專利名稱：動靜態自調式沉降和撓度監測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于工程檢測技術領域，具體涉及一種動靜態自調式沉降和撓度監測系統。
背景技術：
沉降和撓度監測系統已廣泛應用于橋梁、隧道、邊坡、路基和大樓等工程檢測領域。被測物體在受載荷產生變形時，不但產生縱向變形，還會產生傾斜，如圖5為儲液桶垂直時的液體狀態圖，圖6為儲液桶傾斜時的液體狀態圖，可見儲液桶傾斜時儲液桶內 的液面橫截面積變大，導致液面的位移小于儲液桶垂直時的液面位移，對測量結果帶來極大影響，沉降和撓度監測系統無法消除傾斜對檢查結果帶來的影響，使得檢查結果誤差較大。現有的沉降和撓度監測系統只能通過巡檢的方式，依次對被測點的撓度和沉降值進行測量，因被測點檢測時間不同步，只能將各被測點的不同時間點的位移值與基準的位移值進行對比，準確性低，誤差大。現有的沉降和撓度監測系統是在被測物體上選取一個變形量相對較小的點作為基準點，但是被測物體受載荷后，被測物體整體會產生變形，基準點的位置也是處于變動中，這進一步增大了檢測結果的誤差。
實用新型內容本實用新型的目的即在于克服現有技術的不足，提供一種可以消除傾斜對檢測結果的影響，檢測結果誤差小，可實現同步動靜態監測的動靜態自調式沉降和撓度監測系統。本實用新型的目的通過以下技術方案實現動靜態自調式沉降和撓度監測系統，它包括多個檢測裝置和采集系統，檢測裝置由儲液桶，差動變壓器式位移變送器，浮漂和連接桿組成；儲液桶之間通過軟管連通，儲液桶中設置有差動變壓器式位移變送器，儲液桶內部充有液體，液體中懸浮有浮漂，浮漂通過垂直的連接桿與差動變壓器式位移變送器連接；差動變壓器式位移變送器通過RS485總線或CAN總線與采集系統連接，差動變壓器式位移變送器中設置有時鐘芯片、數據存儲裝置和以微處理器或FPGA為核心的控制單元;檢測裝置通過自調整連接裝置安裝在安裝支架或安裝支座上。自調整連接裝置為萬向接頭或關節軸承或軟性連接裝置。差動變壓器式位移變送器和儲液桶均設置有編號，相同編號的差動變壓器式位移變送器和儲液桶對應。采集系統由數據檢測電路，中央處理器，通訊模塊，服務器和供電模塊組成，檢測電路和中央處理器連接，中央處理器和通訊模塊連接，通訊模塊通過公共網絡和服務器連接，供電模塊和中央處理器連接。[0013]通訊模塊為GPRS通訊模塊或有線通訊模塊。供電模塊為風能供電模塊、太陽能供電模塊或交直流供電模塊。本實用新型的優點在于I.檢測裝置通過萬向接頭或者關節軸承或軟性連接裝置安裝在安裝支架或安裝支座上，安裝支架或安裝支座固定在被檢測物體上，當被測物體發生傾斜時，由于檢測裝置自身重力的作用，檢測裝置將始終保持垂直，從而保證了檢測結果的準確性；2.通過總線控制，減少了布線數量，降低了成本；3.差動變壓器式位移變送器設置有編號，便于識別；4.采集系統同時向所有差動變壓器式位移變送器發送信號，差動變壓器式位移變送器中設置有時鐘芯片，和以微處理器或FPGA為核心的控制單元，在得到信號后同時測量 當前時間點的位移值，實現了同步動態監測，克服了傳統沉降和撓度監測系統只能通過巡檢方式進行靜態異步監測的不足，大大提高了準確性；5.將基準設定在與被測物體不接觸的位置上，被測物體所受載荷不會傳遞到基準位置，基準位置是靜止不動的，進一步增加了檢測結果的準確性；6.采用位移變速器進行位移量的監測，直接輸出位移值，簡化了后端采集系統的結構。
圖I為本實用新型的結構示意圖圖2為本實用新型測量撓度時的使用狀態圖圖3為本實用新型測量沉降時的使用狀態圖圖4為采集系統的結構框圖圖5為儲液桶垂直時的液體狀態圖圖6為儲液桶傾斜是的液體狀態圖圖中，I-檢測裝置，2-儲液桶，3-差動變壓器式位移變送器，4-固定支架，5-連接桿，6-浮漂，7-軟管，8-自調整連接裝置，9-安裝支架，10-液體，11-防護罩，12-引橋過渡±敦，13-被測橋梁，14-總線線纜，15-采集系統，16-沉降區，17-非沉降區，18-配重，19-安裝支座。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明，本實用新型的保護范圍不限于以下所述。如圖I、圖2和圖3所示，動靜態自調式橋梁撓度監測系統，它包括多個檢測裝置I，檢測裝置I由儲液桶2，差動變壓器式位移變送器3，浮漂6和連接桿5組成；儲液桶2之間通過軟管7連通，儲液桶2中設置有差動變壓器式位移變送器3，差動變壓器式位移變送器3通過固定支架4安裝于儲液桶2上；儲液桶2內部充有液體10，液體10中懸浮有浮漂6，浮漂6通過垂直的連接桿5與差動變壓器式位移變送器3連接，當液位發生變化時，浮漂6帶動連接桿5上下運動，差動變壓器式位移變送器3檢測到連接桿5的位移值；差動變壓器式位移變送器3通過RS485總線或CAN總線與采集系統15連接，差動變壓器式位移變送器3中設置有時鐘芯片，微處理器或FPGA，數據存儲裝置和控制單元，采集系統15通過廣播方式同時向所有差動變壓器式位移變送器3發送信號，差動變壓器式位移變送器3根據得到的信號檢測位移值，以實現動態監測；檢測裝置I通過自調整連接裝置8安裝在安裝支架9或安裝支座19上，自調整連接裝置8為萬向接頭或者關節軸承或軟性連接裝置(繩索，繩鏈等)，當被測物體傾斜時，檢測裝置I在自身重力的作用下始終保持垂直狀態。固定支架4上安裝有防護罩11，防護罩11包裹住差動變壓器式位移變送器3。當自調整連接裝置8為萬向接頭、繩索或繩鏈時，檢測裝置I的頂部通過萬向接頭安裝在安裝支架9上；當自調整連接裝置8為關節軸承時，檢測裝置I的重心以上部分通過關節軸承安裝在安裝支座19上；如圖3所示，當檢測裝置I的重心以下部分通過關節軸承安裝在安裝支座19上時，檢測裝置I的底部連接有配重18。差動變壓器式位移變送器3和儲液桶2均設置有編號，相同編號的差動變壓器式 位移變送器3和儲液桶2 —一對應，從而可以讀取指定點的位移值，便于識別。采集系統15由數據檢測電路，中央處理器，通訊模塊，服務器和供電模塊組成，檢測電路和中央處理器連接，中央處理器和通訊模塊連接，通訊模塊通過公共網絡和服務器連接，供電模塊和中央處理器連接。通訊模塊為GPRS通訊模塊或有線通訊模塊。供電模塊為風能供電模塊、太陽能供電模塊或交直流供電模塊。液體10為純凈水，當系統所處環境的溫度在零度以下時，液體10為混合有防凍液的純凈水，液體10還可以為濃度為0. 059T0. 1%的硫酸銅溶液，硫酸銅不具有腐蝕性，且具有較好的防腐性能，可有效藻類的滋生。當系統所處環境的溫度較高時，為了防止水分蒸發，液體10的液面上覆蓋有厚度為f 2mm，粘度為5 10厘絲的硅油或石蠟，較小的粘度可以保證液面的平衡不受影響。液體10液面與儲液桶2的頂部開口處之間存在一定距離，液體10的深度應至少能使浮漂6懸浮于液體10中。動靜態自調式沉降和撓度監測過程，包括以下步驟A.將一個檢測裝置I通過安裝支架9或安裝支座19安裝在與被測物體不接觸的位置作為基準，將其他檢測裝置I通過安裝支架9或安裝支座19安裝在被測物體上；橋梁基準設在與被測橋梁不接觸的引橋過渡墩上；地面基準設在被測點外的非沉降區上；B.在相鄰的檢測裝置I之間安裝軟管7，連通儲液桶2 ;C.向儲液桶2中充入液體10，至浮漂6懸浮于液體10上；D.使用總線線纜14連接差動變壓器式位移變送器3和采集系統15 ；E.采集系統15通過廣播方式同時向所有差動變壓器式位移變送器3發送信號，差動變壓器式位移變送器3根據得到的信號同步、同頻率地檢測位移值，并記錄在數據存儲裝置中；F.差動變壓器式位移變送器3分別向采集系統15發送記錄的位移值，采集系統15采集得到的位移值；G.采集系統15將不同被測點上的差動變壓器式位移變送器3檢測到的位移值與基準檢測到的位移值進行對比。步驟E中所述的信號包含差動變壓器式位移變送器3的起始測量時間、結束測量時間和測量頻率。[0047]步驟G為采集系統15將不同被測點上的差動變壓器式位移變送器3在同一時間點檢測到的位移值與該時間點基準檢測到的位移值進行對比，得出各被測點的靜態變形量。步驟G還可以為為采集系統15將不同被測點上的差動變壓器式位移變送器3在同一時間段內檢測到的位移值與該時間段內基準檢測到的位移值進行對比，得出各被測點的動態變形量。如圖2所示，當本實用新型用于測量撓度時，將一個檢測裝置I通過安裝支架9安裝在與被測橋梁13不接觸的引橋過渡墩12上，將其他檢測裝置I通過安裝支架9安裝在橋梁的被測點上，由于引橋過渡墩12不受載荷，安裝在其上的檢測裝置I位置不變，該檢測裝置I作為基準，有利于提高檢測結果的準確性。橋梁基準設在與被測橋梁不接觸的引橋過渡墩上。如圖3所示，當本實用新型用于測量沉降時，將一個檢測裝置I通過安裝支座19 安裝在非沉降區17上，將其他檢測裝置I通過安裝支座19安裝沉降區16上，由于非沉降區17不受載荷，安裝在其上的檢測裝置I位置不變，該檢測裝置I作為基準，有利于提高檢測結果的準確性。地面基準設在被測點外的非沉降區上。
權利要求1.動靜態自調式沉降和撓度監測系統，其特征在于，它包括多個檢測裝置(I)和采集系統(15)，檢測裝置(I)由儲液桶(2)，差動變壓器式位移變送器(3)，浮漂(6)和連接桿(5)組成； 儲液桶(2)之間通過軟管(7)連通，儲液桶(2)中設置有差動變壓器式位移變送器(3)，儲液桶(2)內部充有液體(10)，液體(10)中懸浮有浮漂(6)，浮漂(6)通過垂直的連接桿(5)與差動變壓器式位移變送器(3)連接； 差動變壓器式位移變送器(3)通過RS485總線或CAN總線與采集系統(15)連接，差動變壓器式位移變送器(3)中設置有時鐘芯片、數據存儲裝置和以微處理器或FPGA為核心的控制單兀； 檢測裝置(I)通過自調整連接裝置(8)安裝在安裝支架(9)或安裝支座(19)上。
2.根據權利要求I所述的動靜態自調式沉降和撓度監測系統，其特征在于，所述的自調整連接裝置(8)為萬向接頭或關節軸承或軟性連接裝置。
3.根據權利要求I所述的動靜態自調式沉降和撓度監測系統，其特征在于，所述的差動變壓器式位移變送器(3)和儲液桶(2)均設置有編號，相同編號的差動變壓器式位移變送器(3)和儲液桶(2) 對應。
4.根據權利要求I所述的動靜態自調式沉降和撓度監測系統，其特征在于，所述的采集系統(15)由數據檢測電路，中央處理器，通訊模塊，服務器和供電模塊組成，檢測電路和中央處理器連接，中央處理器和通訊模塊連接，通訊模塊通過公共網絡和服務器連接，供電模塊和中央處理器連接。
5.根據權利要求4所述的動靜態自調式沉降和撓度監測系統，其特征在于，所述的通訊模塊為GPRS通訊模塊或有線通訊模塊。
6.根據權利要求4所述的動靜態自調式沉降和撓度監測系統，其特征在于，所述的供電模塊為風能供電模塊或太陽能供電模塊或交直流供電模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種動靜態自調式沉降和撓度監測系統，它包括多個檢測裝置(1)和采集系統(15)，檢測裝置(1)由儲液桶(2)，差動變壓器式位移變送器(3)；儲液桶(2)之間通過軟管(7)連通，其中設置有差動變壓器式位移變送器(3)和液體(10)，液體(10)中懸浮有與差動變壓器式位移變送器(3)連接的浮漂(6)；差動變壓器式位移變送器(3)通過總線與采集系統(15)連接；檢測裝置(1)通過自調整連接裝置(8)安裝。本實用新型的優點在于消除了被測物體傾斜對檢測結果的影響，消除了因基準產生位移引起的誤差，誤差小，可實現同步動靜態監測。
文檔編號G01B13/24GK202522231SQ20122002570
公開日2012年11月7日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者楊波, 楊紹荃 申請人:四川金碼科技有限公司