[实用新型]平衡锤式测斜仪

说明书

本实用新型涉及工程测量中测量堤、坝、岩土边坡、基坑开挖壁面、挡土墙等岩土工程建筑物倾斜度的测量仪器，特别是指一种平衡锤式测斜仪。

目前，国内外用于量测岩土建筑物倾斜度的仪器测斜仪一般是由测头、测读仪和测斜管组成的，如航天工业总公司三十三研究所制造的CX-01A型测斜仪。此类测斜仪的测头是核心，是测量信号的来源处。测头内装有一个伺服加速度计，加速度计具有一敏感轴。当测头倾斜时，敏感轴亦倾斜，敏感轴与基准线即重力加速度线就会有一个夹角，加速度计就会有一个输出。测斜管事先竖直埋设在土里，如果堤、坝等土体发生水平位移则测斜管就会弯曲。测量时，测斜仪测头在弯曲的测斜管内移动，就能测出不同高程处的倾角，经累加计算就可得到不同高程处的水平位移。这种测斜仪的问题是：(a)必须事先埋没测斜管；(b)必须人工操作，让测头在测斜管内移动。当测斜管被水淹没(如洪水)时，就不能再作测量；(c)只能间断地测量，不能测量土体连续位移的过程，因此不能做实时监测；(d)加速度计的技术含量较高，一般厂家生产质量难以保证，导致测斜仪的精度较低，且易出故障，使用寿命短，一般三年就要报废，使用成本较高。

本实用新型的目的就是要提供一种能够自动连续监测土体或建筑物的倾斜度、且结构简单、操作方便、工作稳定可靠的平衡锤式测斜仪。

为实现此目的，本实用新型所设计的平衡锤式测斜仪，具有一密封筒，该密封筒内部顶端分别铰接悬挂有一位移传感器和一平衡锤，位移传感器和平衡锤两者在重力作用下始终保持平行竖直下垂，位移传感器和平衡锤的下端由一连接板固联为一体，位移传感器的电源及信号线通过密封部件从密封筒中引出。其工作原理是这样的：平衡锤式测斜仪竖直埋设于土内或固定于建筑物上，当土体或建筑物发生倾斜时，测斜仪的密封筒倾斜相同角度。由于位移传感器和平衡锤都铰接于密封筒内部顶端上，且两者下端联为一体，在平衡锤的重力作用，位移传感器和平衡锤始终保持铅垂方向，而平衡锤的长度不能改变，就使得位移传感器伸长或缩短。位移传感器的变形量和密封筒的倾斜角度相对应，可以通过标定试验得到两者之间的线性关系式。因而，通过位移传感器的输出就能知道土体或建筑物的倾斜角。

本实用新型的优点在于：位移传感器和平衡锤安装在密封筒内，不会受到积水等外部环境的影响，将位移传感器的电源及信号线连接于自动数据采集器上，即可实现自动的连续不间断监测，在汛期淹没状态下也同样可以监测。密封筒可以直接埋设于土内而不用测斜管，也可以安装在测斜管上，还可以捆绑于任何建筑物如基坑开挖的壁上，其构造简单、安装使用方便快捷。位移传感器则是工程测量仪器中最为成熟的器件，其精度和长期稳定性都有保证，以此为基础的平衡锤式测斜仪加工简单、精度高、长期稳定性好，且成本极低。

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细的描述：

图1为一种平衡锤式测斜仪的结构示意图；

图2为该测斜仪的测量原理示意图。

图中所示的平衡锤式测斜仪，包括由筒体10、上端盖1、下端盖12构成的密封筒，上端盖1与筒体10之间设有O型密封圈5，下端盖12与筒体10之间设有O型密封圈13，用螺纹连接紧固。在上端盖1内侧安装有一支承架11，支承架11通过钢丝绳2分别铰接悬挂有一位移传感器6和一平衡锤7，位移传感器6和平衡锤7在重力作用下始终保持平行竖直向下，两者的下端由一连接圆板8固联为一体。在上端盖1上开有一出线孔，该出线孔由设置在其内的O型密封圈3和紧固螺丝9密封，位移传感器6的电源及信号线4通过该出线孔从密封筒中引出。对于野外远距离长期监测，以频率信号传输较为稳定，位移传感器6宜选择输出为频率信号的类型。选择小型位移传感器，可以使测斜仪的外形尺寸很小。

将本平衡锤式测斜仪竖直埋设于土内或固定于建筑物上，当土体或建筑物发生倾斜时，测斜仪的密封筒倾斜θ角度，就会使位移传感器伸长或缩短Δh距离。通过位移传感器的电源及信号线将信号传输给数据采集器，即可计算出土体或建筑物的倾斜角。