[发明专利]一种柔性智能位移计

说明书

本发明公开一种柔性智能位移计，包括收纳盘和位移计主体，所述收纳盘的内侧盘绕有位移计主体，所述位移计主体包括刚性硬管和柔性软管，且刚性硬管和柔性软管均等长设有多组，每两组所述刚性硬管之间均连接有柔性软管，且柔性软管的两端通过连接套和刚性硬管连接，每组所述刚性硬管的中间位置处均安装有MEMS位移传感器；本发明采用“刚柔相济”的思路，同时为了为适应被测对象较大的变形，核心部件的设计采用多段刚性硬管和柔性软管来组成，两个刚性硬管之间通过柔性软管连接，每个MEMS位移传感器安装在刚性硬管的中间位置，多个MEMS位移传感器并行连接，可根据需要任意弯折，以适应特殊场景的监测需求。

技术领域

本发明涉及位移计技术领域，尤其涉及一种柔性智能位移计。

背景技术

大型堆石坝的水平位移和沉降都是研究者重点关注的对象，传统的水平位移采用是测斜管配套活动测斜仪进行监测，测量角度和距离从而换算成水平位移，这种方式在坝体高度不高时非常适用，也是规范中推荐使用的方法，但是坝高超过300m时，人工拉测斜仪电缆时间较长造成测量时间较长，且人为容易操作失误导致测斜仪探头滑落，当发生较大变形时，测斜管容易折断导致探头无法继续完成测量任务；

传统的沉降监测采用的传感器是电磁沉降环，和人工观测的测斜仪类似，当心墙高度超过300m，人工测量时间较长，误差较大且有仪器滑落的危险，还有研究者采用分布式光纤来监测垂直位移，通过监测内部应力的分布来换算成位移量，这种方法依赖于光纤的保护，当变形较大时，光纤容易折断导致传感器失效，同时，该方法是通过监测应力，不是直接测量位移量，测量成果不太直观，在数据转换成位移量时出现误差较大无法和位移测量结果匹配，因此，本发明提出一种柔性智能位移计以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种柔性智能位移计，该柔性智能位移计采用“刚柔相济”的思路，同时为了为适应被测对象较大的变形，核心部件的设计采用多段刚性硬管和柔性软管来组成，两个刚性硬管之间通过柔性软管连接，每个MEMS位移传感器安装在刚性硬管的中间位置，多个MEMS位移传感器并行连接，可根据需要任意弯折，以适应特殊场景的监测需求。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种柔性智能位移计，包括收纳盘和位移计主体，所述收纳盘的内侧盘绕有位移计主体，所述位移计主体包括刚性硬管和柔性软管，且刚性硬管和柔性软管均等长设有多组，每两组所述刚性硬管之间均连接有柔性软管，且柔性软管的两端通过连接套和刚性硬管连接，每组所述刚性硬管的中间位置处均安装有MEMS位移传感器，且多组所述MEMS位移传感器通过总线并行连接，所述位移计主体的一端为近线端，且位移计主体的另一端为远线端，所述近线端连接有线缆，且线缆通过固定节与近线端固定，多组所述MEMS位移传感器通过总线与线缆连接。

进一步改进在于：靠近所述近线端的首节刚性硬管内设有数据处理单元，所述总线与线缆通过数据处理单元连接。

进一步改进在于：所述线缆分为五根支线，且五根支线分别为电源正极线、两组通信接口线、触发信号线和电源负极线。

进一步改进在于：所述电源正极线和电源负极线采用宽电压供电方式，供电电压范围为DC 5～30V，且具有防反接功能，两组所述通信接口线采用RS485、RS232中的一种，且通信接口线接入数据采集终端，所述触发信号线在倾角和振动频率发生变化时，输出触发信号，且触发信号线采用开漏输出。

进一步改进在于：所述刚性硬管的长度为30cm、50cm、100cm中的一种。

进一步改进在于：所述MEMS位移传感器在应用中，利用被测物体静止时受到重力加速度在MEMS位移传感器三个轴向的分量，计算每节带MEMS位移传感器的刚性硬管与竖直、水平方向的夹角，并通过夹角与每节刚性硬管的长度计算自身的与竖直、水平方向的位移，进而计算出各个节点相对于参考点的坐标，即各个节点的位移。