CN215888356U - 一种自动监测地基土分层沉降的电磁感应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动监测地基土分层沉降的电磁感应装置，多个位移感应单元等间距地安装在安装板上，在每个位移感应单元的下方对应安装有一管靴，每个位移感应单元包括壳体、线圈、探测杆和磁棒，线圈安装在壳体内，探测杆的顶端安装磁棒并插装在线圈内，探测杆的底端伸出壳体并与承压盘固装，壳体的顶部安装有一磁电转换器；信号采集发射器采集每个位移反应单元的电信号并发送至信号处理终端；信号处理终端接收电信号并处理为位移信号。承压盘随着地基土层沉降下移并带动磁棒切割线圈引起磁通量变化，并转化为电信号，通过信号处理终端将电信号处理为位移信号，得到地基土分层沉降值，以实现实时自动化监测地基土分层沉降。

Description

一种自动监测地基土分层沉降的电磁感应装置

技术领域

本实用新型属于地基监测技术领域，尤其是涉及一种自动监测地基土分层沉降的电磁感应装置。

背景技术

随着工业与民用建筑业的发展，各种复杂而大型的工程建筑日益增多，地基土原有的状态也发生了改变，并且对于地基施加一定的荷载必然会引起地基及周边低层的变形，为了保证建(构)筑物的安全性，并为后期勘察设计施工提供可靠的资料，地基土分层沉降监测的必要性和重要性愈加明显。

为了准确掌握地基各土层在上部荷载作用下的变形特定及相临建筑物荷载对地基土层的影响，常采用磁环式沉降仪法、深标点水准仪法和不动杆法，采用的方法不同，其监测原理、工程条件不同，存在的问题也不相同，磁环式沉降仪法需采用钻孔埋设设有磁环的导管，磁环与周围土体同步变形，通过测量仪器测出磁环深度变化来反映地基土分层沉降，该方法原理简单，但测量精度不高；深标点水准仪法和不动杆法需要在不同深度的土层钻孔埋设沉降杆，依靠水准仪测出各杆顶标高变化，以此来反映土层分层沉降量，该方法测量方法繁琐，需预先制作基准点，费时费力，且各监测点受施工材料和机械影响，常因视线被阻碍而无法测量，在强降雨等恶劣天气时无法测量分层沉降量，无法保证数据的连续性，且人工在施工现场操作水准仪存在较大的安全隐患，此外，上述三种方法均需采用钻孔埋设监测仪器，费时费力费成本，极大的影响了现场的监测进度。

为了解决上述技术问题，需要设计一种节约人力成本、保证监测数据实时性和连续性、监测数据准确性和精度的自动化监测地基土分层沉降的电磁感应装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作简单、节省人力成本、监测数据准确性和精度高的自动化监测地基土分层沉降的电磁感应装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种自动监测地基土分层沉降的电磁感应装置，包括：安装板、信号采集发射器、信号处理终端和安装在安装板上用于采集分层沉降的多个位移感应单元；

多个所述位移感应单元等间距地安装在安装板上，在每个位移感应单元的下方对应安装有一管靴，每个所述位移感应单元包括壳体、线圈、探测杆和磁棒，所述线圈安装在壳体内，所述探测杆的顶端安装所述磁棒并插装在所述线圈内，探测杆的底端伸出壳体并与承压盘固装，所述壳体的顶部安装有一磁电转换器，所述磁电转换器通过导线与线圈电连接，用于采集磁棒在线圈内移动产生的磁通量变化并转化为电信号；

所述信号采集发射器安装在所述安装板上，所述信号采集发射器通过导线与每个所述位移感应单元电连接，用于采集每个位移反应单元的电信号，并将采集的电信号发送至信号处理终端；

所述信号处理终端设置在地基的外部，用于接收所述信号采集发射器的电信号，并将电信号处理为位移信号。

在上述技术方案中，所述壳体的上部形成有凹口，在该凹口的外部安装有卡紧件，并通过卡紧件使壳体固装在安装板上。

在上述技术方案中，所述壳体采用金属材质制成。

在上述技术方案中，所述卡紧件包括卡箍和固定板，所述卡箍套装在所述壳体的凹口上，所述固定板对称设置在卡箍的两侧，固定板固装在所述安装板上。

在上述技术方案中，所述管靴设置在位移感应单元的下方，且该管靴与位移感应单元之间的距离大于磁棒的行程，管靴用于推开位移感应单元底部的土体，避免探测杆与土层接触而变形。

在上述技术方案中，所述管靴的底部形成有尖端部，用于推开土体。

在上述技术方案中，所述安装板上设有多个安装点位，每个安装点位对应各与一位移感应单元相对应。

在上述技术方案中，多个所述安装点位等间距竖直设置在安装板上，相邻的两个安装点位之间的距离为2m。

在上述技术方案中，所述承压盘为一圆形盘，所述承压盘的直径小于所述管靴的内径。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1.位移感应单元中，承压盘随着地基土层沉降下移并带动探测杆上的磁棒向下运动切割线圈引起磁通量变化，磁电转换器将磁通量变化产生感应电动势转化为电信号，而后通过信号处理终端将电信号处理为位移信号，从而得到地基土分层沉降值，以实现实时自动化监测地基土分层沉降。

2.多个位移感应单元通过卡紧件固装在安装板上组装为电磁感应装置，采用插板机埋设，其安装效率高，与传统的钻孔埋设方法相比，省时省力，节约人员成本。

3.在位移感应单元的正下方设置与其相配合的成孔管靴，通过成孔管靴“推开”位移感应单元下端的土体，避免探测杆与土层接触而发生变形，保证位移感应单元的正常使用。

附图说明

图1是本实用新型的电磁感应装置的布置图；

图2是本实用新型中位移感应单元的局部放大图。

图中：

1、位移感应单元 101、线圈 102、磁棒

103、探测杆 104、承压盘 105、磁电转换器

106、导线 107、壳体 2、信号采集发射器

3、安装板 4、卡紧件 5、管靴

6、信号处理终端

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，决不限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图所示，本实用新型的一种自动监测地基土分层沉降的电磁感应装置，包括：安装板3、信号采集发射器2、信号处理终端6和安装在安装板3上用于采集分层沉降的多个位移感应单元1；

多个所述位移感应单元1等间距安装在安装板3上，在每个位移感应单元1的下方对应安装有一管靴5，每个所述位移感应单元1包括壳体107、线圈101、探测杆103和磁棒102，所述线圈101安装在壳体107内，所述探测杆103的顶端安装所述磁棒102并插装在所述线圈101内，探测杆103的底端伸出壳体107并与承压盘104固装，所述壳体107的顶部安装有一磁电转换器105，所述磁电转换器105通过导线106与线圈101电连接，用于采集磁棒102在线圈101内移动产生的磁通量变化并转化为电信号；

所述信号采集发射器2安装在所述安装板3上，所述信号采集发射器2通过导线106与每个所述位移感应单元1电连接，用于采集每个位移反应单元的电信号，并将采集的电信号发送至信号处理终端6；

所述信号处理终端6设置在地基的外部，用于接收所述信号采集发射器2的电信号，并将电信号处理为位移信号(该位移信号即为地基土分层沉降值)。

进一步地说，所述壳体107的上部形成有凹口，在该凹口的外部安装有卡紧件4，并通过卡紧件4使壳体107固装在安装板3上。

进一步地说，所述卡紧件4包括卡箍和固定板，所述卡箍套装在所述壳体107的凹口上，所述固定板对称设置在卡箍的两侧，固定板固装在所述安装板3上。

进一步地说，所述壳体107的材质为金属材质。

进一步地说，所述管靴5(成孔管靴)设置在位移感应单元1的下方，且该管靴5与位移感应单元1之间的距离大于磁棒102的行程，管靴5用于推开位移感应单元1底部的土体，避免探测杆103与土层接触而变形。

进一步地说，所述管靴5的底部形成有尖端部，用于推开土体。

进一步地说，所述安装板3上设有多个安装点位，每个点位对应各与一位移感应单元1相对应。

进一步地说，多个所述安装点位等间距竖直设置在安装板3上，相邻的两个安装点位之间的距离为2m。

进一步地说，所述承压盘104为一圆形盘，所述承压盘104的直径小于所述管靴5的直径。

位移感应单元1的承压盘104受地基土层沉降带动，同时带动探测杆103上的磁棒102在线圈101内下移而切割线圈101引起磁通量变化，并通过磁电转换器105将磁通量变化产生的感应电动势转化为电流，信号采集发射器2采集电流后发送至信号处理终端6处理生成位移信号，从而实时监测分层沉降的数据。

实施例2

在实施例1的基础上，本实用新型的一种自动监测地基土分层沉降的电磁感应装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)按照设计需求利用GPS定出地基土分层沉降的多个监测点位；

(2)根据地基土特性及规范要求确定安装板3的打设深度，按设计要求在安装板3上等间距(距离为2m)通过卡紧件4焊接位移感应单元1及其对应设置的管靴5，组成电磁感应装置；

(3)插板机就位，将带有电磁感应装置的安装板3插至设计稳定土层，插设时注意将导线106引出地面；

(4)将每个位移感应单元1的导线106与信号采集发射器2电连接，并使用植筋胶将连接好的信号采集发射器2固定在安装板3上；

(5)重复上述步骤(1)-(4)对其他的监测点位设置电磁感应装置，在设置完成后，地基土分层沉降而推动位移感应单元1的承压盘104向下移动，并带动探测杆103及磁棒102向下运动而切断线圈101的磁场而产生的磁通量，通过磁电转换器105磁通量转化为电信号，信号发射装置实时接收位移感应单元1的电信号，并将电信号发送至信号处理终端6处理为位移信号，从而实现监测各地基土分层沉降值。

位移感应单元实现了对地基土分层沉降的监测目的，通过插板机埋设电磁感应装置其安装效率高，解决了采用传统的钻孔埋设仪器的问题，节约人员成本，省时省力，同时有效避免受恶劣天气和现场施工的影响而导致无法监测的问题，有效保证了监测数据的实时性和连续性，监测效率和精度高。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动监测地基土分层沉降的电磁感应装置，其特征在于，包括：安装板、信号采集发射器、信号处理终端和安装在安装板上用于采集分层沉降的多个位移感应单元；

多个所述位移感应单元等间距地安装在安装板上，在每个位移感应单元的下方对应安装有一管靴，每个所述位移感应单元包括壳体、线圈、探测杆和磁棒，所述线圈安装在壳体内，所述探测杆的顶端安装所述磁棒并插装在所述线圈内，探测杆的底端伸出壳体并与承压盘固装，所述壳体的顶部安装有一磁电转换器，所述磁电转换器通过导线与线圈电连接，用于采集磁棒在线圈内移动产生的磁通量变化并转化为电信号；

所述信号采集发射器安装在所述安装板上，所述信号采集发射器通过导线与每个所述位移感应单元电连接，用于采集每个位移反应单元的电信号，并将采集的电信号发送至信号处理终端；

所述信号处理终端设置在地基的外部，用于接收所述信号采集发射器的电信号，并将电信号处理为位移信号。

2.根据权利要求1所述的电磁感应装置，其特征在于：所述壳体的上部形成有凹口，在该凹口的外部安装有卡紧件，并通过卡紧件使壳体固装在安装板上。

3.根据权利要求2所述的电磁感应装置，其特征在于：所述壳体采用金属材质制成。

4.根据权利要求3所述的电磁感应装置，其特征在于：所述卡紧件包括卡箍和固定板，所述卡箍套装在所述壳体的凹口上，所述固定板对称设置在卡箍的两侧，固定板固装在所述安装板上。

5.根据权利要求4所述的电磁感应装置，其特征在于：所述管靴设置在位移感应单元的下方，且该管靴与位移感应单元之间的距离大于磁棒的行程，管靴用于推开位移感应单元底部的土体，避免探测杆与土层接触而变形。

6.根据权利要求5所述的电磁感应装置，其特征在于：所述管靴的底部形成有尖端部，用于推开土体。

7.根据权利要求6所述的电磁感应装置，其特征在于：所述安装板上设有多个安装点位，每个安装点位对应各与一位移感应单元相对应。

8.根据权利要求7所述的电磁感应装置，其特征在于：多个所述安装点位等间距竖直设置在安装板上，相邻的两个安装点位之间的距离为2m。

9.根据权利要求8所述的电磁感应装置，其特征在于：所述承压盘为一圆形盘，所述承压盘的直径小于所述管靴的内径。

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