[发明专利]一种测量监测点不同层面高程位置变化的装置及应用方法

权利要求书

1.一种测量监测点不同层面高程位置变化的装置，其特征在于本装置由第一液位传感器1、第一浮球2、第一浮磁环3、惰性水4、管路5、第一微变形传感器6、第二液位传感器7、第二浮球8、第二浮磁环9、第三液位传感器10、第三浮球11、第三浮磁环12、第二微变形传感器13、数据采集器14、连接线15、第一盖16、第二盖17、第三盖18、第一钵体19、第二钵体20、第三钵体21、计算机22组成，而且三个钵体的结构相同；其第一钵体19放置于一不受第二钵体20和第三钵体21变形因数影响的监测位置第一监测点201处作为变形参考点即测量基准点，各钵体之间通过管路5组成三钵体连通器，并通过第一液位传感器1反映测量基准点基准值；第二钵体20放置于第二监测点202用于监测第二监测点202高程位置变化和反映第二监测点202同一变形性质但位置为不同层面的第三监测点203的高程位置变化情况，通过第二液位传感器7反映的液位情况与第一液位传感器1反映测量基准点基准值的变化情况计算出第二监测点202高程位置变化，通过第一微变形传感器6反映的变形情况与第二监测点202高程位置变化情况计算出第二监测点202同一变形性质但位置为不同层面的第三监测点203的高程位置变化情况；第三钵体21放置于第四监测点204处用于监测第四监测点204高程位置变化和反映第四监测点204同一变形性质但位置为不同层面的第五监测点205的高程位置变化情况，通过第三液位传感器10反映的液位情况与第一液位传感器1反映测量基准点基准值的变化情况计算出第四监测点204高程位置变化，通过第二微变形传感器13反映的变形情况与第四监测点204高程位置变化情况计算出第四监测点204同一变形性质但位置为不同层面的第五监测点205的高程位置变化情况；第一钵体19、第二钵体20、第三钵体21均盛有不蒸发、不反应和在零下摄氏30度到零上摄氏40度范围内热胀冷缩性一致惰性水，底部通过管路5连接，保证第一钵体19、第二钵体20、第三钵体21水位永远一致；第一液位传感器1、第一微变形传感器6、第二液位传感器7、第三液位传感器10、第二微变形传感器13通过连接线15与数据采集器14连接实现给各传感器的供电和数据传输，并由数据采集器14和计算机22实现各变形监测点的监测和监控。

2.按照权利要求1所述的一种测量监测点不同层面高程位置变化的装置，其特征在于所述的第一钵体19安装于不受变形影响的位置第一监测点201处。

3.按照权利要求1所述的一种测量监测点不同层面高程位置变化的装置，其特征在于所述的钵体20安装在第二监测点202处，同时监测第二监测点202高程位置变化情况与第二监测点202同一变形性质但位置为不同层面的第三监测点203的高程位置变化情况。

4.按照权利要求1所述一种测量监测点不同层面高程位置变化的装置，其特征在于所述的第三钵体21安装在第四监测点204，同时监测第四监测点204高程位置变化情况与第四监测点204同一变形性质但位置为不同层面的第五监测点205的高程位置变化情况。

5.按照权利要求1所述一种测量监测点不同层面高程位置变化的装置，其特征在于所述的第三钵体21、第二钵体20、第一钵体19底部由管路5连接成一连通器，以保证三个钵体的液面始终一致，而且三个钵体的结构相同。

6.按照权利要求1所述一种测量监测点不同层面高程位置变化的装置，其特征在于所述的第一液位传感器1、第一微变形传感器6、第二液位传感器7、第三液位传感器10、第二微变形传感器13通过连接线15与数据采集器14连接实现给各传感器的供电和数据传输，并由数据采集器14连接计算机22实现各变形监测点的监测和监控。

7.按照权利要求1所述一种测量观测点不同层面高程位置变化的装置，其特征在于所述的第一液位传感器1用来检测第一钵体19液位的变化情况，第二液位传感器7用来检测第二钵体20液位的变化情况，第三液位传感器8用来检测第三钵体21液位的变化情况，第一微变形传感器6用来检测第二钵体20不同层面的第三监测点203的高程位置变化情况，第二微变形传感器13用来检测第三钵体21不同层面的第五监测点205的高程位置变化情况。

8.权利要求1所述一种测量监测点不同层面高程位置变化的装置的应用方法，其特征在于：

Ⅰ首先安装第三钵体21、第二钵体20、第一钵体19底部由管路5连接成一连通器，连接好各个信号线以及各个控制线，加入惰性水，使得第三钵体21、第二钵体20、第一钵体19液面在同一位置； 

Ⅱ然后开启计算机22，待数据采集器14通入电流，第一液位传感器1、第一微变形传感器6、第二液位传感器7、第三液位传感器10、第二微变形传感器13开始测试运行状态，当第二监测点202、第三监测点203、第四监测点204、第五监测点205发生变形时，满足第一液位传感器1显示值稳定可靠时，通过第一微变形传感器6、第二液位传感器7、第三液位传感器10、第二微变形传感器13就可以将变形实时值准确的反映在计算机22，并与设定值比较，超过报警值就启动报警，通过第二监测点202与第三监测点203变形同步比较得出同一监测点202不同层面位置202和203变形情况，并通过第四监测点204与第五监测点205变形同步比较得出同一监测点204不同层面位置204和205变形情况；

Ⅲ计算公式为：下列单位：毫米

H₂₀₁为第一钵体19初始液位高度

H₂₀₂为第二钵体20初始液位高度

H₂₀₄为第三钵体21初始液位高度

H₂₀₃为第一微变形传感器6的初始位量指示值

H₂₀₅为第二微变形传感器13的初始位量指示值

H_201i为i时刻第一钵体19的实时液位高度

H_202i为i时刻第二钵体20的实时液位高度

H_204i为i时刻第三钵体21的实时液位高度

H_203i为i时刻第一微变形传感器6的实时位量指示值

H_205i为i时刻第二微变形传感器13的实时位量指示值

第一钵体19初始时刻与第i时刻液位差为：?H_201i=H₂₀₁-H_201i

第二钵体20初始时刻与第i时刻液位差为：?H_202i=H₂₀₂-H_202i

第三钵体21初始时刻与第i时刻液位差为：?H_204i=H₂₀₄-H_204i

第一微变形传感器6初始时刻与第i时刻位量指示值差为：?H_203i=H₂₀₃-H_203i

第二微变形传感器13初始时刻与第i时刻位量指示值差为：?H_205i=H₂₀₅-H_205i

?H_202下为监测点202初始时刻与第i时刻所处位置的差值，即初始时刻与第i时刻下沉量；

?H_204下为监测点204初始时刻与第i时刻所处位置的差值，即初始时刻与第i时刻下沉量；

?H_203下为监测点203初始时刻与第i时刻所处位置的差值，即初始时刻与第i时刻下沉量；

?H_205下为监测点205初始时刻与第i时刻所处位置的差值，即初始时刻与第i时刻下沉量；

?H_201i=（?H_202下）/3+（?H_204下）/3

?H_202i=（2?H_202下）/3-（?H_204下）/3

?H_204i=（-?H_202下）/3+（2?H_204下）/3

?H_203下=?H_203i-（?H_204下）/3+（?H_202下）/3     ?H_205下=?H_205i-（?H_202下）/3+（?H_204下）/3

同一监测点202不同层面位置202和203变形情况?H₂₀₂₂₀₃=?H_202下-?H_203下

同一监测点204不同层面位置204和205变形情况?H₂₀₄₂₀₅=?H_204下-?H_205下

根据?H₂₀₂₂₀₃的值就可获得监测点202、监测点203二者变形的同步性，差值越大反应出变形的同步性越差；同理根据?H₂₀₄₂₀₅的值可以获得监测点204、监测点205之间变形的同步性；

以上计算方法由计算机软件实现，其所采用的计算机软件由VC或VB实现；

Ⅳ发出控制指令：当计算机检测到的各监测点的变形量或变形速率超过设定值时，由计算机发出报警指令，启动报警。