一種柔性智能測(cè)斜繩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于土木工程、地質(zhì)工程、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)設(shè)備，特別是一種能夠自動(dòng)測(cè)量深部水平位移連續(xù)變化的監(jiān)測(cè)智能測(cè)斜繩。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程實(shí)踐和科學(xué)研宄中，往往需要對(duì)地面以下一定深度的巖土體或者工程結(jié)構(gòu)物進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)。然而，由于該部分的巖土體或者工程結(jié)構(gòu)物深埋地下，往往無(wú)法直接測(cè)量，因此，人們一般利用測(cè)斜儀器，對(duì)地下一定深度范圍的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0003]目前測(cè)斜儀一般有兩種，分為活動(dòng)式測(cè)斜儀和固定式測(cè)斜儀。現(xiàn)有測(cè)斜儀都是由測(cè)斜探頭、測(cè)讀儀、電纜和測(cè)斜管構(gòu)成的。測(cè)量時(shí)，測(cè)斜管先埋入巖土體內(nèi)部，并作為測(cè)斜儀的導(dǎo)軌使用。固定式測(cè)斜儀是將測(cè)斜探頭沿導(dǎo)軌放入指定深度處，待巖土體變形時(shí)，整個(gè)測(cè)斜管隨土體發(fā)生變形。測(cè)斜探頭測(cè)得傾斜角度，數(shù)據(jù)由電纜傳輸至測(cè)讀儀，通過(guò)計(jì)算可以得到實(shí)測(cè)土體的水平位移增量。活動(dòng)式測(cè)斜儀測(cè)量原理與固定式測(cè)斜儀原理相同，不同之處在于，活動(dòng)式測(cè)斜儀需要測(cè)量人員將測(cè)斜探頭放入預(yù)定深度，然后逐段提升電纜，使測(cè)斜探頭可以測(cè)量一定深度范圍的水平位移增量。
[0004]但是這兩種測(cè)斜方式都存在很大的弊端。固定式測(cè)斜儀由于結(jié)構(gòu)限制，一般只能測(cè)量一個(gè)或幾個(gè)特定深度的位移情況，無(wú)法全面反映地下巖土體或地下結(jié)構(gòu)物指定深度范圍的位移變化情況，而且監(jiān)測(cè)精度受限，監(jiān)測(cè)效果不理想，難以反映對(duì)象的實(shí)際變形情況。另外該測(cè)斜儀機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人工操作繁瑣?；顒?dòng)式測(cè)斜儀操作過(guò)程繁瑣，過(guò)分依賴(lài)人工，每次都需要專(zhuān)業(yè)人員親臨現(xiàn)場(chǎng)全程測(cè)量，但是由于測(cè)量人員的人為操作，往往導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大。而且，每次測(cè)量都需要安裝和操作測(cè)斜儀，每測(cè)一個(gè)深度位置，都需要量測(cè)讀數(shù)，操作重復(fù)率高，效率極低。另外對(duì)一些野外的監(jiān)測(cè)對(duì)象，由于客觀條件的限制，長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)不利于保證人身安全。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的監(jiān)測(cè)對(duì)象，反復(fù)的長(zhǎng)途運(yùn)輸變相增加監(jiān)測(cè)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述兩種測(cè)斜儀的諸多不足，提出一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)地下指定深度范圍的水平位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的柔性智能測(cè)斜繩。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]一種柔性智能測(cè)斜繩，其特征在于:包括柔性護(hù)管、傳輸電纜、若干個(gè)測(cè)斜模塊、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)。所述的數(shù)據(jù)采集器設(shè)在測(cè)斜繩的頂部，所述的若干個(gè)測(cè)斜模塊分別分段排布在柔性護(hù)管內(nèi)壁上，所述的測(cè)斜模塊是一種帶電子羅盤(pán)或不帶電子羅盤(pán)的測(cè)斜構(gòu)件，能夠測(cè)量所在位置夾角變化，若干個(gè)測(cè)斜模塊相互之間通過(guò)傳輸電纜用總線(xiàn)方式連接，并與數(shù)據(jù)采集器相連；數(shù)據(jù)采集器可將監(jiān)測(cè)信息上傳至數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)可以對(duì)監(jiān)測(cè)值進(jìn)行解譯與管理，對(duì)當(dāng)監(jiān)測(cè)值超過(guò)工程預(yù)警值時(shí)，發(fā)布預(yù)警信號(hào)。。
[0008]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的數(shù)據(jù)采集器內(nèi)設(shè)置有讀數(shù)模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊和通信模塊。
[0009]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)可以放在局域網(wǎng)內(nèi)的終端，也可放在遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0010]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述測(cè)斜模塊本身內(nèi)置傾角傳感器，可以測(cè)量測(cè)斜模塊所在位置傾角的變化；而所述測(cè)斜模塊是一種帶電子羅盤(pán)的測(cè)斜構(gòu)件時(shí)，電子羅盤(pán)可以測(cè)量方位角。
[0011]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的測(cè)斜模塊是一種不帶電子羅盤(pán)的測(cè)斜儀器時(shí)，在柔性護(hù)管外圍設(shè)有帶彈簧的滑動(dòng)導(dǎo)輪和標(biāo)定方向的導(dǎo)向測(cè)斜管用來(lái)測(cè)量方位角。
[0012]所述若干測(cè)斜模塊能夠測(cè)量所在位置夾角變化，所述電子羅盤(pán)測(cè)量得到方位角信息(不帶電子羅盤(pán)時(shí)，滑動(dòng)導(dǎo)輪和標(biāo)定方向的導(dǎo)向測(cè)斜管可以測(cè)量方位角)，傳輸電纜將上述的兩種角度信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器中預(yù)存有相關(guān)算法，可以根據(jù)前后兩次測(cè)量的角度信息解譯成每個(gè)對(duì)應(yīng)深度處水平位移的變化。通過(guò)連續(xù)的測(cè)量與解譯，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下某一深度范圍的監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行連續(xù)位移監(jiān)測(cè)。
[0013]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述柔性護(hù)管是一種橡膠或塑料或金屬軟管的柔性材料管，或是一種材料內(nèi)設(shè)置有鋼絲或碳素纖維增加強(qiáng)度的柔性材料管。
[0014]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的若干個(gè)測(cè)斜模塊均用灌封膠按照自上向下順序均勻排布分布固定在柔性護(hù)管內(nèi)壁上。
[0015]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的每個(gè)測(cè)斜模塊長(zhǎng)度為3cm?50cm，每個(gè)測(cè)斜模塊間距范圍為5cm?100cm。
[0016]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的數(shù)據(jù)采集器外部是一種設(shè)有螺帽密閉的防水接口設(shè)置。
[0017]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的柔性護(hù)管兩端設(shè)置有護(hù)管及與內(nèi)部傳輸電纜、測(cè)斜模塊相聯(lián)接的電路快速接頭，是一種可延長(zhǎng)多節(jié)連接的護(hù)管，所述的單節(jié)柔性護(hù)管的長(zhǎng)度最少為50cm。
[0018]作為技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，述數(shù)據(jù)采集器在通信故障時(shí)，可以暫時(shí)儲(chǔ)存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并當(dāng)通信順暢后，自動(dòng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)。
[0019]使用時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)將測(cè)斜繩在現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后，第一次正常采集數(shù)據(jù)默認(rèn)為初始值，且將之后每次現(xiàn)場(chǎng)采集到的監(jiān)測(cè)值與初始值比較分析；所述數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)存儲(chǔ)有與工程相關(guān)物理量數(shù)據(jù)庫(kù)，每次運(yùn)算得到的現(xiàn)場(chǎng)物理量實(shí)際值與數(shù)據(jù)庫(kù)中的工程預(yù)警值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)實(shí)際值大于預(yù)警值時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)將發(fā)布預(yù)警信號(hào)。
[0020]所述數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)可通過(guò)有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)方式，向現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)布工作指令，調(diào)整其監(jiān)測(cè)時(shí)間和監(jiān)測(cè)頻率；測(cè)斜繩在非工作時(shí)間內(nèi)可以休眠，進(jìn)入低功耗階段，直至下一次監(jiān)測(cè)。
[0021]所述電源模塊包括蓄電池和太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能電池用于日常供電，蓄電池用于極端條件下保障測(cè)斜繩正常工作。
[0022]本實(shí)用新型具有以下創(chuàng)新性:
[0023]1、突破傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)模式，可以實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間內(nèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)控地面以下指定深度范圍的連續(xù)位移變化，使監(jiān)測(cè)信息更加全面。
[0024]2、減少人為操作，改變過(guò)去監(jiān)測(cè)方法中過(guò)分依賴(lài)人工的情況，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，消除了因人為操作不當(dāng)帶來(lái)的誤差，提高了監(jiān)測(cè)精度。
[0025]3、本實(shí)用新型只需安裝人員在監(jiān)測(cè)前到場(chǎng)地安裝，不用長(zhǎng)期守在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，保證監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的人身安全，同時(shí)降低人工返場(chǎng)率，降低監(jiān)測(cè)成本。
[0026]4、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)巧妙，與傳統(tǒng)下套管方式不同，采用柔性護(hù)管，降低了監(jiān)測(cè)儀器生產(chǎn)與安裝的復(fù)雜性，同時(shí)方便在監(jiān)測(cè)結(jié)束后從土體中回收監(jiān)測(cè)儀器，提高了儀器重復(fù)利用率。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型帶電子羅盤(pán)定位結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實(shí)用新型帶導(dǎo)軌式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中，I柔性護(hù)管、2傳輸電纜、3測(cè)斜模塊、4數(shù)據(jù)采集器、5數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)、6滑動(dòng)導(dǎo)輪、7導(dǎo)向測(cè)斜管、8電子羅盤(pán)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳述，但不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。
[0031]如圖1，在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，一種柔性智能測(cè)斜繩采用測(cè)斜模塊帶電子羅盤(pán)的測(cè)斜繩，包括柔性護(hù)管1、傳輸電纜2、測(cè)斜模塊3、電子羅盤(pán)8、數(shù)據(jù)采集器4、數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)5。
[0032]在圖1中，各柔性護(hù)管之間利用接口相互連接，具體長(zhǎng)度以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)要求為準(zhǔn)；數(shù)據(jù)采集器連接在整個(gè)柔性護(hù)管連接體的頂端。各測(cè)斜模塊與各電子羅盤(pán)連接，形成測(cè)斜構(gòu)件，并自上向下按照預(yù)定的間隔均勻布置，相互之間通過(guò)CAN總線(xiàn)方式用傳輸電纜連接至數(shù)據(jù)采集器。測(cè)斜模塊與電子羅盤(pán)均用灌封膠固定在柔性護(hù)管內(nèi)部。對(duì)數(shù)據(jù)采集器與柔性護(hù)管都采用防水設(shè)置，數(shù)據(jù)采集器外設(shè)置可密閉的防水接口用于與其他設(shè)備連接。數(shù)據(jù)采集器內(nèi)部包括讀數(shù)模塊、存儲(chǔ)模塊、通信模塊和