CN208235488U - 一种可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于土体分层沉降监测领域，特别涉及一种可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，所述可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置包括位移传感器、变径接头、分层沉降管和沉降磁环，所述位移传感器和分层沉降管之间通过所述变径接头连接，所述位移传感器可测量沉降磁环的位置，所述沉降磁环套在所述分层沉降管上，且所述沉降磁环边缘嵌入土层中。本实用新型提供一种不仅能提高分层沉降监测精度，而且可重复使用的、大量程的新型分层沉降监测装置；同时，还可将自动采集的监测数据无线发送至远程接收端，实现了分层沉降监测数据的自动采集和远程传输的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置。

Description

一种可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置

技术领域

本实用新型属于土体分层沉降监测领域，特别涉及一种可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置。

背景技术

在土木工程领域中，土体分层沉降监测是目前最常用的监测土体内部竖向位移的监测方法，广泛的应用于地基处理工程、堤防工程、边坡工程、坝体工程等。通过对不同深度土层的竖向位移量的监测，及时了解土体变形规律，以判断监测目标的安全状态，指导施工速率和安全管理。

目前，分层沉降监测方法可分为两类：一是使用最为普遍的分层沉降仪，该方法采用干簧管原理，预先埋设沉降管及可沿沉降管滑动的磁环。测量时，两名测量人员，一人持分层沉降仪缓慢下放探头，待探头中的干簧管遇到磁环中的磁场，使干簧管线路闭合并发出蜂鸣声时，读取孔口刻度，另一人记录数据，依次测量各个磁环。二是使用位移传感器，常用的传感器有差动变压位移传感器等，将传感器以串联的方式连接，并埋设于不同深度土层中，下端置于硬土层中，每个传感器分别引出数据传输线缆至地面，然后通过手动或自动的方式采集数据，也可采用GPRS网络自动发送至接收端。

第一类方法每次需要至少两名测量人员配合完成，人工读数存在较大的偶然误差，且存在工作效率低的问题，但该方法成本较低，仍然是目前使用最为广泛的方法。第二类方法，虽然测量方法简便、测量精度较高，但量程较小，且仪器使用后无法回收，仅在部分工程中有小规模的使用，无法广泛推广。

因此，基于这些问题，提供一种不仅能提高分层沉降监测精度，而且可重复使用的、大量程的新型分层沉降监测装置；同时，还可将自动采集的监测数据无线发送至远程接收端，实现了分层沉降监测数据的自动采集和远程传输的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种不仅能提高分层沉降监测精度，而且可重复使用的、大量程的新型分层沉降监测装置；同时，还可将自动采集的监测数据无线发送至远程接收端，实现了分层沉降监测数据的自动采集和远程传输的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，所述可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置包括位移传感器、变径接头、分层沉降管和沉降磁环，所述位移传感器和分层沉降管之间通过所述变径接头连接，所述位移传感器可测量沉降磁环的位置，所述沉降磁环套在所述分层沉降管上，且所述沉降磁环边缘嵌入土层中。

本实用新型还可以采用以下技术方案：

在上述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置中，进一步的，所述位移传感器包括电子仓，所述电子仓内有锂电池、数据收集装置和无线传输装置。

在上述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置中，进一步的，所述位移传感器还包括固接段和柔性测杆，所述柔性测杆通过固接段与所述电子仓螺纹连接，所述柔性测杆底部通过硬杆连接有螺纹卡套，所述螺纹卡套底部悬挂配重。

在上述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置中，进一步的，所述变径接头包括大径段、小径段及位于所述大径段与所述小径段之间的连接段，所述连接段的内径大于所述柔性测杆的直径且小于所述固接段的直径，所述固接段置于小径段内，所述小径段的上部均匀开设竖槽，束紧箍位于小径段的外周。

在上述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置中，进一步的，所述分层沉降管包括管体、接管和底盖，所述管体之间采用接管连接，最下面的所述管体下端加装底盖。

在上述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置中，进一步的，所述管体长度为3m。

在上述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置中，进一步的，所述沉降磁环包括塑料外壳、环形磁铁和向外延伸的钢爪，所述塑料外壳为内部中空环形壳体结构，所述环形磁铁被固定于塑料外壳中空部分内，所述钢爪一端与所述塑料外壳的外壁相连接，所述钢爪另一端与所处土层卡接，并与所处的土层中周围土体紧密接触，所述塑料外壳的内径大于所述管体的外径且小于所述接管的外径。

在上述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置中，进一步的，所述环形磁铁的尺寸为外径73mm，内径63mm，厚15mm。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型不仅能提高分层沉降监测精度，而且可重复使用的、大量程的新型分层沉降监测装置；同时，还可将自动采集的监测数据无线发送至远程接收端，实现了分层沉降监测数据的自动采集和远程传输，可以在人员无法进入的环境中进行作业，极大的节省了人力和测量费用。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、测量精度高、量程大、可同时测量多层土体沉降，并且可以回收多次重复使用，具有较高的应用价值。

2、本实用新型的测量数据可远程传输至接收端，位移传感器可同时精确确定多个沉降磁环的准确位置，进一步的，本实用新型的位移传感器可回收，并重复使用。

3、本实用新型的柔性测杆杆身可以弯曲，配重与柔性测杆的下端连接，保证柔性测杆处于张紧状态。

4、本实用新型的变径接头为一体化结构，保证位移传感器与分层沉降管稳定连接。

5、本实用新型的分层沉降管均为高聚丙烯热塑性塑料制成，并可以根据实际土层及工程情况确定分层沉降管长度。

6、本实用新型的钢爪另一端与所处土层卡接并与所处的土层中周围土体紧密接触，由于塑料外壳的内径大于所述管体的外径且小于所述接管的内径，钢爪可沿分层沉降管滑动，滑动范围为两接管间管体的长度，实现对土体分层沉降测量。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中的位移传感器的结构示意图；

图3是本实用新型中的变径接头的俯视图；

图4是本实用新型中的变径接头的正视图；

图5是本实用新型中的沉降磁环的俯视图；

图6是本实用新型中的沉降磁环的正视图；

图7是本实用新型中的分层沉降管的结构示意图。

图中：

1、位移传感器，2、变径接头，3、分层沉降管，4、沉降磁环，5、压缩土层，6、不可压缩土层，7、电子仓，8、固接段，9、柔性测杆，10、配重，11、锂电池，12、数据收集装置，13、无线传输装置，14、硬杆，15、螺纹卡套，16、大径段，17、小径段，18、连接段，19、束紧箍，20、塑料外壳，21、钢爪，22、环形磁铁，23、管体，24、接管，25、底盖，26、自攻螺丝。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

将理解，当据称将部件“连接”到另一个部件时，它可以直接连接到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接连接”到另一个部件时，则表示不存在中间部件。

图1给出了本实用新型的整体结构示意图，并且通过图2示出了本实用新型中的位移传感器的结构示意图，并且通过图3示出了本实用新型中的变径接头的俯视图，并且通过图4示出了本实用新型中的变径接头的正视图，并且通过图5示出了本实用新型中的沉降磁环的俯视图，并且通过图6示出了本实用新型中的沉降磁环的正视图，并且通过图7示出了本实用新型中的分层沉降管的结构示意图，下面就结合图1至图7来具体说明本实用新型。

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

一种可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，所述可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置包括位移传感器1、变径接头2、分层沉降管3和沉降磁环4，所述位移传感器1和分层沉降管3之间通过所述变径接头2连接，所述位移传感器1可测量沉降磁环4的位置，所述沉降磁环4套在所述分层沉降管3上，且所述沉降磁环4边缘嵌入土层中。

本实用新型不仅能提高分层沉降监测精度，而且可重复使用的、大量程的新型分层沉降监测装置；同时，还可将自动采集的监测数据无线发送至远程接收端，实现了分层沉降监测数据的自动采集和远程传输，可以在人员无法进入的环境中进行作业，极大的节省了人力和测量费用。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、测量精度高、量程大、可同时测量多层土体沉降，并且可以回收多次重复使用，具有较高的应用价值。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述位移传感器1包括电子仓7，所述电子仓7内有锂电池11、数据收集装置12和无线传输装置13。其中，数据收集装置12和无线传输装置13以及涉及的电路是现有技术，便不展开说明。

作为举例，在本实施例中，分层沉降管3和沉降磁环4预埋于土体中，变径接头2将位移传感器1并与分层沉降管3管口连接，柔性测杆9置于分层沉降管3中，通过感应电流，准确测量沉降磁环4位置。接收到测量指令后，电路即产生脉冲电流，进而准确测量出各个沉降磁环4的位置，测量数据结果输出为数字信号，通过无线传输可远程传输至接收端。进一步的，电流电流由锂电池11提供，集成于电子仓的外壳内。

本实用新型的测量数据可远程传输至接收端，位移传感器1可同时精确确定多个沉降磁环4的准确位置，进一步的，本实用新型的位移传感器1可回收，并重复使用。

需要指出的是，所述位移传感器1还包括固接段8和柔性测杆9，所述柔性测杆9通过固接段8与所述电子仓7螺纹连接，所述柔性测杆9底部通过硬杆14连接有螺纹卡套15，所述螺纹卡套15底部悬挂配重10。

本实用新型的柔性测杆9杆身可以弯曲，配重10与柔性测杆9的下端连接，保证柔性测杆9处于张紧状态。

需要指出的是，所述变径接头2包括大径段16、小径段17及位于所述大径段与所述小径段之间的连接段18，所述连接段18的内径大于所述柔性测杆9的直径且小于所述固接段8的直径，所述固接段8置于小径段17内，所述小径段17的上部均匀开设竖槽，束紧箍19位于开设竖槽的小径段17的外周。

本实用新型的变径接头2为一体化结构，保证位移传感器1与分层沉降管3稳定连接。

作为举例，在本实施例中，变径接头2的大径段16内径大于管体23外径，套于管体23外侧，连接方式与接管24相同，采用自攻螺丝26连接。连接段18直径大于柔性测杆9且小于固接8处，可使柔性测杆9穿过连接段18及大径段16，固接段8置于连接段18上，小径段17限制其水平移动，小径段17上部均匀开设竖槽。束紧箍19位于开设竖槽的小径段17的外周，通过对束紧箍19的调节实现对位移传感器1的回收。

具体的，进行监测时，将位移传感器1的柔性测杆9通过变径接头2伸入到分层沉降管4内，使固接段8置于变径接头2上，收紧束紧箍19，即可开始监测。进一步的，待工程结束，放松束紧箍19，即可收回位移传感器1。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述分层沉降管3包括管体23、接管24和底盖25，所述管体23之间采用接管24连接，最下面的所述管体23下端加装底盖25。

本实用新型的分层沉降管3均为高聚丙烯热塑性塑料制成，并可以根据实际土层及工程情况确定分层沉降管3长度。

需要指出的是，所述管体23长度为3m。

多个管体23竖直上下两两相连，采用接管24连接，最下面的管体24下端，加装底盖25，接管24及底盖25的内径略大于管体23外径，套于管体23外部，以自攻螺丝26固定。每两个接管24间的管体23外，套有一沉降磁环4，沉降磁环4内径大于管体23外径，沉降磁环4可延管体23竖直滑动，与沉降磁环4相邻的两个接管24限定了沉降磁环的最大移动范围。

需要指出的是，所述沉降磁环4包括塑料外壳20、环形磁铁22和向外延伸的钢爪21，所述塑料外壳20为内部中空环形壳体结构，所述环形磁铁22被固定于塑料外壳20中空部分内，所述钢爪21一端与所述塑料外壳20的外壁相连接，所述钢爪21另一端与所处土层卡接，并与所处的土层中周围土体紧密接触，所述塑料外壳20的内径大于所述管体23的外径且小于所述接管24的外径。

本实用新型的钢爪21另一端与所处土层卡接并与所处的土层中周围土体紧密接触，由于塑料外壳20的内径大于所述管体23的外径且小于所述接管24的内径，钢爪21可沿分层沉降管3滑动，滑动范围为两接管24间管体23的长度，实现对土体分层沉降测量。

需要指出的是，所述环形磁铁22的尺寸为外径73mm，内径63mm，厚15mm。

作为举例，分层沉降管3的长度根据实际土层及工程情况确定，本实施例中管体23长度3m，外径53mm，内径45mm。钢爪21的形状为长条形，材料为具有一定刚度和韧性的金属或金属合金。环形磁铁22为人工磁化的环状磁铁，也可以为其他磁性材料。

作为举例，在本实施例中，在需要进行土体分层沉降监测的位置钻孔，并埋设沉降磁环4和分层沉降管3，钻孔与管体23之间空隙回填黏土球。在分层沉降管3管口安装变径接头2，将位移传感器1的柔性测杆9插入分层沉降管3内，并将固接段8置于变径接头2的小径段17并锁紧束紧箍19。位移传感器1开始工作，接收到测量命令后，自动确定沉降磁环4的位置，并将结果数据通过无线信号发送至接收端。在工程项目结束后，放松束紧箍19，即可回收位移传感器1。

综上所述，本实用新型可提供一种不仅能提高分层沉降监测精度，而且可重复使用的、大量程的新型分层沉降监测装置；同时，还可将自动采集的监测数据无线发送至远程接收端，实现了分层沉降监测数据的自动采集和远程传输的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，其特征在于：所述可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置包括位移传感器、变径接头、分层沉降管和沉降磁环，所述位移传感器和分层沉降管之间通过所述变径接头连接，所述位移传感器可测量沉降磁环的位置，所述沉降磁环套在所述分层沉降管上，且所述沉降磁环边缘嵌入土层中。

2.根据权利要求1所述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，其特征在于：所述位移传感器包括电子仓，所述电子仓内有锂电池、数据收集装置和无线传输装置。

3.根据权利要求2所述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，其特征在于：所述位移传感器还包括固接段和柔性测杆，所述柔性测杆通过固接段与所述电子仓螺纹连接，所述柔性测杆底部通过硬杆连接有螺纹卡套，所述螺纹卡套底部悬挂配重。

4.根据权利要求3所述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，其特征在于：所述变径接头包括大径段、小径段及位于所述大径段与所述小径段之间的连接段，所述连接段的内径大于所述柔性测杆的直径且小于所述固接段的直径，所述固接段置于小径段内，所述小径段的上部均匀开设竖槽，束紧箍位于小径段的外周。

5.根据权利要求1所述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，其特征在于：所述分层沉降管包括管体、接管和底盖，所述管体之间采用接管连接，最下面的所述管体下端加装底盖。

6.根据权利要求5所述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，其特征在于：所述管体长度为3m。

7.根据权利要求5所述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，其特征在于：所述沉降磁环包括塑料外壳、环形磁铁和向外延伸的钢爪，所述塑料外壳为内部中空环形壳体结构，所述环形磁铁被固定于塑料外壳中空部分内，所述钢爪一端与所述塑料外壳的外壁相连接，所述钢爪另一端与所处土层卡接，并与所处的土层中周围土体紧密接触，所述塑料外壳的内径大于所述管体的外径且小于所述接管的外径。

8.根据权利要求7所述的可重复使用的土体分层沉降远程自动监测装置，其特征在于：所述环形磁铁的尺寸为外径73mm，内径63mm，厚15mm。