[实用新型]一种测量地面沉降的装置

说明书

【技术领域】

本实用新型属于工程测量技术领域，涉及一种测量地面沉降的装置，特别涉及一种结合光纤光栅传感器对隧道或者地铁管道沉降进行测量的装置。

【背景技术】

目前检测建筑结构沉降常用人工水平测量和电水平测量仪测量，以及一些辅助的测量方法。这些方法在日常测量中存在一定的不足，特别是在对隧道、地铁管道等地面沉降量的测量上存在很多不足，主要表现在，用人工水平测量受气候以及人工误差影响较大，更主要的是，人工水平测量隧道、地铁管道等地面沉降不能在线测量，要等地铁不运行时才能工作，而且测量速度慢，由于是分期测量，所以不能及时反映地面沉降的实际情况。

地铁安全运行需要实时测量地面沉降数据，所以电水平测量逐渐替代了人工水平测量，但是电水平测量虽然能够实时测量，但是却存在抗干扰差等缺点。

光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。光纤传感器具有灵敏度较高；几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；可以制造传感各种不同物理信息(声、磁、温度、旋转等)的器件；可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀或者其他恶劣环境；具有与光纤遥测技术的内在相容性等众多优点。所以光纤传感器的应用领域不断拓展，专利申请号为：200620019599.4公开了一种将光纤光栅传感器应用于测量地表沉降的测量的设备。该设备采用上下表面对称贴有两个光纤Bragg光栅的等强度悬臂梁，将悬臂梁的粗端固定在工程结构中的固定装置上、细端通过刃口与挂钩挂上沉降墩，沉降墩直接埋置于待测地点的地表，通过沉降墩将地沉降的位移量转换为悬臂梁的变形，使光纤Bragg光栅的Bragg波长发生移位，再用光纤Bragg光栅分析仪获取Bragg波长移位量，并将测量结果进行差动运算，从而消除温度的影响，以得到待测地表沉降量。由于该设备是通过悬臂梁的弯曲变形量来计算沉降墩的垂直位移量，所以要求悬臂梁的变形是符合规则并可计算的，但是实际情况却很难控制，所以其实际测量起来还是有一定的误差存在。

【实用新型内容】

本实用新型提出了将光纤光栅传感器应用于测量隧道或者地铁管道沉降的装置。本实用新型相比于之前的将光纤光栅传感器应用于测量地表沉降的设备来说具有结构简单，而且测量准确的优点，相比于其它的人工或者电水平测量具有实时，而且受干扰程度小，同时具有精度高，可远程传输数据等优点。当然本实用新型提出的测量装置不仅可以应用于管道沉降，还可以应用于其它物体表面形变的测量之中。

本实用新型的具体技术方案如下：

本实用新型提供一种测量地面沉降的装置，该装置包括光纤光栅传感器，其特征在于，该装置还包括一杠杆和分别位于该杠杆任意三处正下方的三个支座，三个支座的底部均固定于地面上，支座的顶部接位于该支座正上方的杠杆或光纤光栅传感器，当支座的顶部接光栅传感器的一端时，所述光纤光栅传感器的另一端接位于该光纤光栅传感器正上方的杠杆。

上述光纤光栅传感器为一个，所述杠杆的任一处接光纤光栅传感器的一端，该光纤光栅传感器的另一端接位于该光纤光栅传感器正下方的支座顶部，另外两个支座的顶部分别接位于该支座正上方的杠杆的另外两处。

上述光纤光栅传感器接杠杆的端部，所述杠杆的另一端部接支座，另一支座接杠杆中部。

两支座分别接杠杆的两端部，所述杠杆的中部接光纤光栅传感器。

上述光纤光栅传感器为两个，所述光纤光栅传感器分别接杠杆的端部和中部，分别与两个光纤光栅传感器相接的两支座位于另一支座的一侧，所述的另一支座接杠杆的另一端部。

上述光纤光栅传感器为两个，两光纤光栅传感器的一端分别接杠杆的两端部，两光纤光栅传感器的另一端分别接两支座，另外一支座与杠杆的中部相接。

上述的另一支座与杠杆中部的接点在杠杆的重心线上。

上述杠杆为型变量小的笔直形杠杆，且其重心位于杠杆的中心。

所述杠杆与光纤光栅传感器或支座铰接或弹性抵接，所述光纤光栅传感器与支座固定连接、铰接或者弹性抵接。

所述光纤光栅传感器还包括温度检测装置。

本实用新型有益的技术效果在于：

通过杠杆，将地面水平的沉降量转变成杠杆的垂直位移量，通过光纤光栅传感器检测出杠杆的垂直位移量，即可通过计算机换算成地面的水平沉降量，具有结构简单，测量准确的优点；