雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)公開了一種雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，所要解決的問題是提高深層位移測量效率和測量準確度。該裝置包括折線桿、若干傾角傳感器或測斜儀、接收器，折線桿由若干短桿通過鉸鏈首尾連接而成，鉸鏈為萬向鉸鏈，每一短桿上均安裝傾角傳感器或測斜儀，傾角傳感器或測斜儀與接收器通過有線或無線的方式相連；該裝置的使用方法如下：(1).?測量測斜管的初始位置；(2).?測量測斜管的當前位置；(3).計算測斜管的傾斜程度。該裝置有益效果如下：1.?測量效率高，將折線桿打開插入測斜管底部讀取每一短桿的傾斜角度即可一次計算測定測斜管的位置；2.?各短桿通過鉸鏈相連，測點嚴格連續(xù)，測量準確度高；3.?可實時監(jiān)測。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及工程監(jiān)測
，尤其是深層位移監(jiān)測

技術(shù)介紹
深層位移監(jiān)測是指利用儀器設(shè)備監(jiān)測大地內(nèi)部水平運動，如不穩(wěn)固的邊坡或挖土工程周圍的測向運動，軟土地基處理，堤壩，芯墻穩(wěn)定性，鉆孔設(shè)置的偏差，打樁引起的土體位移，以及回填筑堤和地下工程的土體沉陷，也可用于沿海、江邊重力存放物場的土層變化等。儀器設(shè)備測斜儀。一般測斜儀由探頭、電纜、數(shù)據(jù)采集儀(讀數(shù)儀)組成。探頭的傳感器型式有伺服加速度計式、電阻應(yīng)變片式、鋼弦式、差動電阻式等多種型式，目前使用最多的是伺服加速度式。國內(nèi)有航天部33所生產(chǎn)的CX系列，國外有美國SINCO公司的數(shù)字測斜儀，瑞士的PRIVEC等。內(nèi)壁有導(dǎo)槽的測斜管，由測斜管、連接管、管座、管蓋組成。測斜管是用聚氯乙烯、ABS塑料、鋁合金等材料制成，管內(nèi)有互成90度四個導(dǎo)向槽，國產(chǎn)塑料測斜管尺寸多為：內(nèi)徑Φ58mm，徑Φ70mm、長度分2m，3m，4m三種。塑料連接管多采用市場上出售的聚氯乙烯塑料管制成，還可用軟的萬能接頭相連。連接管的尺寸為內(nèi)徑Φ70mm，外徑Φ82mm，長度分300，400mm兩種。在管壁的兩端銑制有滑動槽各4條或僅一端銑制滑動槽4條，各槽相隔90度。管座位于測斜管底端，與管外徑匹配，防止泥砂從管底端進入管內(nèi)的一個安全護蓋。管蓋用于保護測斜管管口，防止雜物從管口掉入管內(nèi)影響正常觀測工作也由聚氯乙烯制成，其外形尺寸同管座。監(jiān)測儀器工作原理測斜儀的工作原理是測量測斜管軸線與鉛垂線之間的夾角變化量，從而計算出土層各點的水平位移大小。通常在壩內(nèi)埋設(shè)一垂直并互成90°四個導(dǎo)槽的管子，當管子受力發(fā)生變形時，將測斜儀探頭放入測斜管導(dǎo)槽內(nèi)，逐段(一般50cm一個測點)量測變形后管子的軸線與垂直線之間的夾角，并按測點的分段長度，分別求出不同高程處的水平位移增量，然后由測斜管底部測點開始逐段累加，可得任一高程處的實際位移，最后求出管口累積水平位移。現(xiàn)有深層位移監(jiān)測裝置存在以下問題。1.測量效率低，測量過程費時費力。每次只能測量一個方向的角度，且花費時間較長，如一個深20m的測斜監(jiān)測點需正測、反測共80個讀數(shù)（每隔0.5m讀數(shù)一次），每次讀數(shù)一定要等候電壓值穩(wěn)定才能讀數(shù)，確保讀數(shù)準確性，一個監(jiān)測點需要2個熟練的技術(shù)員測量半個小時左右，一天只能觀測測斜監(jiān)測點20個左右。2.不能保證測點間隔一定。首先，僅依靠視覺識別繩上的標識，工人拉繩的間距存在誤差；其次，及時拉繩每次間隔一定，由于測斜管具有一定的曲度，不能保證測斜管內(nèi)部的測角儀器上升與間隔相等的高度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的問題是提高深層位移測量效率和測量準確度。雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，包括折線桿、若干傾角傳感器或測斜儀、接收器，折線桿由若干短桿通過鉸鏈首尾連接而成，鉸鏈為萬向鉸鏈，每一短桿上均安裝傾角傳感器或測斜儀，傾角傳感器或測斜儀與接收器通過有線或無線的方式相連。優(yōu)選地，短桿上長度方向的垂直截面為圓形。優(yōu)選地，各短桿尺寸相同，長度、截面直徑依次為490-1010mm、40-68mm。優(yōu)選地，每一短桿上均安裝一傾角傳感器。優(yōu)選地，傾角傳感器為雙軸傾角傳感器。優(yōu)選地，所有傾角傳感器在安裝在短桿上之前均已水平調(diào)零。優(yōu)選地，傾角傳感器安裝時其水平調(diào)平平面與短桿長度方向垂直。優(yōu)選地，短桿上安裝有兩對滑輪。優(yōu)選地，當傾角傳感器與接收器通過無線的方式相連時，傾角傳感器內(nèi)置有無線信號發(fā)射模塊，接收器內(nèi)置有無線信號接收模塊。附圖說明圖1是雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置的短桿和接收器部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置的測量原理圖。圖4是雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置無線連接時結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1.折線桿、2.傾角傳感器、3.接收器、4.短桿、5.鉸鏈、6.轉(zhuǎn)球、7.滑輪、8.傾角傳感器底面、9.測斜管底端的短桿上兩鉸鏈的連線。具體實施方式實施例1如圖1-3所示，雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，包括折線桿、若干傾角傳感器或測斜儀、接收器，折線桿由若干短桿通過鉸鏈首尾連接而成，鉸鏈為萬向鉸鏈，每一短桿上均安裝傾角傳感器或測斜儀，傾角傳感器或測斜儀與接收器通過有線的方式相連。短桿上長度方向的垂直截面為圓形。鉸鏈為萬向鉸鏈時，短桿上長度方向的垂直截面尺寸保持一定。各短桿尺寸相同，長度、截面直徑依次為490-1010mm、40-68mm。該直徑范圍是為了保證短桿橫截面稍小于測斜管內(nèi)徑，短桿可在測斜管內(nèi)自由滑動，又不至于間隔太寬，過于松弛。每一短桿上均安裝一傾角傳感器。由于默認短桿是不會產(chǎn)生彎曲形變的，短桿可看成是一條線段，只要一個傾斜角就可確定短桿位置，因此每一短桿上均安裝一傾角傳感器即可滿足要求。傾角傳感器為雙軸傾角傳感器。由于鉸鏈能各向轉(zhuǎn)動，傾角傳感器為雙軸傾角傳感器較好。所有傾角傳感器在安裝在短桿上之前均已水平調(diào)零。這樣，傾角傳感器在測量過程所顯示的角度即是其與水平方向的夾角，便于計算和數(shù)據(jù)處理。傾角傳感器安裝時其水平調(diào)平平面與短桿長度方向垂直。這樣，傾角傳感器在測量過程所顯示的角度既是其與水平方向的夾角，又是短桿的傾斜角度，便于計算和數(shù)據(jù)處理。短桿上安裝有兩對滑輪。滑輪結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2為了簡潔清楚，省略了滑輪。該滑輪與測斜管內(nèi)壁的凹槽匹配，便于短桿在測斜管內(nèi)的滑動。該裝置的使用方法如下：(1).測量測斜管的初始位置，包括如下步驟：a.將折線桿插入測斜管底部；b.在接收器上讀取各傾角傳感器的傾角值；c.以測斜管底部為基點，結(jié)合折線桿上相鄰兩鉸鏈之間的距離、傾角值，計算確定測斜管位置；具體計算原理如圖3所示，設(shè)OA為測斜管底端的短桿上兩鉸鏈的連線，長度為s，O為位置已知且默認不變的基點，為了便于便于數(shù)據(jù)處理，初始位置設(shè)為折線桿被拉直且豎直放置、傾角傳感器調(diào)平平面垂直于OA，旋轉(zhuǎn)角<α，β>后，確定A1（x,y,z,）的位置：右圖可知，DC=x，bc=y，CA1=z，根據(jù)三角關(guān)系，在直角三角形A1CD和A1CB中，A1C=xcotα=ycotβ在直角三角形A1BO中，x2+(y/sinα)2=s2根據(jù)上述兩式，將α、β、s代入可求出x和y，在直角三角形A1CD中，z=xcotα至此，A1（x,y,z,）的位置已確定，然后在以A1為基點，確定A2，再以A2為基點，確定A3，依次以下一個求出點為基點計算上一個點，直至折線桿上所有點的位置都計算確定，測斜管的位置也就確定了。(2).測量測斜管的當前位置，步驟同(1)；(3).根據(jù)上述測得的測斜管的當前位置和初始位置，計算測斜管的傾斜程度。實施例2如圖4所示，雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，包括折線桿、若干傾角傳感器、接收器，折線桿由若干短桿通過鉸鏈首尾連接而成，鉸鏈為萬向鉸鏈，每一短桿上均安裝傾角傳感器，傾角傳感器與接收器通過無線的方式相連。當傾角傳感器與接收器通過無線的方式相連時，傾角傳感器內(nèi)置有無線信號發(fā)射模塊，接收器內(nèi)置有無線信號接收模塊。優(yōu)選地，接收器外置有無線信號接收天線。無線的連接方式免去了連線的麻煩，但無線模塊會相應(yīng)增加裝置的生產(chǎn)成本。其它裝置結(jié)構(gòu)和測量步驟同實施例1。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，其特征為包括折線桿、若干傾角傳感器或測斜儀、接收器，折線桿由若干短桿通過鉸鏈首尾連接而成，鉸鏈為萬向鉸鏈，每一短桿上均安裝傾角傳感器或測斜儀，傾角傳感器或測斜儀與接收器通過有線或無線的方式相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，其特征為包括折線桿、若干傾角傳感器或測斜儀、接收器，折線桿由若干短桿通過鉸鏈首尾連接而成，鉸鏈為萬向鉸鏈，每一短桿上均安裝傾角傳感器或測斜儀，傾角傳感器或測斜儀與接收器通過有線或無線的方式相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1中的雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，其特征為短桿上長度方向的垂直截面為圓形。3.根據(jù)權(quán)利要求2中的雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，其特征為各短桿尺寸相同，長度、截面直徑依次為490-1010mm、40-68mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1中的雙軸傾角定位深層位移監(jiān)測裝置，其特征為每一短桿上均安裝一傾角傳感器。5....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖孟光，李羲，李朝奎，卜璞，李楊，
申請(專利權(quán))人：湖南科技大學(xué)，
類型：新型
國別省市：湖南;43