[发明专利]沉降实时监测预警仪及系统与实现方法

权利要求书

1.一种用于洞室拱顶沉降实时监测预警仪，其特征在于它包括构件A(1)、构件B(2)和构件C(3)，所述构件C(3)包括管道，所述构件A(1)通过该管道与所述构件B(2)连通，在使用的情况下，所述构件A(1)、管道和构件B(2)内装入液体，所述构件A(1)、构件B(2)内各设置一个用于测量各自内部液体压力的测压计,构件A(1)挂在待监测工程上部，构件B(2)固定在待监测工程下部，根据其压力差的变化计算所监测断面上部结构的下沉量；所述构件B(2)上一处采用透明材料；所述构件A(1)内设置液体存储腔室，在未使用情况下，用于存储液体；构件A(1)所储存的液体在使用时可充满构件B(2)和构件C(3)，且有一定富余。

2.根据权利要求1所述的用于洞室拱顶沉降实时监测预警仪，其特征在于所述构件B(2)上设置能开启或者关闭的孔。

3.根据权利要求1所述的用于洞室拱顶沉降实时监测预警仪，其特征在于所述构件A(1)与管道和构件B(2)之间还通过数据线或者无线传输方式连接；所述构件C(3)上间隔设置钩子或绳扣。

4.根据权利要求1所述的用于洞室拱顶沉降实时监测预警仪，其特征在于所述构件A(1)和/或构件B(2)上设置警报系统，所述警报系统包括用于自动启动或无线关闭的警示灯，所述警示灯的显示设置为用于分别表示其监测对象所处状态的至少两种颜色。

5.根据权利要求1所述的用于洞室拱顶沉降实时监测预警仪，其特征在于所述构件A(1)或构件B(2)上设置有用于对构件A(1)和构件B(2)内的测压计信息进行处理以得出沉降值的装置。

6.一种用于洞室拱顶沉降实时监测预警系统，其特征在于它包括至少一个终端设备和至少一个权利要求1-5任一项所述的沉降实时监测预警仪，所述沉降实时监测预警仪内的构件A(1)或构件B(2)上设置有与所述终端设备进行无线信号传输的信号收发及传输装置，所述构件A(1)或构件B(2)内设置电源，该电源为构件A(1)内的测压计和构件B(2)内的测压计提供电能，并为构件A(1)内的信号收发及传输装置或构件B(2)内的信号收发及传输装置提供电能，在所述沉降实时监测预警仪上设置警报系统的情况下，也为所述警报系统提供电能。

7.一种实现如权利要求6所述用于洞室拱顶沉降实时监测预警系统的沉降实时监测实现方法，其特征在于它包括：

将构件A(1)设置于待监测工程上部；

构件B(2)设置于待监测工程下部稳定处；

读取位于构件A(1)和构件B(2)内的测压计初期值分别为P_A1和P_B1；当待监测工程下沉Δh₁时，构件A(1)随之下降Δh₁，导致液面下降Δh₁，而构件B(2)无位移，由于长时间处于高压力下，构件B(2)和构件C(3)产生一定应变，以及液体挥发，导致液面下降Δh₂，此时，位于构件A(1)和构件B(2)内的测压计读数分别为P_A2和P_B2，其中P_A2＝P_A1-ρgΔh₂，P_B2＝P_B1-ρg(Δh₁+Δh₂)，则待监测工程下沉值：

Δh₁＝[(P_B1-P_A1)-(P_B2-P_A2)]/ρg

其中，ρ为液体密度，g为重力加速度。

8.根据权利要求7所述的沉降实时监测实现方法，其特征在于通过对所述构件A(1)和构件B(2)内的测压计信息进行处理得出沉降值，并通过无线方式发送至终端设备，终端设备上设置待监测工程沉降参数参考值，所述沉降实时监测预警仪的测量值超过该参考值时，终端设备发出警报信息，并无线启动沉降值超过设定值的预警仪的警示灯，或将待监测工程沉降参考值设置于处理构件A(1)和构件B(2)中测压计信息的装置中，某个沉降实时预警仪的测量值超过该参考值时，预警仪的警示灯自动启动，同时向终端发出警报信息。