CN216593359U - 一种水管式沉降仪读数装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水管式沉降仪读数装置，用于观测测量管的液面高度，其包括观测机构、用于带动观测机构垂向伸缩的升降驱动机构以及用于观测机构横向移动的水平导向机构；所述观测机构包括多节垂直套接的套筒，伸展时处于最高位的套筒朝向测量管的侧壁上设有第一开口且其内部设有第一反射镜；伸展时处于最低位的套筒背离测量管的侧面上设有第二开口且其内部设有第二反射镜；从第一开口进入套筒的光线经第一反射镜反射至第二反射镜，并由第二反射镜反射出第二开口。本实用新型的读数装置操作方便，无须观测人员登高作业，可在低位直接观测处于高位的液面高度，并且视角不会被限制，观测精度高。

Description

一种水管式沉降仪读数装置

技术领域

本实用新型属于土石坝工程安全监测领域，尤其涉及一种水管式沉降仪读数装置。

背景技术

水管式沉降仪主要用于监测土石坝坝体及坝基垂直位移，由沉降测头、管路10和观测台9组成。管路10包括连通水管、通气管和保护管等，沉降测头通过管路10与观测台9内的测量管6相连，整体上构成连通器系统。通常，观测台10上设有测量板4，在测量板4和/或观测管6上设有刻度，使用时，观测人员面向测量板4读取测量管6内的液面高度，即可知晓沉降测头的高度位置。水管式沉降仪测量管6高度通常为2000mm，最高可达4000mm，测量管6间水位差可达1000mm以上。因此，对测量管6进行人工读数通常需要借助折叠梯完成，这对工程现场的读数操作造成较大不便。观测人员在折叠梯上进行人工读数时因视角限制易导致读数误差，观测精度较低，并且如果观测房内光线较暗，读数则变得更加困难。此外，折叠梯的搬运、存放增加了在观测房内的作业难度，影响作业效率，而且登高作业存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种水管式沉降仪读数装置,它操作方便，能够解决水管式沉降仪使用过程中读数不便的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种水管式沉降仪读数装置，用于观测测量管内的液面高度，其包括观测机构、用于带动观测机构垂向伸缩的升降驱动机构以及用于观测机构横向移动的水平导向机构；

所述观测机构包括多节垂直套接的套筒，相邻两套筒可相对伸缩；伸展时处于最高位的套筒朝向测量管的侧壁上设有第一开口，且最高位的套筒内设有与相对于水平位置倾斜设置的第一反射镜，所述第一反射镜的玻璃镜面朝向第一开口；

伸展时处于最低位的套筒背离测量管的侧壁上设有第二开口，且最低位的套筒内设有与相对于水平位置倾斜设置的第二反射镜，所述第二反射镜的玻璃镜面朝向第二开口；

所述第一反射镜用于将从第一开口进入套筒的光线反射至所述第二反射镜，所述第二反射镜用于将所述第一反射镜的反射光线反射出第二开口。

由此，该技术方案采用可垂向且可横向移动的观测机构，并配合反射镜组合结构，利用光的直线传播读取测量管内的液面高度，实现了从低位观测高位数值，观测人员无须登高即可读数，操作方便，工作效率得到了提高，也排除了登高的安全隐患。同时避免了观测人员登高观测时的视角被限制的问题。

优选的，所述第一反射镜与水平位置的夹角为45°，所述第二反射镜与水平位置的夹角为45°，使进入观测机构的光线与出来的光线平行，使得低位观测的视觉效果更加真实，有利于进一步提高观测精度。

进一步，所述升降驱动机构包括丝杆、与丝杆螺旋配合的丝杆螺母和驱动丝杆转动的动力单元，所述丝杆的下端与轴承座转动连接；所述轴承座与伸展时处于最低位的套筒活动连接，所述丝杆螺母与伸展时处于最高位的套筒活动连接，当所述丝杆转动时，所述丝杆螺母带动所述观测机构垂向伸缩。通过丝杆与丝杆螺母相配合形成的升降驱动机构，实现了观测机构的垂向伸缩，其结构简单紧凑并具有自锁功能，保证了观测机构的有效定位。

进一步，所述丝杆有两根，两根丝杆左右对称布置，两根所述丝杆上对应设有与丝杆螺旋配合的丝杆螺母，所述读数装置布置在两根丝杆之间。从观测机构的两侧驱动其升降，提高了升降过程中的稳定性，并且限定了丝杆螺母仅能直线运动而不会发生转动。

优选的，所述动力单元包括带动丝杆转动的电动机，电力驱动，为观测人员提供方便，提高了转动升降效率。

优选的，所述动力单元包括带动丝杆转动的手轮，简化了升降驱动机构的构造，操作方便。

进一步，所述水平导向机构包括相互平行布置的第一导向杆和第二导向杆，所述第一导向杆与丝杆螺母连接，所述第二导向杆与轴承座连接，所述第一导向杆和第二导向杆与观测机构滑动连接。一方面，两个导向杆为观测机构提供横向移动导向，保证了精度，同时，第一导向杆将左右两侧的丝杆螺母刚性连接，进一步约束了丝杆螺母的转动，实现丝杆螺母的直线移动。另一方面，设置两根平行的导向杆，从两端约束观测机构，保证了观测机构的多节套筒在升降过程中的相对稳定性，有助于套筒间的顺畅伸缩。

进一步，伸展时处于最高位的套筒上端设有盖板，避免了套筒上端口的光线对读数的干扰。

进一步，所述第一开口的附近设有照明装置，用于照亮第一开口与测量板相对应的区域，保证了在光线较暗的情况下仍能有效读数。

进一步，相邻的两个所述套筒之间设有卡合装置，用于将套筒锁止，保证了相邻两套筒相对位置的固定，进而提高了观测机构整体上的垂直度。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的水管式沉降仪读数装置可直接应用于原有水管式沉降仪及其配套系统，结构简单，安装程序简便，占用空间小，对观测房的空间布置要求不高。可使用电动机驱动也可以人工驱动，使用方便，操作简单，观测效率高，观测人员可以轻松掌握使用方法。

2、本实用新型的观测机构利用反射镜组合结构和光的直线传播原理，能够从低位观测处于高位的数值，观测人员的观测视角适宜，观测精度高，亦可排除登高的安全隐患。为配合观测机构的垂向伸缩，设置丝杆和丝杆螺母相配合，将丝杆的转动转化为丝杆螺母的直线运动，以驱动观测机构伸缩。在相邻两套筒之间设置卡合装置将相邻两套筒锁止，套筒间相对位置固定。

3、本实用新型设置照明装置，在光线较暗时，可以开启照明装置，便于读数，另在伸缩时位于最高位的套筒的上端设置盖板，防止套筒上端口的光线进入观测机构而干扰读数操作。

附图说明

图1为本实施例的水管式沉降仪读数装置由电动机驱动升降的结构示意图；

图2为本实施例的水管式沉降仪读数装置由手轮驱动升降的结构示意图；

图3为图1中水管式沉降仪读数装置与沉降仪观测台的装配结构示意图；

图4为图2中水管式沉降仪读数装置与沉降仪观测台的装配结构示意图；

图5为本实施例的观测机构处于伸展状态的示意图；

图中标记说明：1、观测机构；11、套筒；11a、第一开口；11b、第二开口；12、第一反射镜；13、第二反射镜；14、盖板；2、升降驱动机构；21、丝杆；22、丝杆螺母；23、动力单元；231、电动机；232、手轮；233、转轴；24、轴承座；3、水平导向机构；31、第一导向杆；32、第二导向杆；4、测量板；5、照明装置；6、测量管；7、基座；8、连接件；9、观测台；10、管路。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种水管式沉降仪读数装置做进一步详细的描述。

如图1-5所示，本实施例的水管式沉降仪读数装置主要包括观测机构1、升降驱动机构2以及水平导向机构3。观测机构1由升降驱动机构2控制升降伸缩，当观测机构1升降到读数高度时，即可读取对应测量管6的液面高度，且可通过水平导向机构3进行平移至与需要读数的测量管6对应的测量板4的相应位置。所述观测机构1包括四节垂直套接在一起的套筒11，相邻的两个套筒11可相对伸缩；当观测机构1伸展时，位于最高位的套筒11朝向测量管6的侧壁上设有第一开口11a，位于最低位的套筒11背离测量管6的侧壁上设有第二开口11b。该最高位的套筒11内设有相对于水平位置倾斜设置的第一反射镜12，该最低位的套筒11内设有相对于水平位置倾斜设置的第二反射镜13。所述第一反射镜12的玻璃镜面朝向第一开口11a，所述第二反射镜13的玻璃镜面朝向第二开口11b，所述第一反射镜12用于将从第一开口11a进入套筒11的光线反射至所述第二反射镜13，所述第二反射镜13用于将所述第一反射镜12的反射光线反射出第二开口11b。

从第一开口11a进入观测机构1的光线首先经第一反射镜12的第一次反射，经第一反射镜12第一次反射的光线由第二反射镜13进行第二反射，经第二次反射的光线从第二开口11b传出并由人眼接收。采用可伸缩的观测机构1，利用光的直线传播和光的反射，使得处于低位的观测人员能够轻松且准确的观测到测量板4所显示的测量管6内液面高度。观测人员无须使用折叠梯等辅助工具登高读数，视角适宜，操作方便，工作效率高且无安全隐患，也有助于提高观测精度。

所述第一反射镜12相对于水平位置倾斜布置，优选的，所述第一反射镜12与水平位置的夹角为45°，所述第二反射镜13相对于水平位置倾斜布置，优选的，所述第二反射镜13与水平位置的夹角为45°，将第一反射镜12和第二反射镜13相对于水平位置倾斜45°设置，可使观测人员所观测到的画面更加真实以提高观测精度。

如图1-4所示，本实施例的升降驱动机构2包括左右对称布置的两根丝杆21、相对应设置在两根丝杆21上的丝杆螺母22和动力单元23，各所述丝杆21的上端和下端均与轴承座24转动连接，各所述轴承座24安装在一基座7上。四个基座7采用膨胀螺栓安装于观测台9四角的外侧，其突出墙面厚度大于观测台9的厚度。位于上方的两个基座7的安装高度观测台9顶部高度平齐，位于上方的两个基座7及与各所述丝杆21上端转动连接的轴承座24通过连接件8连接到一起，增强读数装置整体的强度。位于下方的两个基座7的安装高度由观测台9和观测机构1的尺寸确定。所述动力单元23包括电动机231或手轮232，电动机231或手轮232与齿轮系(图中未示出)相接带动两根丝杆21同步转动。各所述丝杆21均由一安装在基座7上的齿轮系驱动而转动，两个齿轮系由转轴233连接。电动机231通过转轴233带动两个齿轮系实现两根丝杆21的同步转动。

如图1-4所示，本实施例的水平导向机构3与升降驱动机构2配合动作，所述水平导向机构3包括第一导向杆31和第二导向杆32。所述第一导向杆31和第二导向杆32相互平行设置，所述第一导向杆31的两端分别与位于各所述丝杆21上且做垂向直线运动的丝杆螺母22连接，所述第二导向杆32的两端分别与和各所述丝杆21下端转动连接的轴承座24连接。观测机构伸展时处于最高位的套筒11通过轴套与所述第一导向杆31滑动配合，观测机构伸展时处于最低位的套筒11通过轴套与所述第二导向杆32滑动配合。在水平导向机构3与升降驱动机构2的共同作用下实现观测机构的垂向伸缩和横向移动。

如图5所示，当观测机构1伸展时，位于最高位的套筒11上端设有盖板14，可避免套筒11上端口的光线干扰读数。同时在盖板14与测量板4相对的一侧上设有照明装置5，用于照亮第一开口11a与测量板4相对应的区域，可保证在光线较暗的情况下，依然能够清晰读数。在相邻两个套筒11之间设置卡合装置(图中未示出)，将套筒11相对锁止，保证相邻两套筒11相对位置的稳定，也能提高伸缩观测机构1整体上的垂直度。此外，在所述第一开口11a和第二开口11b处均对应设置透明的遮挡件(优选为透明玻璃)，使得观测机构1形成一个封闭结构，在保证清晰有效观测测量管6内液面高度的同时可防止灰尘、粉尘进入观测机构1内部。

可以理解，本实用新型是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种水管式沉降仪读数装置，用于观测测量管(6)内的液面高度，其特征在于：包括观测机构(1)、用于带动观测机构(1)垂向伸缩的升降驱动机构(2)以及用于观测机构(1)横向移动的水平导向机构(3)；

所述观测机构(1)包括多节垂直套接的套筒(11)，相邻两套筒(11)可相对伸缩；

伸展时处于最高位的套筒(11)朝向测量管(6)的侧壁上设有第一开口(11a)，且最高位的套筒(11)内设有与相对于水平位置倾斜设置的第一反射镜(12)，所述第一反射镜(12)的玻璃镜面朝向第一开口(11a)；

伸展时处于最低位的套筒(11)背离测量管(6)的侧壁上设有第二开口(11b)，且最低位的套筒(11)内设有与相对于水平位置倾斜设置的第二反射镜(13)，所述第二反射镜(13)的玻璃镜面朝向第二开口(11b)；

所述第一反射镜(12)用于将从第一开口(11a)进入套筒(11)的光线反射至所述第二反射镜(13)，所述第二反射镜(13)用于将所述第一反射镜(12)的反射光线反射出第二开口(11b)。

2.根据权利要求1所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：所述第一反射镜(12)与水平位置的夹角为45°，所述第二反射镜(13)与水平位置的夹角为45°。

3.根据权利要求1或2所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：

所述升降驱动机构(2)包括丝杆(21)、与丝杆(21)螺旋配合的丝杆螺母(22)和驱动丝杆(21)转动的动力单元(23)，所述丝杆(21)的下端与轴承座(24)转动连接；所述轴承座(24)与伸展时处于最低位的套筒(11)活动连接，所述丝杆螺母(22)与伸展时处于最高位的套筒(11)活动连接，当所述丝杆(21)转动时，所述丝杆螺母(22)带动所述观测机构(1)垂向伸缩。

4.根据权利要求3所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：所述丝杆(21)有两根，两根丝杆(21)左右对称布置，两根丝杆(21)上对应设有与丝杆(21)螺旋配合的丝杆螺母(22)，所述读数装置布置在两根丝杆(21)之间。

5.根据权利要求3所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：所述动力单元(23)包括带动丝杆(21)转动的电动机(231)。

6.根据权利要求3所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：所述动力单元(23)包括带动丝杆(21)转动的手轮(232)。

7.根据权利要求3所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：所述水平导向机构(3)包括相互平行布置的第一导向杆(31)和第二导向杆(32)，所述第一导向杆(31)与丝杆螺母(22)连接，所述第二导向杆(32)与轴承座(24)连接，所述第一导向杆(31)和第二导向杆(32)与观测机构(1)滑动连接。

8.根据权利要求1或2所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：伸展时处于最高位的套筒(11)上端设有盖板(14)。

9.根据权利要求1或2所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：所述第一开口(11a)的附近设有照明装置(5)，用于照亮第一开口(11a)与测量管(6)相对应的区域。

10.根据权利要求1或2所述的水管式沉降仪读数装置，其特征在于：相邻的两个所述套筒(11)之间设有卡合装置，用于将套筒(11)锁止。

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