[发明专利]一种多维监测装置以及其测量方法

权利要求书

1.一种多维监测装置，其特征在于：包括基准点装置(15)和监测仪装置(16)，所述监测仪装置(16)包括壳体(1)以及设置在壳体(1)中的隔板(2)和PCB电路主板(3)，其特征在于：所述隔板(2)上部的壳体(1)内设置有卵形空腔(4)，所述卵形空腔(4)和隔板(2)接触处的中间设置有液体压力传感器(5)，所述隔板(2)包括上层板(201)和直径略小于上层板(201)的下层板(202)，相对于下层板(202)水平位置的壳体(1)内壁上设置有气压偏移装置(6)，所述气压偏移装置(6)包括位槽环(601)，所述下层板(202)嵌入位槽环(601)中，所述下层板(202)位于位槽环(601)内边缘的顶部和底部设置有碟簧(602)，且所述下层板(202)和碟簧(602)连接处的内部设置有环形的电阻感应片(603)；

所述多维监测装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤；

S100、设置不沉降基准点装置的液位高度和底部高程；

S200、采集监测仪中的初始卵形空腔底部高程，以及卵形空腔中的液位高度，并在单位时间采集一次卵形空腔底部高程数据和液位高度；

S300、计算一次单位时间的压差式静水准沉降变化值；

在S100中，基准点装置和监测仪的卵形空腔之间通过连通器原理连接，并在初始时呈等高液位，同时监测仪设置有若干个，和基准点装置之间连接形成环形通路。

2.根据权利要求1所述的一种多维监测装置，其特征在于：在S100中，设置基准点装置的液位高度和底部高程为h₁₀和H₁₀，每个监测仪中卵形空腔的液位高度为h₂₀、h₃₀、h₄₀、…h_i0，底部高程为H₂₀、H₃₀、H₄₀、…H_i0，则基准点装置和监测仪的卵形空腔的液面高程为：

H₁₀+h₁₀、H₂₀+h₂₀、H₃₀+h₃₀、H₄₀+h₄₀、…、H_i0+h_i0；

因基准点装置和监测仪中的卵形空腔通过连通器原理连接在一起故第一组公式为：

H₁₀+h₁₀＝H₂₀+h₂₀＝H₃₀+h₃₀＝H₄₀+h₄₀＝…＝H_i0+h_i0；

当某些监测仪发生沉降后，假设沉降的监测仪的卵形空腔的高程变化量分别为：ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH_i各个监测仪的卵形空腔液位高度变化为Δh₁、Δh₂、Δh₃、Δh_i，则在变化情况下液面高度沉降变化有：

(H₁₀+ΔH₁)+(h₁₀+Δh₁)＝(H₂₀+ΔH₂)+(h₂₀+Δh₂)；

(H₁₀+ΔH₁)+(h₁₀+Δh₁)＝(H₃₀+ΔH₃)+(h₃₀+Δh₃)；

(H₁₀+ΔH₁)+(h₁₀+Δh₁)＝(H_i0+ΔH_i)+(h_i0+Δh_i)；

在基准点装置为稳定点的条件下，其底部高程的变化量为零，则：

H₁₀+(h₁₀+Δh₁)＝(H₂₀+ΔH₂)+(h₂₀+Δh₂)；

H₁₀+(h₁₀+Δh₁)＝(H₃₀+ΔH₃)+(h₃₀+Δh₃)；

H₁₀+(h₁₀+Δh₁)＝(H_i0+ΔH_i)+(h_i0+Δh_i)；

经过变形得到某监测仪中卵形空腔沉降公式：

ΔH₂＝(H₁₀+h₁₀)-(H₂₀+h₂₀)+(Δh₁-Δh₂)；

ΔH₃＝(H₁₀+h₁₀)-(H₃₀+h₃₀)+(Δh₁-Δh₃)；

ΔH_i＝(H₁₀+h₁₀)-(H_i0+h_i0)+(Δh₁-Δh_i)；

带入上述过程的第一组公式中，得：

ΔH₂＝Δh₁-Δh₂；

ΔH₃＝Δh₁-Δh₃；

ΔH_i＝Δh₁-Δh_i；

其中，ΔH_i的变化量为正表示变高，故检测点沉降量为正表示上升，为负表示沉降。