一種基于棒式基線的豎直傳高儀制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提供了一種基于棒式基線的豎直傳高儀，安裝于大壩壩體的安裝井內(nèi)，所述豎直傳高儀包括固定端、測量端、位移傳感器、基線和電氣單元，所述測量端上設(shè)置有觀測墩，所述基線為具有高剛度和低線膨脹系數(shù)的金屬棒，基線的頂端通過懸吊裝置連接于固定端的底部，并使基線始終處于豎直懸吊狀態(tài)，所述位移傳感器安裝于基線的底端和觀測墩之間，并監(jiān)測兩者的豎直位移變化。該豎直傳高儀的基線為棒狀結(jié)構(gòu)，無需用配重塊拉直，測量端安裝結(jié)構(gòu)簡單，并配備有標(biāo)定單元和人工目視裝置，測量精度高，同時通過防雷抗干擾設(shè)計，保證長距離數(shù)字信號的傳輸。的傳輸。的傳輸。

A vertical altimeter based on bar baseline

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于棒式基線的豎直傳高儀


[0001]本技術(shù)涉及豎直傳高儀
，尤其涉及一種基于棒式基線的豎直傳高儀。

技術(shù)介紹

[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國開始大量建造水庫大壩來防止洪水等自然災(zāi)害并且以此更好地利用水利資源來造福人類，目前，我國是世界上擁有大壩數(shù)量最多的國家，大型水庫大壩就有600多座，還有數(shù)量巨大的各類小型水庫大壩。水庫大壩的安全與否不僅關(guān)系到社會發(fā)展，更與廣大人民群眾的生命財產(chǎn)息息相關(guān)，因此保障水庫大壩的安全運(yùn)行是一項非常重要的任務(wù)。水庫壩體位移監(jiān)測是判斷壩體安全的一項重要指標(biāo)，壩體安全監(jiān)測系統(tǒng)涉及光學(xué)、傳感器、電子科學(xué)等領(lǐng)域。位移測量作為評判壩體安全的重要標(biāo)準(zhǔn)，也越來越受到科研人員的廣泛關(guān)注。針對壩體位移監(jiān)測有很多種方法，比較常見的測量儀器有伸縮儀、引張線儀、靜力水準(zhǔn)儀、振弦式沉降儀等。這些測量儀器在技術(shù)方法大體上可分為水平變形監(jiān)測技術(shù)和垂直變形監(jiān)測技術(shù)兩大類。
[0003]目前傳統(tǒng)的大壩工程（例如三峽水利工程）垂直變形測量采用的是銦瓦絲傳高儀，在固定端底板通過不銹鋼膨脹螺絲與觀測墩緊固，基線通過夾絲頭夾緊，調(diào)節(jié)輪使夾絲頭前后移動。在測量端底板也通過不銹鋼膨脹螺絲與觀測墩緊固，不銹鋼絲固定于擺動輪上，與擺動輪相連的三角桿的另一端有配重盤，根據(jù)基線的長短加不同的配重，使基線拉直。
[0004]該儀器在長期應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)如下不足：（1）測量端機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜且笨重，安裝不方便；（2）基線采用普通不銹鋼絲，且需要用配重塊拉直，受拉力會產(chǎn)生變形，加上鋼絲自身的變形對測量結(jié)果會造成一定誤差，儀器的長期可靠性和精度均受到影響；（3）工作時間久遠(yuǎn)后，不銹鋼絲容易被拉斷；（4）無法進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本技術(shù)提供了一種基于棒式基線的豎直傳高儀，該豎直傳高儀的基線為棒狀結(jié)構(gòu)，無需用配重塊拉直，測量端的安裝結(jié)構(gòu)簡單，并配備有標(biāo)定單元和人工目視裝置，測量精度高，同時通過防雷抗干擾設(shè)計，保證長距離數(shù)字信號的傳輸。
[0006]實現(xiàn)本技術(shù)上述目的所采用的技術(shù)方案為：
[0007]一種基于棒式基線的豎直傳高儀，安裝于大壩壩體的安裝井內(nèi)，所述豎直傳高儀包括固定端、測量端、位移傳感器、基線和電氣單元，位移傳感器與電氣單元連接，所述測量端上設(shè)置有觀測墩，所述基線為具有高剛度和低線膨脹系數(shù)的金屬棒，基線的頂端通過懸吊裝置連接于固定端的底部，并使基線始終處于豎直懸吊狀態(tài)，所述位移傳感器安裝于基線的底端和觀測墩之間，并監(jiān)測兩者的豎直位移變化。
[0008]所述觀測墩上安裝有標(biāo)定單元，標(biāo)定單元包括垂直微位移裝置和數(shù)顯卡尺，其中位移傳感器通過垂直微位移裝置安裝于觀測墩上，位移傳感器隨垂直微位移裝置在豎直方
向上移動；所述數(shù)顯卡尺垂直安裝于垂直微位移裝置的一側(cè)，其中數(shù)顯卡尺的固定卡鉗與垂直微位移裝置的底部固定連接，數(shù)顯卡尺的活動卡鉗與垂直微位移裝置上的活動頭連接，數(shù)顯卡尺的活動卡鉗隨垂直微位移裝置在豎直方向上移動。
[0009]所述垂直微位移裝置為測微頭，測微頭上連接有微調(diào)手輪，通過微調(diào)手輪調(diào)節(jié)測微頭在豎直方向上移動。
[0010]所述位移傳感器為差動變壓式位移傳感器，包括感應(yīng)鐵芯和線圈，其中感應(yīng)鐵芯與基線的底部固定連接，線圈與垂直微位移裝置的豎直滑動件連接。
[0011]所述觀測墩上通過螺桿固定連接有底板，位移傳感器安裝于底板上；
[0012]所述底板上還安裝有人工目視裝置，人工目視裝置包括測量指針和人工目視讀數(shù)儀，其中測量指針設(shè)置有兩個，一個安裝于底板上，另一個安裝于基線與感應(yīng)鐵芯的連接處，所述人工目視讀數(shù)儀通過固定座安裝于觀測墩上。
[0013]所述懸吊裝置包括固定鋼板和球頭座，固定鋼板通過槽鋼連接于固定端的底部，球頭座連接于固定鋼板的底部，基線與球頭座連接并處于豎直狀態(tài)。
[0014]所述基線為含鈮特種銦鋼棒，基線的外徑為6mm，由多節(jié)首尾連接而成，單節(jié)長1.5米。
[0015]所述固定端和觀測墩上均設(shè)置有用于保護(hù)懸吊裝置、位移傳感器和電氣單元的保護(hù)箱，基線外套裝有保護(hù)管。
[0016]所述固定端設(shè)置于安裝井上方的觀測房內(nèi)并與壩體相連接為一體；所述觀測墩為鋼筋混凝土制成，觀測墩內(nèi)的鋼筋與壩體剛性連接，觀測墩的長和寬均為400mm。
[0017]所述電氣單元包括單片機(jī)、防雷抗干擾電路、電源模塊、信號調(diào)理電路、光耦隔離電路、485信號轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號輸出電路，所述電源模塊經(jīng)防雷抗干擾電路與單片機(jī)、位移傳感器并聯(lián)連接并供電，所述位移傳感器通過信號調(diào)理電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)與光耦隔離電路、485信號轉(zhuǎn)換電路、防雷抗干擾電路及數(shù)字信號輸出電路依次連接，從而輸出信號。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)提供的豎直傳高儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本技術(shù)中的基線為棒狀結(jié)構(gòu)且剛度高，無需對基線進(jìn)行配重拉直，基線變形小，長期使用可靠性高、精度高，而且測量端的安裝結(jié)構(gòu)簡單、方便；另外基線的線膨脹系數(shù)低，受溫度影響小，監(jiān)測精度高。
[0019]2、本技術(shù)提供的豎直傳高儀設(shè)置了用于標(biāo)定的微位移裝置和數(shù)顯卡尺，可實現(xiàn)豎直傳高儀的現(xiàn)場標(biāo)定。
[0020]3、本技術(shù)中將豎直傳高儀整體封裝于保護(hù)管和保護(hù)箱內(nèi)，隔絕氣流對基線的影響，監(jiān)測精度高。
[0021]4、本技術(shù)提供的豎直傳高儀的電氣單元中將位移傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成RS485數(shù)字信號，還在信號傳遞中加入了隔離和防雷保護(hù)，從而在大壩中實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，并加入信號調(diào)理電路消除溫度引起的電路上的零點(diǎn)漂移問題。
[0022]5、本技術(shù)提供的豎直傳高儀還配套有人工目視裝置，可進(jìn)行人工讀數(shù)，并將人工觀測與自動化觀測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。
附圖說明
[0023]圖1為本技術(shù)中基于棒式基線的豎直傳高儀整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1中局部A的細(xì)節(jié)放大示意圖；
[0025]圖3為圖1中局部B的細(xì)節(jié)放大示意圖；
[0026]圖4為本技術(shù)中電氣單元中的電源模塊連接框圖；
[0027]圖5為本技術(shù)中差動變壓式位移傳感器的電路框圖；
[0028]圖6為本技術(shù)中電氣單元的整體電路框圖；
[0029]圖7為本技術(shù)中電氣單元的整體設(shè)計框圖；
[0030]圖中：100
?
安裝井，200
?
固定端，300
?
測量端，1
?
基線，2
?
觀測墩，3
?
固定鋼板，4
?
球頭座，51
?
測微頭，52
?
微調(diào)手輪，61
?
感應(yīng)鐵芯，62
?
線圈，7
?
底板，8
?
數(shù)顯卡尺，91
?
固定卡鉗，92
?
活動卡鉗，10
?
保護(hù)管，11
...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于棒式基線的豎直傳高儀，安裝于大壩壩體的安裝井內(nèi)，所述豎直傳高儀包括固定端、測量端、位移傳感器、基線和電氣單元，位移傳感器與電氣單元連接，所述測量端上設(shè)置有觀測墩，其特征在于：所述基線為具有高剛度和低線膨脹系數(shù)的金屬棒，基線的頂端通過懸吊裝置連接于固定端的底部，并使基線始終處于豎直懸吊狀態(tài)，所述位移傳感器安裝于基線的底端和觀測墩之間，并監(jiān)測兩者的豎直位移變化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于棒式基線的豎直傳高儀，其特征在于：所述觀測墩上安裝有標(biāo)定單元，標(biāo)定單元包括垂直微位移裝置和數(shù)顯卡尺，其中位移傳感器通過垂直微位移裝置安裝于觀測墩上，位移傳感器隨垂直微位移裝置在豎直方向上移動；所述數(shù)顯卡尺垂直安裝于垂直微位移裝置的一側(cè)，其中數(shù)顯卡尺的固定卡鉗與垂直微位移裝置的底部固定連接，數(shù)顯卡尺的活動卡鉗與垂直微位移裝置上的活動頭連接，數(shù)顯卡尺的活動卡鉗隨垂直微位移裝置在豎直方向上移動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于棒式基線的豎直傳高儀，其特征在于：所述垂直微位移裝置為測微頭，測微頭上連接有微調(diào)手輪，通過微調(diào)手輪調(diào)節(jié)測微頭在豎直方向上移動。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于棒式基線的豎直傳高儀，其特征在于：所述位移傳感器為差動變壓式位移傳感器，包括感應(yīng)鐵芯和線圈，其中感應(yīng)鐵芯與基線的底部固定連接，線圈與垂直微位移裝置上的活動頭連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于棒式基線的豎直傳高儀，其特征在于：所述觀測墩上通過螺桿固定連接有底板，位移傳感器安裝于底板上；所述底板上還安裝有人...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余劍鋒，趙義飛，常坤豪，李震，耿麗霞，歐同庚，李農(nóng)發(fā)，
申請(專利權(quán))人：中國地震局地震研究所，
類型：新型
國別省市：