CN210086210U - 一种测量土体水平位移的测斜装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种测量土体水平位移的测斜装置。张紧件在测斜管的上下两端之间拉紧，各测距传感器沿测斜管长度方向间隔排布，各测距传感器都连接数据采集处理装置，每个测距传感器测量其与张紧件之间的水平距离并把距离信息发送到数据采集处理装置进行处理。当土体发生位移时，测斜管将会变形，使得固定在测斜管壁上的每个测距传感器与张紧件之间的距离将发生变化，数据采集处理装置把采集到的各距离信息的变化值与各传感器所处的深度位置进行计算，即可绘制出土体水平位移曲线，实现自动精确监测的目的。由于采用价格低廉的测距传感器替代价格昂贵的倾角传感器，大大降低了监测成本。
Description
技术领域
本申请涉及一种测量土体水平位移的测斜装置，可用于土体监测的技术领域。
背景技术
现有的土体水平位移例如基坑或桩孔的土体水平位移，利用预埋或者后期钻孔安装的内设轨道的测斜管配合测斜仪进行。现有方法有人工测量和自动测量两种方法。人工测量方法具体为由人工拉拽测斜管内的测斜仪沿深度方向每米测一个倾斜角度，然后按照倾斜角度反推该深度位置发生的水平位移，并绘制随深度变化的水平位移曲线，也就是土体测斜。自动测量方法是在人工测试方法的基础上改进而来的，具体为，在测斜管里放置一串倾角传感器，一定距离设置一个，然后用数据采集处理装置定时读取每个倾角传感器的数据实现自动监测。虽然这样可以自动测得土体倾斜，但弊端是倾角传感器的价格昂贵，导致成本太高，使得监测成本急剧增加。
实用新型内容
本申请的目的是提供一种成本低廉且可自动精确测量土体水平位移的测斜装置。
本申请提供一种测量土体水平位移的测斜装置，包括测斜管、张紧件、多个测距传感器和连接各测距传感器的数据采集处理装置，张紧件在测斜管的上下两端之间拉紧，各测距传感器沿测斜管长度方向间隔排布且固定在测斜管上，每个测距传感器测量其与张紧件之间的水平距离。
其中，还包括位于测斜管底端的底盘和位于测斜管顶端的顶盖，张紧件两端分别设在底盘的圆心位置和顶盖的圆心位置，在测斜管安装完毕后，张紧件被预拉张紧。张紧件可以为低热膨胀系数的钢丝。
其中，测距传感器可以为接触式传感器，接触式传感器安装在测斜管内壁或安装在开有测量孔的测斜管外壁。接触式传感器可以为磁阻位移传感器、拉绳位移传感器、LVDT位移传感器、电容位移传感器或电感位移传感器中的至少一种。
其中，测距传感器还可以为非接触式传感器。非接触式传感器为电涡流位移传感器、磁感应位移传感器或超声位移传感器中的至少一种，非接触式传感器安装在测斜管内壁或外壁。非接触式传感器还可以为光电位移传感器，光电位移传感器安装在测斜管内壁或安装在开有测量孔的测斜管外壁。
优选地，测距传感器正对的张紧件上固定有信号反射器。测斜管可以为PVC测斜管。
本申请的有益效果为：各测距传感器沿测斜管长度方向间隔排布，各测距传感器都连接数据采集处理装置，每个测距传感器测量其与正对的张紧件之间的距离并把距离信息发送到数据采集处理装置进行处理。当土体发生位移时，测斜管将会变形，使得固定在测斜管壁上的每个测距传感器与张紧件之间的距离将发生变化，数据采集处理装置把采集到的各距离信息的变化值与各传感器所处的深度位置进行计算，即可绘制出土体深度变化的水平位移曲线，也就是土体测斜，实现自动精确监测的目的。由于采用价格低廉的测距传感器替代价格昂贵的倾角传感器，因此大大降低了监测成本。
附图说明
利用附图对本申请作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本申请的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本申请当测距传感器安装在测斜管外壁时测量土体水平位移的测斜装置的结构示意图。
图2是本申请当测距传感器安装在测斜管内壁时测量土体水平位移的测斜装置的结构示意图。
图3是本申请张紧件固定有信号反射器时测斜装置的放大图。
在图1至图3中包括：1——测斜管，2——张紧件，3——测距传感器，4——数据采集处理装置，5——信号反射器。
具体实施方式
结合以下实施例对本申请作进一步描述。
本申请的一种测量土体水平位移的测斜装置，用于观测土体内部水平位移。如图1和图2所示，包括测斜管1、张紧件2、多个测距传感器3和连接各测距传感器3的数据采集处理装置4。测斜管1可以为PVC测斜管，也可以为其他材料的测斜管，只要可与测距传感器3配套使用即可。张紧件2可以为低热膨胀系数的金属或非金属材料，例如铟钢丝。优选地，当测距传感器3采用电涡流或磁感应传感器时，张紧件2选用金属材料。相邻测距传感器之间的距离可以相等或者不相等。
张紧件2在测斜管1的上下两端之间拉紧。优选地，张紧件2设在测斜管1的中心轴线，张紧件2呈拉紧状态，各测距传感器3沿测斜管1长度方向间隔排布，每个测距传感器3测量其与正前方的张紧件2之间的水平距离。在测斜管1安装完毕后，张紧件2沿着测斜管1的中心轴线拉紧，各测距传感器3都连接数据采集处理装置4。
如果土体发生位移，测斜管1将会倾斜，使得每个测距传感器3与张紧件2之间的距离将发生变化，每个测距传感器3测量其与张紧件2之间的水平距离并把距离信息发送到数据采集处理装置4进行处理，数据采集处理装置4把采集到的各距离信息的变化值与各传感器所处的深度位置进行对应计算，即可绘制出土体的水平位移曲线，也就是土体测斜，实现自动精确监测的目的。具体原理为，当土体发生位移时，会出现两个效果，一是测斜管1顶端位置出现水平位移；二是测斜管1可能发生一个S型或者多个折弯的扭曲，只要测量出测斜管1管壁上的各个测距传感器3与张紧件2的距离变化值，再叠加测斜管1顶端位置水平位移的影响，就能直接绘制出符合规范要求的土体水平位移曲线。由于采用价格低廉的测距传感器3替代价格昂贵的倾角传感器，因此大大降低了监测成本。
本申请中，测斜管1底端盖合有底盘，测斜管1顶端盖合有顶盖，张紧件2两端分别固定底盘的圆心位置和顶盖的圆心位置，这样方便张紧件2固定在测斜管1内。优选地，张紧件2为铟钢丝，其具有低的热膨胀系数，即使温度变化较大也不会松弛，使张紧件2始终都保持拉紧的状态，减少测距传感器3的测量误差。
测距传感器3可以为接触式传感器。优选的，接触式传感器为磁阻位移传感器、拉绳位移传感器、LVDT位移传感器、电容位移传感器或电感位移传感器。电感位移传感器可安装在测斜管1内壁或外壁(需要开有测量孔)；而拉绳位移传感器只能安装在开有测量孔(图中未示出)的测斜管的外壁，拉绳位移传感器的柔性拉绳穿过测量孔连接在其前方的张紧件2上。测量孔与拉绳位移传感器之间要做好防水措施。
测距传感器3也可以为非接触式传感器。优选的，非接触式传感器为电涡流位移传感器、磁感应位移传感器、超声位移传感器或光电位移传感器。其中，电涡流位移传感器、磁感应位移传感器和超声位移传感器可安装在测斜管1内壁或外壁(无需开有测量孔)；而光电位移传感器可安装在测斜管1内壁或者安装在开有测量孔的测斜管1外壁，光电位移传感器的信号反射端正对着测量孔。当采用不同的测距传感器时，张紧件2和测斜管1可以根据需要进行适应性的选择或调整。
优选的，考虑到如果采用较细的张紧件2，测距传感器3捕捉张紧件2的难度变大，此时为了提高测距准确性，如图3所示，每个测距传感器3的正前方的张紧件2可以固定有信号反射器5，各信号反射器5反射其对应的测距传感器3所发出的信号。信号反射器可以是例如球形、圆柱形或十字形等形状。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，包括测斜管、张紧件、多个测距传感器和连接各测距传感器的数据采集处理装置，张紧件在测斜管的上下两端之间拉紧，各测距传感器沿测斜管长度方向间隔排布且固定在测斜管上，每个测距传感器测量其与张紧件之间的水平距离。
2.根据权利要求1所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，还包括位于测斜管底端的底盘和位于测斜管顶端的顶盖，张紧件两端分别设在底盘的圆心位置和顶盖的圆心位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，张紧件为钢丝。
4.根据权利要求1或2所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，测距传感器为接触式传感器，接触式传感器安装在测斜管内壁或安装在开有测量孔的测斜管外壁。
5.根据权利要求4所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，接触式传感器为磁阻位移传感器、拉绳位移传感器、LVDT位移传感器、电容位移传感器或电感位移传感器中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，测距传感器为非接触式传感器。
7.根据权利要求6所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，非接触式传感器为电涡流位移传感器、磁感应位移传感器或超声位移传感器中的至少一种，非接触式传感器安装在测斜管内壁或外壁。
8.根据权利要求6所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，非接触式传感器为光电位移传感器，光电位移传感器安装在测斜管内壁或安装在开有测量孔的测斜管外壁。
9.根据权利要求1或2所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，测距传感器正对的张紧件上固定有信号反射器。
10.根据权利要求1或2所述的一种测量土体水平位移的测斜装置，其特征在于，所述测斜管为PVC测斜管。
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| CN201920829614.9U CN210086210U (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种测量土体水平位移的测斜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201920829614.9U CN210086210U (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种测量土体水平位移的测斜装置 |
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| CN201920829614.9U Active CN210086210U (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种测量土体水平位移的测斜装置 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110067243A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-07-30 | 孙雨 | 一种测量土体水平位移的测斜装置 |
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2019
- 2019-06-04 CN CN201920829614.9U patent/CN210086210U/zh active Active
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