[发明专利]非接触式静力水准仪、相对沉降监测系统及其方法

说明书

本发明公开了非接触式静力水准仪、相对沉降监测系统及其方法；非接触式静力水准仪包括激光测距装置、数据采集模块、活塞块、胡克型弹性件和筒体，激光测距装置用于测量活塞块到激光测距装置的距离，胡克型弹性件的两端连接活塞块与内腔的底壁；相对沉降监测系统包括储液容器、非接触式静力水准仪、数据汇集装置和数据处理中心，储液容器和非接触式静力水准仪连接形成连通器；方法为通过检测点沉降前后激光测距装置的读数，计算沉降前后相对于储液容器的液面差进而计算监测点之间的相对沉降量。本发明把监测点的沉降转化为胡克型弹性件的弹性形变，并且其形变量并计算出沉降量，保证精力水准仪高精度的同时，可实现较大量程。

技术领域

本发明属于工程检测技术领域，具体涉及非接触式静力水准仪、相对沉降监测系统及其方法。

背景技术

静力水准仪是一种液位测量仪器，用于监测多点的相对沉降量，即各测点的垂直位移相对于基准点的变化，以此精准计算各测点的相对沉降量。应用场合包括大型建筑物，如水电站厂、大坝、高层建筑物、核电站、水利枢纽工程，铁路、地铁、高铁等各测点不均匀沉降的测量。

现有电容式、电感式以及光电式的静力水准仪是通过漂浮于液面的浮子在垂直方向的行程来测出测点的沉降，所以这一类静力水准仪的量程比较小，一般不超过50mm，而安装要求高，要求安装后传感器内部液面要与传感器底部安装面平行。

现有压差式静力水准仪主要通过采用扩散硅芯体测量传感器压力的变化，来计算各测点相对水平基点的升降变化。扩散硅最高精度只有0.1％FS，大部分量程下的压差式静力水准传感器达不到高精度的要求。

因此，需要一种新的技术以解决现有技术中静力水准仪安装要求较高、量程较低、精度较低的问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了非接触式静力水准仪、相对沉降监测系统及其方法，其安装方便、量程较大、测量精度较高。

本发明采用了以下技术方案：

非接触式静力水准仪，包括激光测距装置、数据采集模块、活塞块、胡克型弹性件和设有内腔的筒体；

所述活塞块安装在所述内腔中且能够贴合所述内腔的侧壁滑动；所述胡克型弹性件位于所述活塞块的下方，所述胡克型弹性件的两端分别与活塞块、内腔的底壁固定连接；

所述激光测距装置和所述数据采集模块安装在所述内腔上侧，所述激光测距装置用于测量所述活塞块到所述激光测距装置的距离，所述激光测距装置和所述数据采集模块电连接；

所述筒体的侧壁上设置有通气口与通液口，所述通气口设置在所述通液口的上方，所述活塞块滑动设置在所述通气口与通液口之间。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述内腔由一横向隔板分隔为上侧的电气腔和下侧的液流腔；所述激光测距装置和所述数据采集模块安装在所述电气腔体中，所述横向隔板对应所述激光测距装置设有激光过孔；所述活塞块、胡克型弹性件安装在所述液流腔中。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述活塞块内还设有温度传感器，所述温度传感器与所述数据采集模块电连接。

相对沉降监测系统，基于所述的非接触式静力水准仪，包括储液容器、数据汇集装置、数据处理中心和两个以上的所述非接触式静力水准仪；

各所述非接触式静力水准仪分别安装在预定的监测点，各所述非接触式静力水准仪的通液口通过通液管与所述储液容器连接并形成连通器，各所述非接触式静力水准仪的通气口通过通气管与所述储液容器连接，各所述非接触式静力水准仪与所述数据汇集装置电连接；

所述数据汇集装置与所述数据处理中心通信连接，所述数据汇集装置用于将各所述数据采集模块的测量数据传送至所述数据处理中心；