CN209027460U - 一种水平位移监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水平位移监测装置，所述水平位移监测装置预埋入被测土体内，包括一密封的壳体，所述壳体内设有一单摆，单摆的摆球通过摆线竖直吊挂在壳体内，当壳体随被测土体沿某一方向发生瞬时位移时，摆球在惯性和重力作用下沿该方向发生偏移；所述摆球的下方及摆线的上方水平对称设有测距光栅板，用于测量摆球偏移的位移量，所述测距光栅板与集成电路连接，用于传输、存储测量的位移数据。采用该装置进行土工水平位移测量时，无需选取基准点，只需将该装置预埋入要监测的土工即可；只要坡体产生位移，该装置就进行测量，将数据存储或输出，无需人工现场测量，保证监测结果精度的同时又效简化了作业工序，大大节约了成本。

Description

一种水平位移监测装置

技术领域

本实用新型属于土木工程变形监测技术领域，涉及一种水平位移监测装置。

背景技术

在土木工程作业中，常常需要对基坑、边坡、山体、道路、隧道等结构进行水平位移（变形）监测。目前浅部水平位移监测，普遍利用全站仪、经纬仪等设备测量以获得。在利用上述设备进行监测时，均需要在被测土工结构的附近布设一个或数个固定点作为基准点进行变形监测。而选取的基准点往往需要距离被测土工结构较远，才能不受被测土工变形的影响；由于监测设备的精度、误差等缺陷，基准点距离越远测量误差会越大。因此，现有的水平位移监测设备，不但监测结果存在较大误差，而且作业繁琐，需要消耗大量的人力物力。并且，目前市面上也没有一款产品能够对水平监测结果做到及时、准确的预警。因此，亟需对现有的水平位移监测设备进行结构优化，在保证监测结果精度的同时简化监测作业工序，以解决上述技术问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种水平位移监测装置，结构合理，操作便捷，实现了水平位移监测无需选取基准点来测量，在保证监测结果精度的同时又效简化了监测作业工序。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种水平位移监测装置，所述水平位移监测装置预埋入被测土体内，包括一密封的壳体，所述壳体内设有一单摆，单摆的摆球通过摆线竖直吊挂在壳体内，当壳体随被测土体沿某一方向发生瞬时位移时，摆球在惯性和重力作用下沿该方向发生偏移；所述摆球的下方及摆线的上方水平对称设有测距光栅板，用于测量摆球偏移的位移量，所述测距光栅板与集成电路连接，用于传输、存储测量的位移数据。

优选地，所述集成电路通过数据线与地上信号发射器连接，将测量的位移数据传输给终端进行分析、预警。

优选地，所述集成电路上集成有无线信号发射器，将测量的位移数据无线传输给终端进行分析、预警。

优选地，所述壳体内部分隔为上下两层，包括上部电子仓和下部测量仓，所述集成电路设置在上部电子仓内，单摆和测距光栅板设置在下部测量仓内。

优选地，所述单摆的摆线3长度不超过壳体1横向尺寸的一半，摆球2的重量不小于10g。

优选地，所述测距光栅板的外缘大于等于摆球可偏移的最大行程。

优选地，所述壳体为不锈钢制的圆柱形、半球形或箱形。

本实用新型的有益效果是：

1、采用该装置进行土工水平位移测量时，无需设置基准点，只需将该装置预埋入待监测的土体即可；只要土体产生位移，该装置即可测量，并将数据存储或输出，无需人工现场测量，保证监测结果精度的同时有效简化了作业工序，大大节约了成本；

2、采用光栅测量摆球偏移的位移量，有效提高了测量的精度；

3、本实用新型结构合理，制造成本低廉；并且可回收重复使用，待被测土工无需监测时，取出该装置用于其他土工的水平位移检测。

附图说明

图1为本实用新型水平位移监测装置的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为本实用新型水平位移监测装置摆球初始状态的示意图；

图4为本实用新型水平位移监测装置摆球在偏移s的示意图；

图中：1-壳体，2-摆球，3-摆线，4-测距光栅板，5-集成电路，6-数据线，7-上部电子仓，8-下部测量仓。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型及其效果作进一步阐述。

如图1、2所示，一种水平位移监测装置，所述水平位移监测装置预埋入被测土体内，包括一密封的壳体1，壳体1内设有一单摆，单摆的摆球2通过摆线3竖直吊挂在壳体1内，所述单摆的摆线3长度不超过壳体1横向尺寸的一半，摆球2的重量不小于10g,具体根据实况选择合理重量；当壳体1随被测土体沿某一方向发生瞬时位移时，摆球2在惯性和重力作用下沿该方向发生偏移；所述摆球2的下方及摆线3的上方水平对称设有测距光栅板4，用于测量摆球2偏移的位移量，测距光栅板4的外缘大于等于摆球2可偏移的最大行程，即摆球行程范围内的偏移量均可由测距光栅板4准确测量；测距光栅板4与集成电路5连接，用于传输、存储测量的位移数据。

进一步地，为了实现水平位移监测装置的数据分析功能，可在集成电路5上集成无线信号发射器，将测量的位移数据传输给外部的终端进行分析。或者，集成电路5通过数据线6与地上信号发射器连接，将测量的位移数据传输给终端进行分析。即将无线信号传输改为有线传输，避免无线信号发射器深埋于地下可能会发生信号衰减，出现信号传输故障的问题。此外，壳体1为不锈钢制的圆柱形、半球形或箱形，满足使用强度要求和使用年限要求，其形状可根据埋入位置的不同，设计成不同的形状。壳体1内部可分隔为上下两层，包括上部电子仓7和下部测量仓8，所述集成电路5设置在上部电子仓7内，安全可靠，单摆和测距光栅板4均设置在下部测量仓8内，避免电线等部件松落对单摆造成妨碍。

测量时，首先将水平位移监测装置预埋入被测土体的内部，其预埋的深度根据被测量土体的测量要求埋置不同的深度；预埋时确保水平位移监测装置处于初始状态，即摆球2处于垂直吊挂状态。当被测土体发生位移s时，带动土体内的水平位移监测装置的壳体产生位移s；起初壳体1内的摆球2由于惯性作用先保持在初始状态不动，随后由于重力作用发生摆动，摆球2的摆动方向即为土体的位移方向，摆球2的摆幅即为土体的位移量s，摆球2在测距光栅板4上的投影位移量亦为s，如说明书附图3、4所示，分别为摆球在初始状态的水平投影示意图和在偏移s的水平投影示意图。单摆摆球2由于惯性作用延迟发生摆动，通过测距光栅板4准确测出摆球生产的位移s，即为本次土体发生的位移，摆球2的摆动方向为土体发生位移的方向。第一次测量完成后，摆球由于重力作用最终回归到竖直吊挂状态，即初始状态，摆球重量越大，其摆动回归初始状态的用时越短；当被测土体再次发生位移时，重复上述测量工作，这样就可以连续测量出土体的水平位移及方向，每发生一次位移记录一个数据，并由计算机终端对每次的数据进行计算分析后，即可得出土体的累计位移，当土体的累计位移超过预设安全值后进行预警。

以上实施例仅是示例性的，并不会局限本实用新型，应当指出对于本领域的技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，所做出的其它等同变型和改进，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种水平位移监测装置，其特征在于：所述水平位移监测装置预埋入被测土体内，包括一密封的壳体，所述壳体（1）内设有一单摆，单摆的摆球（2）通过摆线（3）竖直吊挂在壳体（1）内，当壳体（1）随被测土体沿某一方向发生瞬时位移时，摆球（2）在惯性和重力作用下沿该方向发生偏移；所述摆球（2）的下方及摆线（3）的上方水平对称设有测距光栅板（4），用于测量摆球（2）偏移的位移量，所述测距光栅板（4）与集成电路（5）连接，用于传输、存储测量的位移数据。

2.根据权利要求1所述的水平位移监测装置，其特征在于：所述集成电路（5）通过数据线（6）与地上信号发射器连接，将测量的位移数据传输给终端进行分析、预警。

3.根据权利要求1所述的水平位移监测装置，其特征在于：所述集成电路（5）上集成有无线信号发射器，将测量的位移数据无线传输给终端进行分析、预警。

4.根据权利要求1-3任一所述的水平位移监测装置，其特征在于：所述壳体（1）内部分隔为上下两层，包括上部电子仓（7）和下部测量仓（8），所述集成电路（5）设置在上部电子仓（7）内，单摆和测距光栅板（4）设置在下部测量仓（8）内。

5.根据权利要求1所述的水平位移监测装置，其特征在于：所述单摆的摆线（3）长度不超过壳体（1）横向尺寸的一半，摆球（2）的重量不小于10g。

6.根据权利要求1 所述的水平位移监测装置，其特征在于：所述测距光栅板（4）的外缘大于等于摆球（2）可偏移的最大行程。

7.根据权利要求1所述的水平位移监测装置，其特征在于：所述壳体（1）为不锈钢制的圆柱形、半球形或箱形。