CN212512997U - 一种建筑地基沉降检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种建筑地基沉降检测装置，包括设于建筑物外墙上的监测区，通过调节机构设于基准桩上的激光器、设于监测区上的监测机构和上位机，所述监测机构包括检测仪本体、设于检测仪本体上对应激光器一侧的透光区、依次设于检测仪本体内的滤光片和分光片及设于检测仪本体上、用于控制检测仪本体的控制板，所述检测仪本体通过无线传输模块连接上位机，所述检测仪本体内、分光片的两侧分别设有两个互相垂直的电荷耦合器件；本实用新型提供的检测装置，检测仪本体内部安装实时电路控制板实现系统功能，上位机与无线接收端相连接实现建筑沉降的远程在线监测，摆脱了地理环境的限制，对沉降参数进行高精度的检测。

Description

一种建筑地基沉降检测装置

技术领域

本实用新型属于建筑检测技术领域，具体涉及一种建筑地基沉降检测装置。

背景技术

地基沉降是指地基土层在附加应力作用下压密而引起的地基表面下沉，建筑基底下的地基土在外部附加应力作用下产生变形而引起建筑物沉降，建筑物和土工建筑物修建前，地基中早已存在着由土体自身重力引起的自重应力。建筑物和土工建筑物荷载通过基础或路堤的底面传递给地基，使天然土层原有的应力状态发生变化，在附加的三向应力分量作用下，地基中产生了竖向、侧向和剪切变形，导致土体内各点位移，同时引起地表位移，建筑物沉降，过大的沉降，特别是不均匀沉降，会使建筑物发生倾斜、开裂以致不能正常使用，因此地基沉降的监测尤为重要。

建筑沉降的观测环境长期处于室外，气候条件变化不定，考虑到北方冬季气温较低，南方气温较高，且有些地区昼夜温差大，需要在室外进行长期无人值守测量，且沉降监测大多采用人工方式，受环境影响大、无法实时连续进行监测预警，自动化程度较低，且测量精度较低。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种建筑地基沉降检测装置，检测仪本体内部安装实时电路控制板实现系统功能，检测仪本体外部的无线通讯天线用来确保测量数据的可靠无线传输，上位机与无线接收端相连接实现建筑沉降的远程在线监测，摆脱了地理环境的限制，对沉降参数进行高精度的检测。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种建筑地基沉降检测装置，包括设于建筑物外墙上的监测区，包括通过调节机构设于基准桩上的激光器、设于监测区上、与激光器对应的监测机构和通过无线传输模块连接监测机构的上位机；

所述调节机构包括保护壳、设于保护壳靠近监测机构一端的安装槽、设于安装槽内的驱动电机、连接驱动电机输出轴的转轴和套设于转轴外部的转动块，所述激光器设于转动块上；

所述监测机构包括检测仪本体、设于检测仪本体上对应激光器一侧的透光区、依次设于检测仪本体内的滤光片和分光片及设于检测仪本体上、用于控制检测仪本体的控制板，所述检测仪本体通过无线传输模块连接上位机，所述检测仪本体内、分光片的两侧分别设有两个互相垂直的电荷耦合器件。

优选的，所述保护壳通过装配板和圆钢连接基准桩，所述保护壳的两侧均设有侧板，所述保护壳通过侧板连接装配板，所述装配板远离侧板的一侧通过圆钢连接基准桩，所述圆钢远离装配板的一端通过限位圆板与基准桩稳定安装。

优选的，所述的设于同一建筑物外墙上的监测区不少于3个，所述相邻的监测区中间的距离为8-30m，所述建筑物外墙上的监测区纵横向均匀对称设置。

优选的，所述基准桩设于距离监测区50-100m处，所述基准桩设于建筑沉降影响区域外。

优选的，所述检测仪本体通过钢杆固定于建筑物外墙上的监测区内，所述钢杆的一端通过90°弯钩螺栓连接检测仪本体，所述钢杆的另一端通过限位角钢埋设于监测区的墙体内。

优选的，所述无线传输模块包括设于检测仪本体内的无线发射端和设于上位机内的无线接收端，所述无线发射端和无线接收端通过无线通讯电线连接。

优选的，所述激光器采用波长为650nm、输出功率为0-10mW的红色半导体激光器。

优选的，所述的两个互相垂直的电荷耦合器件通过分光片将激光分光后形成一对光程相等的效果相同的互相垂直的成像面，所述的透射面处的电荷耦合器件与反射面处的电荷耦合器件的首尾有效象元搭接。

优选的，所述控制器上设有图像采集和处理模块，所述图像采集和处理模块采用CPLD和DSP结合的图像采集和处理单元。

优选的，所述分光片与水平面呈45°夹角设置。

优选的，所述保护壳对应安装槽处安装有透明防护罩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的一种建筑地基沉降检测装置，将光电检测技术应用于建筑沉降的动态连续测量上，通过激光光源在监测点处线阵电荷耦合器件上光斑位置的变化，得到建筑物此点处的沉降状况，从而实现对建筑沉降参数的测量，随时反映出建筑承受载荷对建筑沉降的影响，实时判断出建筑物是否会产生过负荷现象引发危险，为建筑的运营维护和施工提供参考。

2、本实用新型提供的一种建筑地基沉降检测装置，检测仪本体内部安装实时电路控制板实现系统功能，检测仪本体外部的无线通讯天线用来确保测量数据的可靠无线传输，上位机与无线接收端相连接实现建筑沉降的远程在线监测，摆脱了地理环境的限制，提高对沉降参数检测的精度。

3、本实用新型提供的一种建筑地基沉降检测装置，激光器发射端是由基准光源投射出一束准直激光到监测机构的透光区上面，监测机构透光区后与电荷耦合器件前放置滤光片，滤除背景杂光干扰等从而提高系统的信噪比，改善电荷耦合器件平面上的光斑图像质量，滤光后放置一块与水平面呈45°的分光片，将激光等量分光到两块电荷耦合器件上以实现双路电荷耦合器件拼接。

4、本实用新型提供的一种建筑地基沉降检测装置，在需要沉降监测时，通过驱动电机转动带动转动块的转动，转动块将激光器转动到垂直对应监测区的一侧，不使用时，转动块将激光器收起到安装槽的内侧对激光器进行保护。

附图说明

图1是本实用新型一种建筑地基沉降检测装置结构示意图。

图2是本实用新型一种建筑地基沉降检测装置调节机构示意图。

图3是本实用新型一种建筑地基沉降检测装置监测机构示意图。

图4是本实用新型实施例2示意图。

图中：1、基准桩；2、调节机构；21、保护壳；22、安装槽；23、驱动电机；24、转轴；25、转动块3、激光器；4、建筑物；5、监测机构；51、检测仪本体；52、透光区；53、分光片；54、滤光片；55、控制板；56、电荷耦合器件；6、监测区；7、钢杆；8、上位机；9、侧板；10、装配板；11、圆钢；12、限位圆板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

实施例1

结合图1-3，一种建筑地基沉降检测装置，包括设于建筑物4外墙上的监测区6，包括通过调节机构2设于基准桩1上的激光器3、设于监测区6上、与激光器3对应的监测机构5和通过无线传输模块连接监测机构5的上位机8，所述无线传输模块包括设于检测仪本体51内的无线发射端和设于上位机8内的无线接收端，所述无线发射端和无线接收端通过无线通讯电线连接，所述激光器3采用波长为650nm、输出功率为0-10mW的红色半导体激光器。

所述调节机构2包括保护壳21、设于保护壳21靠近监测机构5一端的安装槽22、设于安装槽22内的驱动电机23步进电机、连接驱动电机23输出轴的转轴24和套设于转轴24外部的转动块25，所述激光器3设于转动块25上，所述保护壳21通过装配板10和圆钢11连接基准桩1，所述保护壳21的两侧均设有侧板9，所述保护壳21通过侧板9连接装配板10，所述装配板10远离侧板9的一侧通过圆钢11连接基准桩1，所述圆钢11远离装配板10的一端通过限位圆板12与基准桩1稳定安装，在基准桩1上凿取100-160mm深的孔眼,插入圆钢11后用1:2水泥砂浆浇筑，在需要沉降监测时，通过驱动电机23转动带动转动块25的转动，转动块25将激光器3转动到垂直对应监测区6的一侧，不使用时，转动块25将激光器3收起到安装槽22的内侧对激光器3进行保护。

所述监测机构5包括检测仪本体51，设于检测仪本体51上对应激光器3一侧的透光区52、依次设于检测仪本体51内的滤光片54和分光片53及设于检测仪本体51上、用于控制检测仪本体51的控制板55，所述检测仪本体51通过无线传输模块连接上位机8，所述检测仪本体51内、分光片53的两侧设有两个互相垂直的电荷耦合器件56，所述的两个互相垂直的电荷耦合器件56通过分光片53将激光分光后形成一对光程相等的效果相同的互相垂直的成像面，所述的透射面处的电荷耦合器件56与反射面处的电荷耦合器件56的首尾有效象元搭接，所述检测仪本体51通过钢杆7固定于建筑物4外墙上的监测区6内，所述钢杆7的一端通过90°弯钩螺栓连接检测仪本体51，所述钢杆7的另一端通过限位角钢埋设于监测区6的墙体内。

沉降监测时，首先将带有线阵电荷耦合器件的测仪本体固定监测区上并调整为垂直状态，然后将激光器置于距工程之外一定距离的非地基沉降区或与监测点位置相比可以忽略沉降的基准点处，并通过调节机构自动将激光器调整为水平状态，保证准直激光沿着水平方向出射，电荷耦合器件能获取当前激光点处于传感器的位置，激光器准光源投射出一束准直激光到监测机构的透光区上面，监测机构透光区后与电荷耦合器件前放置滤光片，滤除背景杂光干扰等从而提高系统的信噪比，改善电荷耦合器件平面上的光斑图像质量，滤光后放置一块与水平面呈45°的分光片，将激光等量分光到两块电荷耦合器件上以实现双路电荷耦合器件拼接，检测仪本体内部安装实时电路控制板实现系统功能，检测仪本体外部的无线通讯天线用来确保测量数据的可靠无线传输，上位机与无线接收端相连接实现建筑沉降的远程在线监测。

电荷耦合器件作为激光光斑位移接收屏，检测到激光光斑信号，在合适的驱动信号的驱动下，电荷耦合器件将得到的信号通过信号处理电路将光信号转变为电信号，再通过信号调理和A/D转换模块，将模拟量转化为数字量，解算出光斑的位置，控制板上的数据采集与处理模块将经过软件算法处理和解算后的数据通过无线传输模块传输到上位机，通过上位机软件完成沉降数据的显示、建筑沉降报表的生成和沉降曲线图的绘制。

实施例2

结合图4，所述的设于同一建筑物4外墙上的监测区6不少于3个，所述相邻的监测区6中间的距离为8-30m，所述建筑物4外墙上的监测区6纵横向均匀对称设置，均匀地分布在建筑物的周围，设置在建筑物的外墙转角处、纵墙与横墙的交接处及纵墙与横墙的中央、建筑物的沉降缝两侧，当建筑物宽度大于15m时，内墙也应在适当位置设监测区。

所述基准桩1设于距离监测区650-100m处，所述基准桩1设于建筑物4沉降影响区域外，选择位置固定避开障碍物，适合观测的和长期保存地方，尽量避开松软地层和滑坡区，在基准点的安装位置四周设立保护标志，做好遮蔽保护措施，保证基准点的位置不被破坏和移位，基准桩1采用混凝土浇注，基准桩1的埋设应位于建筑物变形区外的原状土层上,其周围设立保护标志。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种建筑地基沉降检测装置，包括设于建筑物（4）外墙上的监测区（6），其特征在于：包括通过调节机构（2）设于基准桩（1）上的激光器（3）、设于监测区（6）上、与激光器（3）对应的监测机构（5）和通过无线传输模块连接监测机构（5）的上位机（8）；

所述调节机构（2）包括保护壳（21）、设于保护壳（21）靠近监测机构（5）一端的安装槽（22）、设于安装槽（22）内的驱动电机（23）、连接驱动电机（23）输出轴的转轴（24）和套设于转轴（24）外部的转动块（25），所述激光器（3）设于转动块（25）上；

所述监测机构（5）包括检测仪本体（51）、设于检测仪本体（51）上对应激光器（3）一侧的透光区（52）、依次设于检测仪本体（51）内的滤光片（54）和分光片（53）及设于检测仪本体（51）上、用于控制检测仪本体（51）的控制板（55），所述检测仪本体（51）通过无线传输模块连接上位机（8），所述检测仪本体（51）内、分光片（53）的两侧设有两个互相垂直的电荷耦合器件（56）。

2.根据权利要求1所述的一种建筑地基沉降检测装置，其特征在于：所述保护壳（21）通过装配板（10）和圆钢（11）连接基准桩（1），所述保护壳（21）的两侧均设有侧板（9），所述保护壳（21）通过侧板（9）连接装配板（10），所述装配板（10）远离侧板（9）的一侧通过圆钢（11）连接基准桩（1），所述圆钢（11）远离装配板（10）的一端通过限位圆板（12）与基准桩（1）稳定安装。

3.根据权利要求1所述的一种建筑地基沉降检测装置，其特征在于：所述的设于同一建筑物（4）外墙上的监测区（6）不少于3个，所述相邻的监测区（6）中间的距离为8-30m，所述建筑物（4）外墙上的监测区（6）纵横向均匀对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种建筑地基沉降检测装置，其特征在于：所述基准桩（1）设于距离监测区（6）50-100m处，所述基准桩（1）设于建筑物（4）沉降影响区域外。

5.根据权利要求1所述的一种建筑地基沉降检测装置，其特征在于：所述检测仪本体（51）通过钢杆（7）固定于建筑物（4）外墙上的监测区（6）内，所述钢杆（7）的一端通过90°弯钩螺栓连接检测仪本体（51），所述钢杆（7）的另一端通过限位角钢埋设于监测区（6）的墙体内。

6.根据权利要求1所述的一种建筑地基沉降检测装置，其特征在于：所述无线传输模块包括设于检测仪本体（51）内的无线发射端和设于上位机（8）内的无线接收端，所述无线发射端和无线接收端通过无线通讯电线连接。

7.根据权利要求1所述的一种建筑地基沉降检测装置，其特征在于：所述激光器（3）采用波长为650nm、输出功率为0-10mW的红色半导体激光器。

8.根据权利要求1所述的一种建筑地基沉降检测装置，其特征在于：所述的两个互相垂直的电荷耦合器件（56）通过分光片（53）将激光分光后形成一对光程相等的效果相同的互相垂直的成像面。

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