CN210165942U - 基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，包括监测传感器和定位保护管，所述监测传感器包括至少一个串联单元，所述串联单元包括顺次连接的第一套筒、软管、第二套筒，第一套筒和/或第二套筒内设有用于变形监测的芯片，第一套筒和第二套筒上均设有导轮，所述定位保护管包括内筒和外筒，外筒可旋转套设在内筒外壁上，内筒内壁设有与导轮配合的导槽，所述导槽平行于内筒中心轴线。本实用新型通过监测传感器上设置导轮配合定位保护管上的导槽，方便监测传感器放入定位保护管内，整个监测传感器不发生扭曲，提高了测量精度，并且监测传感器可在定位保护管内转动，利于测量不同方向，以此求平均值进一步提高测量精度。

Description

基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种变形监测装置，尤其涉及一种基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置。

背景技术

变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。

传统变形监测仪器设备结构复杂，成本很高，而且集成度较高，功能扩展能力差，对此本公司发明了串联式关节变形监测装置，通过检测各节的重力场，可以计算出各段节长之间的弯曲角度θ，利用计算得到的弯曲角度和已知各节长度L，每段节变形Δx便可以完全确定出来，即Δx=θ×L，再对各节算数求和ΣΔx，可得到距离固定端点任意长度的变形量x。

将串联式关节变形监测装置用于观测土体内部水平位移时，缺乏一种与之配合的装置，既要将串联式关节变形监测传感器埋设在土体内部，又要保证埋设传感器过程中关节与关节之间不发生扭曲。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，串联式关节变形监测传感器配合定位保护管使用，实现精准度较高的土体内部水平位移测量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，包括监测传感器和定位保护管，所述监测传感器包括至少一个串联单元，所述串联单元包括顺次连接的第一套筒、软管、第二套筒，第一套筒和/或第二套筒内设有用于变形监测的芯片，第一套筒和第二套筒上均设有导轮，所述定位保护管包括内筒和外筒，外筒可旋转套设在内筒外壁上，内筒内壁设有与导轮配合的导槽，所述导槽平行于内筒中心轴线。

优选的，所述第一套筒的一端设有航空接头母端，另一端设有凸出的固定头，第二套筒的一端设有航空接头公端，另一端设有凸出的固定头。

优选的，所述的第二套筒内设有与第一套筒和第二套筒内径配合的连接块，所述连接块包括第一配合部和第二配合部，第二配合部设在第二套筒内，第一配合部延伸出第二套筒外，第一配合部和第二配合部上均设有螺纹孔，所述航空接头公端设在第一配合部内部，所述航空接头母端设在第一套筒内。

优选的，所述固定头插入软管内，固定头的端部直径小于软管的内径，固定头的中部设有若干倾斜台阶，所述倾斜台阶的倾斜方向与固定头的插入方向形成钝角，固定头的尾部设有凸块，软管的两端内壁上均设有与所述凸块配合的凹陷。

优选的，第一套筒上的导轮关于第一套筒中心轴线对称，第二套筒上的导轮关于第二套筒中心轴线对称。

优选的，所述的内筒外壁上设有至少一圈二号凹坑，二号凹坑的旋转轴线垂直于内筒的中心轴线，外筒内壁设有与二号凹坑配合的一号凹坑，一号凹坑内设有与一号凹坑配合的滚珠，所述滚珠的中心在外筒筒壁内部，滚珠超出一号凹坑的部分与二号凹坑配合。

本实用新型的有益效果是：

（1）监测传感器上设置导轮配合定位保护管上的导槽，方便监测传感器放入定位保护管内，整个监测传感器不发生扭曲，提高了测量精度，并且监测传感器可在定位保护管内转动，利于测量不同方向，以此求平均值进一步提高测量精度。

（2）结构简单，操作方便，通过航空插头将各个串联单元连接，便于维护和更换，一个串联单元设置多个芯片，多余的芯片可用作备用芯片，在主芯片损坏时使用，也可在用于相互检验、校对数据，提高数据及设备的可靠性。

（3）第一套筒和第二套筒通过固定头与软管固定连接，固定头上设置倾斜台阶，使得固定头容易插入软管内而不容易拔出，增大了拔出时的阻力，固定头上设置的凸块与软管内壁的凹陷配合，实现最终锁定，固定牢靠。

附图说明

图1为串联单元结构示意图；

图2为航空接头公端与航空接头母端配合前示意图；

图3为航空接头公端与航空接头母端配合后示意图；

图4为固定头与软管配合示意图；

图5为定位保护管横截面结构示意图；

图6为内筒和外筒配合示意图；

图7为导轮结构示意图；

图中，1-第一套筒，2-第二套筒，3-软管，4-航空接头公端，5-航空接头母端，6-芯片，7-凹陷，8-凸块，9-倾斜台阶，10-内筒，11-外筒，12-固定头，13-第一配合部，14-第二配合部，15-螺纹孔，16-导轮，17-导槽，18-滚珠，19-一号凹坑，20-二号凹坑。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：

便于维护的串联关节式变形监测传感器，包括监测传感器和定位保护管，所述监测传感器包括至少一个串联单元，所述串联单元包括顺次连接的第一套筒1、软管3、第二套筒2，第一套筒1和/或第二套筒内设有用于变形监测的芯片6，即第一套筒1内设置两个及两个以上芯片6，或第二套筒2内设置两个及两个以上芯片6，或第一套筒1、第二套筒2内均设有至少一个芯片6，本实施例中第一套筒1、第二套筒2内均设有一个芯片6，多余的芯片6用作备用芯片，也可在使用时间较长时相互检验、校对数据，提高数据及设备的可靠性，所述的便于维护的串联关节式变形监测传感器由若干串联单元顺次连接而成，第一套筒1和第二套筒2上均设有导轮16，所述定位保护管包括内筒10和外筒11，外筒11可旋转套设在内筒10外壁上，内筒10内壁设有与导轮16配合的导槽17，所述导槽17平行于内筒10中心轴线。

进一步的，第一套筒1的一端设有航空接头公端4，另一端设有凸出的固定头12，第二套筒2的一端设有航空接头母端5，另一端设有凸出的固定头12。

进一步的，所述的第二套筒2内设有与第一套筒1和第二套筒2内径配合的连接块，所述连接块包括第一配合部13和第二配合部14，第二配合部14设在第二套筒2内，第一配合部13延伸出第二套筒2外，第一配合部13和第二配合部14上均设有螺纹孔15，第一套筒1和第二套筒2外壁设有贯穿的且与所述螺纹孔15配合的孔洞，第二配合部14通过螺栓穿过所述孔洞以及螺纹孔15固定在第二套筒2内，所述航空接头公端4设在第一配合部13内部，所述航空接头母端5设在第一套筒1内。安装时，将一个串联单元的航空接头公端4插入另一个串联单元的航空接头母端5，使第一套筒1上的孔洞对准第一配合部13上的螺纹孔15，然后通过螺栓拧紧将其固定。拆卸时与上述过程相反，当某个芯片6出故障，需要维修或是更换时，直接将故障芯片6所在串联单元整个拆卸下来，进行维修，或者更换新的串联单元。

进一步的，所述固定头12插入软管3内，固定头12的端部直径小于软管3的内径（方便固定头12插入软管3内），固定头12的中部设有若干倾斜台阶9，如图3所示，所述倾斜台阶9的倾斜方向与固定头12的插入方向形成钝角（插入时，倾斜台阶9的较低处先进入软管3内，减小了插入阻力，使固定头12更容易插入软管3内，而倾斜台阶9的较高处直径略大于软管3的直径，卡在软管3内，使得固定头12容易插入而不容易拔出），固定头12的尾部设有凸块8，软管3的两端内壁上均设有与所述凸块8配合的凹陷7，形成最后锁定。

进一步的，第一套筒1上的导轮16关于第一套筒1中心轴线对称，第二套筒2上的导轮16关于第二套筒2中心轴线对称，则与导轮16配合的导槽17关于内筒10中心轴线对称，使串联单元与内筒10为一整体且相对静止，每一个串联单元均不能单独旋转，不发生扭曲，以此来提高测量结果的精确度。

所述的内筒10外壁上设有至少一圈二号凹坑20，二号凹坑20的旋转轴线垂直于内筒10的中心轴线，外筒11内壁设有与二号凹坑20配合的一号凹坑19，保证内筒10旋转时与外筒11之间不发生轴向位移，一号凹坑19内设有与一号凹坑19配合的滚珠18，一号凹坑19的形状配合滚珠18的外廓，滚珠18填满整个一号凹坑19，并加入润滑剂减少摩擦力，使内筒10和外筒11之间更容易旋转，所述滚珠18的中心在外筒11筒壁内部，保证滚珠18不会从一号凹坑19内脱出，滚珠18超出一号凹坑19的部分与二号凹坑20配合，这样形成相对锁定，内筒10与外筒11可以相对转动。

将整个定位保护管竖直埋入需要测量的土体中，再将监测传感器放入定位保护管内，具体的，使监测传感器上的导轮16配合定位保护管内筒10内壁上的导槽17，监测传感器轻松就能完全插入定位保护管内，整个监测传感器不发生扭曲，提高了测量精度，并且监测传感器可在定位保护管内转动，利于测量不同方向，以此求平均值进一步提高测量精度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，其特征在于：包括监测传感器和定位保护管，所述监测传感器包括至少一个串联单元，所述串联单元包括顺次连接的第一套筒（1）、软管（3）、第二套筒（2），第一套筒（1）和/或第二套筒内设有用于变形监测的芯片（6），第一套筒（1）和第二套筒（2）上均设有导轮（16），所述定位保护管包括内筒（10）和外筒（11），外筒（11）可旋转套设在内筒（10）外壁上，内筒（10）内壁设有与导轮（16）配合的导槽（17），所述导槽（17）平行于内筒（10）中心轴线。

2.根据权利要求1所述的基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，其特征在于：所述第一套筒（1）的一端设有航空接头母端（5），另一端设有凸出的固定头（12），第二套筒（2）的一端设有航空接头公端（4），另一端设有凸出的固定头（12）。

3.根据权利要求2所述的基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，其特征在于：所述的第二套筒（2）内设有与第一套筒（1）和第二套筒（2）内径配合的连接块，所述连接块包括第一配合部（13）和第二配合部（14），第二配合部（14）设在第二套筒（2）内，第一配合部（13）延伸出第二套筒（2）外，第一配合部（13）和第二配合部（14）上均设有螺纹孔（15），所述航空接头公端（4）设在第一配合部（13）内部，所述航空接头母端（5）设在第一套筒（1）内。

4.根据权利要求2所述的基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，其特征在于：所述固定头（12）插入软管（3）内，固定头（12）的端部直径小于软管（3）的内径，固定头（12）的中部设有若干倾斜台阶（9），所述倾斜台阶（9）的倾斜方向与固定头（12）的插入方向形成钝角，固定头（12）的尾部设有凸块（8），软管（3）的两端内壁上均设有与所述凸块（8）配合的凹陷（7）。

5.根据权利要求1所述的基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，其特征在于：第一套筒（1）上的导轮（16）关于第一套筒（1）中心轴线对称，第二套筒（2）上的导轮（16）关于第二套筒（2）中心轴线对称。

6.根据权利要求1所述的基于串联关节式变形监测传感器的变形监测装置，其特征在于：所述的内筒（10）外壁上设有至少一圈二号凹坑（20），二号凹坑（20）的旋转轴线垂直于内筒（10）的中心轴线，外筒（11）内壁设有与二号凹坑（20）配合的一号凹坑（19），一号凹坑（19）内设有与一号凹坑（19）配合的滚珠（18），所述滚珠（18）的中心在外筒（11）筒壁内部，滚珠（18）超出一号凹坑（19）的部分与二号凹坑（20）配合。

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