一種桿式收斂計(jì)及其使用方法技術(shù)

一種桿式收斂計(jì)及其使用方法，主要由輕質(zhì)金屬測(cè)桿、主測(cè)讀桿、固定錨頭與測(cè)點(diǎn)固定錨頭等的相互連接組成。輕質(zhì)金屬測(cè)桿和主測(cè)讀桿通過(guò)連接螺栓母無(wú)縫對(duì)接，主測(cè)讀桿主要由中空桿體、內(nèi)藏鋼測(cè)尺、彈簧、金屬壓桿、鎖緊裝置、螺旋測(cè)微器、測(cè)力彈簧、基準(zhǔn)窗組成。收斂計(jì)連接完成后，抽出內(nèi)藏在主測(cè)讀桿內(nèi)的測(cè)尺，抽測(cè)尺過(guò)程中壓緊內(nèi)藏彈簧，同時(shí)也張緊了收斂計(jì)，而后擰緊測(cè)尺鎖緊環(huán)，讀粗讀數(shù)；而后旋轉(zhuǎn)接在主測(cè)讀桿端部的螺旋測(cè)微器，同時(shí)壓緊測(cè)力彈簧，當(dāng)測(cè)力彈簧導(dǎo)桿的刻度線與測(cè)桿上設(shè)置的基準(zhǔn)窗上的刻度線重合時(shí)，表明張緊力已調(diào)準(zhǔn)，精確測(cè)讀尾數(shù)，由兩者相加即可獲得測(cè)量值。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)量精度高且穩(wěn)定、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】，主要由輕質(zhì)金屬測(cè)桿、主測(cè)讀桿、固定錨頭與測(cè)點(diǎn)固定錨頭等的相互連接組成。輕質(zhì)金屬測(cè)桿和主測(cè)讀桿通過(guò)連接螺栓母無(wú)縫對(duì)接，主測(cè)讀桿主要由中空桿體、內(nèi)藏鋼測(cè)尺、彈簧、金屬壓桿、鎖緊裝置、螺旋測(cè)微器、測(cè)力彈簧、基準(zhǔn)窗組成。收斂計(jì)連接完成后，抽出內(nèi)藏在主測(cè)讀桿內(nèi)的測(cè)尺，抽測(cè)尺過(guò)程中壓緊內(nèi)藏彈簧，同時(shí)也張緊了收斂計(jì)，而后擰緊測(cè)尺鎖緊環(huán)，讀粗讀數(shù)；而后旋轉(zhuǎn)接在主測(cè)讀桿端部的螺旋測(cè)微器，同時(shí)壓緊測(cè)力彈簧，當(dāng)測(cè)力彈簧導(dǎo)桿的刻度線與測(cè)桿上設(shè)置的基準(zhǔn)窗上的刻度線重合時(shí)，表明張緊力已調(diào)準(zhǔn)，精確測(cè)讀尾數(shù)，由兩者相加即可獲得測(cè)量值。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)量精度高且穩(wěn)定、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。【專利說(shuō)明】
本專利技術(shù)涉及，屬于測(cè)量?jī)x器，尤其適用于地下工程中圍巖受力變形和穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)，可在采礦、建筑、水利、交通、軍工等部門(mén)的巷(隧)道與硐室中應(yīng)用。
技術(shù)介紹
收斂計(jì)由于攜帶方便，測(cè)讀精確，儀器結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，加上工程應(yīng)用的需求使得收斂計(jì)研究已有幾十年的歷史。目前，收斂計(jì)的測(cè)量主體，絕大多數(shù)仍是以傳統(tǒng)鋼尺為主，收斂計(jì)測(cè)讀時(shí)，測(cè)讀器部分通過(guò)定位銷與鋼尺沖孔的結(jié)合，使收斂計(jì)張緊，進(jìn)行首讀。其中沖孔鋼尺和定位銷配合不準(zhǔn)，收斂計(jì)自重使鋼尺產(chǎn)生撓度，溫度變化產(chǎn)生的熱脹冷縮等系列問(wèn)題，增大了測(cè)量系統(tǒng)誤差。雖然部分誤差可進(jìn)行消除，但系統(tǒng)的精確測(cè)量始終得不到可靠保證。由于地下工程環(huán)境相對(duì)惡劣，鋼尺有易銹蝕、折斷、刻度模糊等問(wèn)題，使儀器的使用耐久性降低，維護(hù)困難。現(xiàn)有收斂計(jì)使用在巷(隧)道或硐室兩幫測(cè)量較為方便，但高低位測(cè)量中收斂計(jì)與高點(diǎn)連接非常困難，采用金屬桿式收斂計(jì)能有效的解決這一問(wèn)題。針對(duì)避免因尺帶彈性變形引起的實(shí)際加載值下降，專利號(hào)為99115008.2公開(kāi)了一種自鎖緊搖柄式收斂計(jì)，但其存在讀數(shù)困難，精度不高的缺陷；針對(duì)減少收斂計(jì)的微調(diào)量，提高收斂計(jì)的測(cè)量速度，專利號(hào)為92229266.3公開(kāi)了一種伸縮式數(shù)顯收斂計(jì)，其在大斷面巷道中使用不理想，表現(xiàn)出適應(yīng)性不強(qiáng)問(wèn)題；專利號(hào)為200520017066.8公開(kāi)了一種集控制與測(cè)量于一體的張力及測(cè)微全數(shù)顯收斂計(jì)，盡管測(cè)量精度提高，但數(shù)顯收斂計(jì)不易被推廣和應(yīng)用，尤其是在煤礦巷道和地下深部巷道監(jiān)測(cè)中，電子收斂計(jì)要求防爆，受潮濕、電磁波以及地磁等工程環(huán)境影響，數(shù)顯讀數(shù)漂移，無(wú)法精度。以上幾種典型收斂計(jì)雖然在一定工程環(huán)境中取得了較好效果，但各自存在不同缺陷，不能有效的解決測(cè)量準(zhǔn)確、長(zhǎng)時(shí)間使用和適用性強(qiáng)等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問(wèn)題:本專利技術(shù)的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、造價(jià)低廉、既能滿足所需精度又便于在巷(隧)道或硐室中使用的桿式收斂計(jì)。技術(shù)方案:本專利技術(shù)的金屬桿式收斂計(jì)，包括萬(wàn)向鉤、固定錨頭、金屬輕質(zhì)測(cè)桿、連接螺栓母、主測(cè)讀桿，所述的主測(cè)讀桿包括內(nèi)藏鋼測(cè)尺、測(cè)尺彈簧、金屬壓桿、測(cè)尺鎖緊環(huán)、螺旋測(cè)微器、基準(zhǔn)窗、測(cè)力彈簧、測(cè)力彈簧導(dǎo)桿、軸承、空心鋼桿體；所述測(cè)尺鎖緊環(huán)由螺紋鋼環(huán)和鋼卡扣構(gòu)成，通過(guò)擰緊鋼環(huán)卡住內(nèi)藏鋼測(cè)尺；所述螺旋測(cè)微器由刻度桿和刻度旋鈕構(gòu)成；主測(cè)讀桿包括依次連接的空心鋼桿體、螺旋測(cè)微器、刻度桿及測(cè)力彈簧導(dǎo)桿，其中測(cè)尺彈簧嵌套在內(nèi)藏鋼測(cè)尺上縮入空心鋼桿體內(nèi)，測(cè)尺鎖緊環(huán)通過(guò)螺紋旋緊在空心鋼桿體一端，測(cè)力彈簧嵌套在金屬壓桿測(cè)力彈簧導(dǎo)桿上，基準(zhǔn)窗與金屬壓桿連接并一同嵌套在測(cè)力彈簧導(dǎo)桿上，軸承固定于金屬壓桿的外側(cè)端；主測(cè)讀桿一端通過(guò)連接螺栓母與金屬輕質(zhì)測(cè)桿的一端相連接，無(wú)縫對(duì)接，金屬輕質(zhì)測(cè)桿另一端經(jīng)萬(wàn)向鉤與預(yù)先安裝在測(cè)點(diǎn)一端上的固定錨頭連接，通過(guò)伸縮內(nèi)藏鋼測(cè)尺調(diào)整長(zhǎng)度，將主測(cè)讀桿另一端的萬(wàn)向鉤與測(cè)點(diǎn)另一端固定的固定錨頭連接；內(nèi)藏鋼測(cè)尺拉出的長(zhǎng)度通過(guò)測(cè)尺鎖緊環(huán)鎖定；測(cè)力彈簧導(dǎo)桿上設(shè)有導(dǎo)桿刻度線，通過(guò)基準(zhǔn)窗調(diào)準(zhǔn)導(dǎo)桿刻度線與基準(zhǔn)窗刻度線相重合。所述的金屬輕質(zhì)測(cè)桿采用自重小，剛度大的薄壁不銹鋼管制作，根據(jù)實(shí)際測(cè)量需求選用長(zhǎng)度分別為:2m、l.5m、lm、0.5m ;所述內(nèi)藏鋼測(cè)尺的可伸縮長(zhǎng)度為0.5m ;所述的固定錨頭由內(nèi)有螺紋的鋼套筒與鋼鉤環(huán)焊接而成，其內(nèi)螺母直徑根據(jù)實(shí)際測(cè)量需求分別為:M24、M22、M20、M18。本專利技術(shù)金屬桿式收斂計(jì)的使用方法，在需預(yù)測(cè)斷面選定縱向或橫向測(cè)點(diǎn)位置，在測(cè)點(diǎn)縱向或橫向兩側(cè)安裝好固定錨頭，將金屬輕質(zhì)測(cè)桿一端上的萬(wàn)向鉤與測(cè)點(diǎn)一側(cè)的固定錨頭的鉤環(huán)相連，金屬輕質(zhì)測(cè)桿的另一端通過(guò)連接螺栓母與主測(cè)讀桿連接；測(cè)量前將螺旋測(cè)微器旋松到零位點(diǎn)，先預(yù)估計(jì)出定縱向或橫向測(cè)點(diǎn)之間的大致距離，將內(nèi)藏鋼尺從收斂計(jì)中拉出，端平收斂計(jì)，擰緊測(cè)尺鎖緊環(huán)；一只手托住收斂計(jì)，另一只手旋進(jìn)螺旋測(cè)微器，通過(guò)基準(zhǔn)窗進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)，當(dāng)測(cè)力彈簧導(dǎo)桿的導(dǎo)桿刻度線與基準(zhǔn)窗刻度線重合時(shí)，表明張緊力已調(diào)準(zhǔn)；測(cè)尺鎖緊環(huán)處的讀數(shù)為長(zhǎng)度首數(shù)，螺旋測(cè)微器處的讀數(shù)為長(zhǎng)度尾數(shù)，首數(shù)+尾數(shù)=兩點(diǎn)間距離，即可確定測(cè)量值；如果分別在兩次不同時(shí)間，保持同一方法測(cè)量，則兩次不同時(shí)間測(cè)量的測(cè)點(diǎn)間距離變化即為該測(cè)點(diǎn)的變形(位移)值，此值除以兩次測(cè)量的時(shí)間差即為變形(位移)速度。有益效果:本專利技術(shù)以輕質(zhì)金屬桿為主體的測(cè)量裝置，采用螺旋測(cè)微器和內(nèi)藏尺與中空鋼質(zhì)測(cè)桿的結(jié)合，有效解決了測(cè)量斷面高點(diǎn)與底部變形量測(cè)的連接問(wèn)題；避免了傳統(tǒng)收斂計(jì)以鋼尺為主要測(cè)量工具因儀器重量所引起的撓度和校準(zhǔn)問(wèn)題。收斂計(jì)連接完成后，抽出內(nèi)藏在主測(cè)讀桿內(nèi)的測(cè)尺，抽測(cè)尺過(guò)程中壓緊內(nèi)藏彈簧，同時(shí)也張緊了收斂計(jì)，而后擰緊鎖緊裝置，讀粗讀數(shù)。而后旋轉(zhuǎn)接在主測(cè)讀桿端部的螺旋測(cè)微器，同時(shí)壓緊測(cè)力彈簧，當(dāng)測(cè)力彈簧導(dǎo)桿的刻度線與測(cè)桿上設(shè)置的基準(zhǔn)窗上的刻度線重合時(shí)，表明張緊力已調(diào)準(zhǔn)，精確測(cè)讀尾數(shù)，由兩者相加即可獲得測(cè)量值。本專利技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)量精度高且穩(wěn)定、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)。桿式結(jié)構(gòu)新穎；測(cè)量精密度提高；多節(jié)測(cè)桿根據(jù)測(cè)量距離拆解組合，觀測(cè)便捷；宜攜帶，適應(yīng)性強(qiáng)。在錨桿支護(hù)巷道使用該儀器更加便捷(固定錨頭可直接固定在作為測(cè)點(diǎn)的錨桿尾部)。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):1.輕質(zhì)金屬測(cè)桿使儀器自重小，并在桿體長(zhǎng)度內(nèi)均勻分布；多節(jié)桿體連接后桿體直，且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大；而且桿體全部是由中空鋼質(zhì)測(cè)桿組成，很好的減小了由于收斂計(jì)自重所引起的撓度，避免了以鋼尺為主要測(cè)量工具的傳統(tǒng)收斂計(jì)因儀器重量所引起的撓度下垂誤差問(wèn)題，增加了該收斂計(jì)的精度，減小了系統(tǒng)誤差。2.桿式結(jié)構(gòu)新穎，多節(jié)測(cè)桿自由組合，安裝時(shí)螺栓母無(wú)縫連接，操作簡(jiǎn)單，該儀器有效解決了以往高低位測(cè)量中收斂計(jì)與高點(diǎn)連接困難的問(wèn)題，工程適應(yīng)性強(qiáng)。3.主測(cè)讀桿的設(shè)計(jì)集中體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)捷、測(cè)讀精確的特點(diǎn)。傳統(tǒng)收斂計(jì)粗調(diào)的基本裝置為鋼卷尺，而本收斂計(jì)為管中內(nèi)藏鋼尺與金屬壓桿結(jié)合的測(cè)桿，該設(shè)計(jì)有效保護(hù)了內(nèi)藏測(cè)尺，限制了彈簧截面的變形，同時(shí)降低了桿體的撓度，保證了測(cè)量結(jié)果的精確度。主測(cè)讀桿一端連接螺旋測(cè)微器和測(cè)力彈簧，通過(guò)基準(zhǔn)窗實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的高精度，解決了數(shù)顯儀器因環(huán)境影響而產(chǎn)生的讀數(shù)漂移不精確的問(wèn)題，避免了測(cè)量環(huán)境帶來(lái)的不利影響。此外，收斂計(jì)連接后經(jīng)初次校準(zhǔn)后便可長(zhǎng)期使用。【專利附圖】【附圖說(shuō)明】圖1是本專利技術(shù)的金屬桿式收斂計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)的主測(cè)讀桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本專利技術(shù)在巷(隧)道中使用示意圖。圖4是本專利技術(shù)的固定錨頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1_萬(wàn)向鉤、2-固定錨頭、3-金屬輕質(zhì)測(cè)桿、4-連接螺栓母、5-內(nèi)藏鋼測(cè)尺、6-測(cè)尺彈本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種金屬桿式收斂計(jì)，包括萬(wàn)向鉤（1）、固定錨頭（2）、金屬輕質(zhì)測(cè)桿（3）、連接螺栓母（4）、主測(cè)讀桿，其特征在于：所述的主測(cè)讀桿包括內(nèi)藏鋼測(cè)尺（5）、測(cè)尺彈簧（6）、金屬壓桿（7）、測(cè)尺鎖緊環(huán)（8）、螺旋測(cè)微器（9）、基準(zhǔn)窗（10）、測(cè)力彈簧（12）、測(cè)力彈簧導(dǎo)桿（13）、軸承（15）、空心鋼桿體（16）；所述測(cè)尺鎖緊環(huán)（8）由螺紋鋼環(huán)和鋼卡扣構(gòu)成，通過(guò)擰緊鋼環(huán)卡住內(nèi)藏鋼測(cè)尺（5）；所述螺旋測(cè)微器（9）由刻度桿和刻度旋鈕構(gòu)成；主測(cè)讀桿包括依次連接的空心鋼桿體（16）、螺旋測(cè)微器（9）、刻度桿及測(cè)力彈簧導(dǎo)桿（13），其中測(cè)尺彈簧（6）嵌套在內(nèi)藏鋼測(cè)尺（5）上縮入空心鋼桿體（16）內(nèi)，測(cè)尺鎖緊環(huán)（8）通過(guò)螺紋旋緊在空心鋼桿體（16）一端，測(cè)力彈簧（12）嵌套在金屬壓桿（7）測(cè)力彈簧導(dǎo)桿（13）上，基準(zhǔn)窗（10）與金屬壓桿（7）連接并一同嵌套在測(cè)力彈簧導(dǎo)桿（13）上，軸承（15）固定于金屬壓桿（7）的外側(cè)端；主測(cè)讀桿一端通過(guò)連接螺栓母（4）與金屬輕質(zhì)測(cè)桿（3）的一端相連接，無(wú)縫對(duì)接，金屬輕質(zhì)測(cè)桿（3）另一端經(jīng)萬(wàn)向鉤（1）與預(yù)先安裝在測(cè)點(diǎn)一端上的固定錨頭（2）連接，通過(guò)伸縮內(nèi)藏鋼測(cè)尺（5）調(diào)整長(zhǎng)度，將主測(cè)讀桿另一端的萬(wàn)向鉤（1）與測(cè)點(diǎn)另一端固定的固定錨頭（2）連接；內(nèi)藏鋼測(cè)尺（5）拉出的長(zhǎng)度通過(guò)測(cè)尺鎖緊環(huán)（8）鎖定；測(cè)力彈簧導(dǎo)桿（13）上設(shè)有導(dǎo)桿刻度線（14），通過(guò)基準(zhǔn)窗（10）調(diào)準(zhǔn)導(dǎo)桿刻度線（14）與基準(zhǔn)窗刻度線（11）相重合。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周鋼，周廈，王超，鄒長(zhǎng)磊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32