[发明专利]一种边坡位移自动化监测装置及其使用方法

权利要求书

1.一种边坡位移自动化监测装置，包括测斜管，其特征在于，所述测斜管的顶端设有旋转编码器，所述旋转编码器固定，所述旋转编码器连接测线，所述测线能从测斜管的顶端延伸至测斜管的底端，所述旋转编码器通过测线测量边坡Z轴方向的位移，所述旋转编码器连接数据接收器，所述旋转编码器测量的Z轴方向的位移数据传输给数据接收器；

所述边坡位移自动化监测装置还包括吊锤和与吊锤相匹配的基座，所述基座设在测斜管的下端，所述吊锤连接测线，所述测线通过吊锤从测斜管的顶端延伸至测斜管的底端，并通过基座固定；

所述测斜管内还设有柔性测斜仪，所述柔性测斜仪测量边坡X轴方向和Y轴方向的位移，所述柔性测斜仪连接数据接收器，所述柔性测斜仪测量的X轴方向和Y轴方向的位移数据传输给数据接收器；

所述柔性测斜仪包括数个感测器和导线，所述感测器沿测斜管竖向排列，所述感测器与相邻感测器之间通过导线串联，所述测斜管的内壁上设有定位槽，所述定位槽的数量与感测器的数量相适配，所述感测器设在定位槽内；

所述基座的上部中间开有凹槽，所述凹槽的尺寸和吊锤的尺寸相适配，所述基座的上端两侧均开有横槽，两横槽内均设有弹簧，两弹簧处于自然状态的长度与基座的长度相适配，所述弹簧的一侧固接在横槽的内壁，所述弹簧的另一侧连接一钢球。

2.根据权利要求1所述的边坡位移自动化监测装置，其特征在于，所述吊锤呈三角形，所述凹槽为V型槽。

3.根据权利要求1所述的边坡位移自动化监测装置，其特征在于，所述旋转编码器包括壳体和设在壳体中间的旋转轴，所述旋转轴的一部分在壳体内，另一部分在壳体外，所述旋转轴在壳体外侧的部分连接测线的一端，所述测线的另一端通过吊锤固定在基座内，所述旋转轴在壳体内侧的部分套有光栅板，所述光栅板上刻有等间隔刻度，所述光栅板的一侧设有固定光栅板，所述固定光栅板上刻有与光栅板上相一致的等间隔刻度，所述光栅板和固定光栅板的外侧分别设有发光元件和受光元件，所述发光元件和光栅板之间设有棱镜，所述受光元件连接信号转换单元，所述测线的变化带动旋转轴的旋转，所述旋转轴的旋转带动光栅板转动，所述光栅板的转动遮挡发光元件产生的光亮得到与旋转轴的转速成比例的明暗条纹，明暗条纹通过受光元件作为电气信号发出，经过信号转换单元进行波形整形后作为方波信号输出，根据输出的方波信号的个数得到旋转轴的旋转角度大小，转化即可得到边坡在Z轴方向的位移。

4.根据权利要求3所述的边坡位移自动化监测装置，其特征在于，所述发光元件为发光二极管，所述受光元件为光敏管。

5.根据权利要求1所述的边坡位移自动化监测装置，其特征在于，所述数据接收器连接太阳能电池板，所述数据接收器、柔性测斜仪和旋转编码器均由太阳能电池板供电。

6.根据权利要求1所述的边坡位移自动化监测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过钻机钻出贯穿边坡的滑体且深入边坡稳定基岩的测斜孔；

(2)在测斜孔内埋设边坡位移自动化监测装置，并根据监测要求在测斜管内布设定位槽，并将柔性测斜仪的感测器置于定位槽中；

(3)将测线与吊锤连接，通过吊锤将测线从测斜管的顶端延伸至测斜管的底端，然后将吊锤固定在基座内；

(4)边坡发生位移时，测线发生变化，所述旋转编码器根据测线的变化得到边坡在Z轴方向的位移，所述柔性测斜仪通过感测器感应边坡在X轴方向和Y轴方向的位移，所述旋转编码器和柔性测斜仪分别将边坡在Z轴方向、X轴方向和Y轴方向的位移数据传输给数据接收器，即得到边坡三维空间的位移数据。

7.根据权利要求6所述的边坡位移自动化监测装置的使用方法，其特征在于，所述步骤(3)中，吊锤固定在基座内的方法如下：吊锤挤压钢球，钢球向两侧移动，钢球挤压弹簧收缩，吊锤落入凹槽中，弹簧伸长，钢球向中间移动，吊锤固定在凹槽内；

所述步骤(4)中，旋转编码器得到边坡在Z轴方向的位移的方法如下：发光元件产生光亮，并将光亮通过棱镜聚焦后依次传到光栅板，固定光栅板和受光元件，所述测线发生变化时带动旋转轴旋转，旋转轴的旋转带动光栅板转动，光栅板的转动遮挡发光元件产生的光亮得到与旋转轴的转速成比例的发出明暗条纹，明暗条纹通过受光元件作为电气信号发出，经过信号转换单元进行波形整形后作为方波信号输出，根据输出的方波信号的个数得到旋转轴的旋转角度大小，转化即可得到边坡在Z轴方向的位移。