箱、自动加水装置、储液桶和连通管，所述的双向测点箱内有水盒、浮托、人工测尺和双向引张线仪；连通管将测点箱内的水盒、储液桶及自动加液器连接起来，引张线线体由固定端引入，通过各测点浮托到挂重端，并将线体缠绕挂重轮上。本发明改变了过去单向引张线装置及静力水准装置只能实现单一的测量目的，实现了一线两用，使一个双向引张线装置满足过去两套装置的要求，节约了大量成本。

Description

双向引张线装置

技术领域

本发明涉及一种大坝位移的测量装置，更准确地说本发明涉及一种利用引张线对大坝进行测量的装置，属于水利、交通、岩土等领域的测量装置技术领域。

背景技术

随着科学技术发展，对大坝原型观测仪器提出了更高的要求，除了采用人工观测钢尺获得原始数据外，还应能实现自动化监测，以便工程管理部门及时掌握工程安全状况并做出相应的决策，这也是工程安全监测仪器发展的方向。传统的单向引张线装置只能实现水平位移测量和静力水准装置只能实现垂直位移测量，各自的测量范围受到很大的限制，同时也增加了成本。另外单向引张线在使用时，随着时间的推移，水盒内的液体会自然损耗导致测量不准，以及长时间液体对引张线也会产生腐蚀，在温度较低的条件下也不能准确测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向引张线装置，改变过去单向引张线装置及静力水准装置只能实现单一的测量目的，同时也克服了上述两类装置受温度的影响而导致测量不准的缺点以及长期使用液体的自然损耗而产生的误差。

本发明是采取以下的技术方案来实现的：

一种双向引张线装置，包括固定端、挂重端和引张线线体，其特征在于它还包括双向测点箱、自动加水装置、储液桶、连通管和传感器液体连通管，所述的固定端设有一固定夹具，在挂重端设有线体卷线轮，即挂重轮，固定端与挂重端通过连通管内的引张线线体相连接，在固定端与挂重端之间至少有一个测点箱；所述的测点箱内有水盒、浮托、人工测尺、双向引张线仪和测量位移传感器；连通管将测点箱内的水盒、储液桶及自动加液器连接起来，引张线线体由固定端引入，通过各测点浮托到挂重端，并将线体缠绕挂重轮上。

本发明还可以采取以下技术方案来进一步实现：

前述的一种双向引张线装置，其特征在于所述的测量位移传感器是采用SWT-50B型步进电机式双向引张线仪作为引张线水平位移和垂直位移的测量传感器。

上述的双向引张线装置作为混凝土坝的变形监测装置，具有原理简单、性能稳定可靠、坚固耐用等特点，在大坝安全监测方面能起到很重要的作用。本装置采用连通管自动实现液体循环，保持各测点液面平衡。其结构是在固定端设有固定夹具，在挂重端设有线体卷线轮，即为挂重轮，在各测点设有双向测点箱，双向测点箱内有水盒、浮托、人工测尺和双向引张线仪，利用连通管将各测点水盒、储液桶及自动加液器连接在一起，线体由固定端引入，通过各测点浮托到挂重端，线体缠绕挂重轮上，保证引张线线体处于自由状态。该装置采用连通管自动实现液体循环，从而保持了各测点液面平衡。

本发明的工作原理是：当引张线随坝体位移时，由于线体卷轮与负荷卷轮同轴，带来测点水平位移发生变化，同时通过浮托液位恒定带来的垂直方向变化，传感器与引张线线体的相对位移即为该测点与引张线线体的相对位移。位移变化量与传感器之间的关系通过试验标定来确定，这样可以实现双向引张线水平、垂直方向位移与系统采集数据的统一，这里所说的位移传感器是线性位移传感器，本申请推荐采用SWT-50B型步进电机式双向引张线仪作为引张线水平位移和垂直位移的测量传感器。

本发明的优点在于在单向引张线装置的基础上，利用连通管原理，采用储液桶及自动加液器，自动实现液体循环，将各测点水盒的液面保持平衡，解决了液体因温度变化带来的液位变化，并克服了液体的防腐、防冻、防消耗等问题。本发明的另一个优点是：测点箱采用专用的浮托和水盒，保证引张线线体、浮托在水盒内处于自由状态，确保引张线线体与测点的相对位移就是该测点相对引张线装置端点的位移。

本申请提供的方案克服了单向引张线装置只能测量水平方向位移、静力水准装置只能测量垂直方向位移的不足，实现引张线一线两用，满足水平、垂直方向位移自动化监测的要求，同时保持了传统引张线装置的优点。本发明的双向引张线装置的性能稳定、可靠，测量精度高，施工简单，使用方便，解决了混凝土坝水平位移和垂直位移自动化监测，同时大大降低了投入成本。申请人利用本方案设计一套双向引张线装置，使用的管线长208m，通过这次试验，解决了双向引张线系统工作原理问题。其主要特点是：

(1)双向引张线装置由固定端、挂重端、引张线线体、测点箱、储液桶、连通管等组成，该装置采用连通管自动实现液体循环，保持各测点液面平衡。

(2)在各测点采用双向引张线仪，可同时测量该测点水平位移和垂直位移。

(3)双向引张线装置实现了液体自动循环，在保证了各测点液面平衡的同时，克服了双向引张线装置因温度变化带来的测量误差，及液体的防腐、防冻、防消耗。

(4)双向引张线装置的测点箱采用专用的浮托和水盒，保证引张线线体、浮托在水盒内处于自由状态。

(5)双向引张线装置采用了有浮托的测点箱，克服线体因自重带来的测量误差，实现了双向引张线装置可以长距离测量水平位移和垂直位移。

附图说明

图1为本发明双向引张线装置结构示意图：其中固定端(1)、挂重端(2)、引张线线体(3)、双向测点箱(4)、自动加水装置(5)、储液桶(6)、传感器液体连通管(7)、固定夹具(8)、线体卷线轮(9)、连通管(10)；

图2为本发明双向引张线装置双向测点箱的结构示意图：

图3为图2双向测点箱的俯视图；其中人式测尺(11)、水盒(12)、浮托(13)和双向引张线仪(14)；

图4为图2双向测点箱的侧视图；

图5为本发明双向引张装置固定端的结构示意图：

图6为本发明双向引张线装置挂重端的结构示意图：

具体实施方式

实施例1

如图1所示的双向引张线端点装置，从固定端(1)引入引张线线体(3)，端点处设有固定夹具(8)夹紧装置(即固定端)，另一端设有负荷装置即挂重端(2)，同时设有线体卷线轮(9)轮轴，轮轴的小轮构成铟钢丝卷轮，固定端(1)、挂重端(2)两者同轴。负荷轮下端悬挂60kg--80kg砝码，作为预负载。传感器安装各测点处测量范围水平±50mm，垂直±25mm，精度为±0.1--±0.2mm。测点箱内安装有人工测尺，可校核自动化系统测值的可靠性，其技术性能特点如下：

1.本系统仍以引张线线体为传递相对测点位移的载体；

2.负荷的采用砝码增减的方式；

3.量程：水平±50mm，垂直±25mm；

4.线性度：≤0.1％F.S；

5.测量精度：≤0.1％F.S；

6.重复性：≤0.05％F.S；

7.年稳定度(传感器)：≤0.05％F.S；

8.使用温度：-10℃～55℃；

9.储存温度：-10℃～55℃；

10.各测点装置雷同；

11.供电方式：交流电220V±15％；

12.测试过程能自动完成，无需人工值守；

13.采集数据能自动存储计算机；

14.可在系统运行一年后向储液桶补充液体；

实施例2

如图2所示双向引张线测点，由坝端铟钢丝引入的4个观测点，均雷同，分别由各自的信号线引入双向测点箱，测点箱通过信号线引入观测室。工作原理与实施例相同。

Claims (2)

1.一种双向引张线装置，包括固定端、挂重端和引张线线体，其特征在于它还包括双向测点箱、自动加水装置、储液桶、连通管和传感器液体连通管，所述的固定端设有一固定夹具，在挂重端设有线体卷线轮，即挂重轮，固定端与挂重端通过连通管内的引张线线体相连接，在固定端与挂重端之间至少有一个双向测点箱；所述的双向测点箱内有水盒、浮托、人工测尺、双向引张线仪和测量位移传感器；连通管将测点水盒、储液桶及自动加液器连接起来，线体由固定端引入，通过各测点浮托到挂重端，并将线体缠绕挂重轮上。

2、根据权利要求2所述的一种双向引张线装置，其特征在于所述的测量位移传感器是采用SWT-50B型步进电机式双向引张线仪作为引张线水平位移和垂直位移的测量传感器。

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