[发明专利]自动跟踪式高精度大量程滑坡位移测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于滑坡体运动位移监测的仪器，特别涉及一种自动跟踪式高精度大量程滑坡位移测量仪。

背景技术

滑坡体运动的位移监测方法和手段有多种，在实际工程中常用的测量方法有机械量测法、水准仪测量、GPS定位监测等，近年来，一些新型位移测量技术用于滑坡位移的监测，如：光纤位移传感器、同轴电缆电磁波反射技术等，然而，这些位移测量装置在量程、测量精度、仪器成本、适应环境、安装使用的便利性和测量的实时性等方面与实际需要还有较大差距；尤其在滑坡的孕育和发展的过程中，滑坡体的运动状态经常在稳定和非稳定状态之间交替变化，在稳定状态时，滑坡体处于能量积累过程，其位移量很小，在非稳定状态时，滑坡体位移量较大，处于能量释放过程；为了全面监测和准确评估滑坡体的运动情况，掌握滑坡运动的临界点状态，需要能够在稳定和非稳定状态下都能正常工作的高精度、大量程滑坡位移测量传感器；然而，对于一般仪器来说测量精度与量程是一对矛盾，高精度的传感器在量程上会受到限制，现有的滑坡位移传感器不能把两者很好地统一起来。本发明能够解决这个问题，实现滑坡体运动位移的高精度、大量程实时监测。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种自动跟踪式高精度大量程滑坡位移测量仪，该仪器不仅能提高对滑坡的位移检测精度、扩大滑坡体位移测量范围，而且结构简单，稳定性好，能自动跟踪、实时监测滑坡的位移情况。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：

自动跟踪式高精度大量程滑坡位移测量仪，它包括红外位移传感装置和数据采集与处理系统, 数据采集与处理系统安装在控制箱中，其特征在于：还包括步进电机跟踪装置，所述的红外位移传感装置包括导向轮、牵引钢丝、挡光片、遮光固定盒、红外发射管、通光孔、红外接收管、上滑轮、基板、下滑轮、弹簧、箱体，箱体为空腔，基板置于箱体上，在基板的右端设有导向轮，在基板的左端设有上滑轮，在基板下端设有下滑轮，该下滑轮位于上滑轮的下方，在基板上设有牵引钢丝穿孔，牵引钢丝与挡光片的中部固定连接，牵引钢丝的右端经导向轮与边坡运动部分的检测点固定连接，牵引钢丝的左端经上滑轮穿过基板上的牵引钢丝穿孔经下滑轮与弹簧固定连接，弹簧的另一端与箱体的右侧相连接，所述的挡光片置于遮光固定盒内，在挡光片上开设有通光孔，在遮光固定盒的左、右侧面分别开设有与基板平行、等高度的两个细缝，挡光片和牵引钢丝能够水平地穿过两个细缝自由运动，在遮光固定盒的顶部设有红外发射管，在遮光固定盒的底部设有红外接收管，红外接收管通过挡光片上的通光孔正对红外发射管，遮光固定盒安设在步进电机跟踪装置上，遮光固定盒随步进电机的转动作水平移动，在步进电机跟踪装置上设有信号传输与控制接口，控制箱中的数据采集与处理系统通过信号传输与控制口与步进电机、红外发射管及红外接收管电连接。

按上述技术方案，所述的步进电机跟踪装置包括传动螺杆、螺杆基座、滑动载物台、步进电机，所述的螺杆基座为U型，滑动载物台位于螺杆基座上，所述的遮光固定盒安设在滑动载物台上，在滑动载物台的中部设有螺纹孔，传动螺杆穿过滑动载物台的螺纹孔一端与螺杆基座的左侧连接，另一端与步进电机的输出轴连接，该传动螺杆与牵引钢丝平行，步进电机安设在螺杆基座的右侧。

按上述技术方案，所述的红外接收管为片状，所述的红外接收管为两个，两片红外接收管并列放置遮光固定盒的底部，两片红外接收管的接缝处正对红外发射管的中心。

按上述技术方案，在箱体的右侧设有弹簧力度调整旋钮，它与弹簧的右端连接。

按上述技术方案，在箱体的底部设有4个螺丝孔。

按上述技术方案，所述的数据采集与处理系统包括微控制器、红外线发射驱动电路、光电信号转换电路、差分放大器、信号调理与解调电路、数模转换器、步进电机驱动电路。

按上述技术方案，数据采集与处理系统与计算机通过RS232接口连接。

按上述技术方案，所述的微控制器为C8051型微控制器。