[发明专利]一种深层水平位移自动化监测装置

说明书

本发明公开了一种深层水平位移自动化监测装置，属于工程监测领域，包括供电模块、采集控制模块、提升模块、旋转模块、传感器集成模块、测斜管；供电模块为采集控制模块、提升模块、传感器集成模块、旋转模块提供能源；采集控制模块与提升模块通过导线连接，提升模块与传感器集成模块通过复合导线连接；复合导线兼做缆绳，控制传感器集成模块的提升与下放；采集控制模块与旋转模块通过导线连接，旋转模块与测斜管通过内壁管槽承插式连接；本发明实现了深层水平位移监测装置的自动提升与下放，正测与反测自动化控制，达到了自动化监测的目的，为工程监测提供可靠的数据支撑。

技术领域

本发明属于工程监测领域，具体涉及一种深层水平位移自动化监测装置。

背景技术

深层水平位移监测是测量土体一定深度范围的水平位移变化的一种方法，它利用传感器感应到的测斜管轴线与铅垂线之间的夹角变化量，从测斜管底部作为不动点起算，累计换算出土层各深度点位的水平位移。将深层水平位移传感器放入测斜管内，测斜传感器长度为L，逐段测量出变形后测斜管轴线与铅垂线的夹角θ_i，按照测点的深度进行分段，分别测出不同高程处的夹角，从而换算出不同高程处的水平位移增量Δ_i=Lsinθ_i 。第一次测量的数值作为深层水平位移的初始值，后续测得的水平位移是相对于初始状态的变化值。将测斜传感器按照设定的高程位置，进行正测和反侧。将传感器集成模块依次由下至上提升，定点读数进行正测，测完一次后将测斜传感器取出，旋转180度，依次由下至上提升，定点读数进行反侧。通过正测和反侧操作消除了重力加速度带来的误差，通过换算得到测斜管全长范围内的水平位移。

目前，深层水平位移监测主要以人工监测实施为主，而人工监测主要存在以下问题：一是完整进行一次深层水平位移的人工测量操作耗时耗力，包含大量重复性的工作；二是测量精度受人为因素影响较大，主观因素导致的测量误差较大；三是在一些危险地段，深层水平位移监测难以实施；四是深层水平位移传感器正测和反侧不能自动化控制，重力加速度误差难以消除。上述问题已成为深层水平位移自动化监测的关键因素，如何高效、科学的解决上述问题是当前最为迫切的，基于此，本发明提出了一种深层水平位移自动化监测装置。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提出了一种深层水平位移自动化监测装置，克服了现有技术的不足。通过采集控制模块，有效控制了提升模块、传感器集成模块、旋转模块的工作状态，监测指定高程处的角度，进而换算出相应位置的水平位移；通过提升模块，有效提高了深层水平位移传感器装置的提升与下放的效率；通过旋转模块，有效解决了因传感器集成模块因正测与反测带来的重力加速度误差。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种深层水平位移自动化监测装置，包括供电模块、采集控制模块、提升模块、旋转模块、传感器集成模块、测斜管；供电模块为采集控制模块、提升模块、传感器集成模块、旋转模块提供能源；采集控制模块与提升模块通过导线连接，提升模块与传感器集成模块通过复合导线连接，采集控制模块从传感器集成模块取得监测数据，并通过无线信号对外传输数据；所述复合导线兼做缆绳，控制传感器集成模块的提升与下放；采集控制模块与旋转模块通过导线连接，旋转模块与测斜管通过内壁管槽承插式连接，由采集控制模块发送指令，使旋转模块按要求旋转；

所述采集控制模块包括信号采集器、数据处理器、控制器、电池系统、信号发射器；

所述传感器集成模块包括导轮、敏感单元、壳体；

所述旋转模块包括旋转电机系统、承插管。

所述信号采集器、数据处理器、控制器、电池系统、信号发射器利用导线连接，通过电池系统，由控制器向信号采集器、数据处理器、信号发射器发送操作指令，实现对监测数据采集、处理和传输；所述电池系统具有电量存储功能，与外部供电模块通过导线连接，存储供电模块提供的电能。