一種靶心式測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于測量【技術領域】，涉及靶心式測量儀，主體結構包括包括豎管、通道導管和相對高程測量儀三個功能部分，用于建筑、構筑物基礎的大范圍連續沉降觀測，特別是對于變化率較大的不均勻沉降場合的觀測效果更為突出，根據兩端液面高度相同的原理設計而成，其中的相對高程測量儀包括球形器、桶體和輸液管，球形器被牽引在通道導管中移動，桶體的反饋系統引導桶體在豎管中移動，間接保證球形器內相對液面高度不變，通過對不同水平位置球形器等液面高程的測定，繪出全斷面沉降曲線；其結構簡單新穎，原理可靠，操作方便，觀測精度高，數據科學可靠，節省人力，可自動計算和繪制觀測結構。
【專利說明】一種?E心式測量儀
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型屬于測量【技術領域】，涉及靶心式測量儀，用于建筑、構筑物基礎的大范圍連續沉降觀測，如道路或壩體縱橫斷面沉降觀測，特別是對于變化率較大的不均勻沉降場合時，其觀測效果更為突出。
[0003]【背景技術】:
[0004]目前，在道路施工和各種建筑物基礎建設中，用于觀測建筑基礎沉降方面的設備和儀器以及觀測技術方法主要包括單點式沉降觀測和全斷面沉降觀測兩大類；單點式沉降觀測儀主要有沉降板、分層沉降儀和水管式沉降儀，前兩種測量精度較高，但需要不斷接管，與填土工程沖突大，設施容易被損毀，對局部壓實度有負面影響，特別是道路運營階段這些儀器難以繼續觀測；水管式沉降儀的缺點是水管的埋設要求比較高，如果埋設不平順，容易形成氣泡阻塞水管，使測試無法進行，同時水管式沉降儀對穩定性要求較高，施工過程中的擾動容易造成沉降觀測頭的傾斜；全斷面式沉降觀測典型設備是測斜儀，測斜儀可以不干擾地測量全斷面沉降，但其主要缺點包括一是軸向剛度較大，可能測斜管“切土”，即在沉降量足夠大時，由于管的剛度大于土體剛度，測斜管的變形與土體變形不同步，存在精度問題；二是當沉降變形量過大時，沉降管可能折斷等。歸結起來，現有的沉降觀測儀普遍存在著結構原理復雜，使用操作條件要求高，應用范圍小，測量穩定性差，觀測效果不理想，測試精度低，且價格高，移動不方便等缺點。
[0005]實用新型內容 :
[0006]本實用新型的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種新型結構原理的，可以替代現有的各種沉降儀并具有自動化處理功能的變位連通器式沉降觀測儀。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型的主體結構包括豎管、球形器、桶體、桶體導輪、激光發射器、拖板、反光鏡、操控繩、操控螺鈕、靶紙、標尺、輸液管、通道導管、通氣管、牽引繩、配重器、液體存儲球和套網；豎管入土端封閉且不透水，外露端制有防水帽，豎管上安裝有桶體，豎管埋深大于預估沉降量與桶體設備總長度；桶體的一端與操控繩連接，桶體的下側壁處焊接一段金屬質短管并連接輸液管；桶體的外壁掛有二層三向并互成120°夾角的彈簧式桶體導輪，桶體導輪套在桶體上并滑動支撐在豎管上用于加強桶體的穩定；激光發射器固定在桶體側壁上，高度與反光鏡匹配；輸液管一端接在桶體底部的金屬質短管上，另一端插入球形器底部；通道導管埋置于觀測斷面，通道導管內腔能夠使球形器在其中自由穿行；通氣管一端與球形器頂部連接，保證球形器腔內外大氣連通，通氣管另一端自由或固定在輸液管上；牽引繩帶刻度的一端與球形器外部的套網連接，另一端自由；當被觀測構筑物不能兩端工作時，在不能工作端安裝滑輪，在安裝豎管端拉繩工作；球形器由通氣管、配重器、液體存儲球和套網組成；配重器膠接在液體存儲球底部，起降低重心作用；通過液體存儲球的容量液面標高的測定獲得同位置通道導管的標高；套網是液體存儲球的平衡支架，要有一定剛度，確保液體存儲球在其內自由轉動；拖板浮在桶體內部液體頂面，能夠隨液體自由上下移動；反光鏡的滑桿上端在桶體內壁滑道中上下移動，下部與拖板鉸接，反光鏡的鏡片固定在滑桿上與鉛直面成45°夾角；操控繩下端與桶體頂部連接，上端纏繞在操控螺鈕的卷軸上；操控螺鈕支撐在豎管上，通過調節操控繩的長度來調節桶體的升降；滑動式靶紙通過支架安裝在豎管的口部處，靶紙與激光發射器同方向，靶紙上設有靶心與刻度，用于校對液面位置；標尺插在桶體的外壁卡槽上且其下端與桶體的液面標高重合。
[0008]本實用新型用于觀測時，先將桶體與液體存儲球對齊，并保持兩者的刻度線在同一水平面，往相對高程測量儀內注入體積為V的蒸餾水或防凍液，待兩者液面平穩后，兩者液面都位于各自的刻度線位置，其桶體中水的體積為VI，輸液管中水的體積為V2，球形器中水的體積為V3，即V1+V2+V3 = V ;當球形器位置發生變化后，通過連通器原理可知，桶體與球形器球內的液體高程也會保持相同；相對高程測量儀的反饋系統應用反光鏡原理，反光鏡與桶體中的液面呈45°夾角，初始時，即桶體中水的體積為VI，激光反射器水平發出的光線通過反光鏡發射垂直打到豎管頂部的靶紙上的靶心位置；當球形器移動后，球底高度發生變化，連通器內液體發生流動，桶體中液面隨之發生變化，激光在靶紙上的投射位置會脫離靶心，通過觀察激光在靶紙上位置來調節操控螺鈕從而調節桶體的高程，指導激光投射位置回到靶心位置，此時桶體中水的體積為VI，輸液管中水的體積為V2，球形器中水的體積為V3，又回到初始狀態；測量過程即通過反饋系統間接測量球形容器內等體積液面高程，進而推算通道導管內壁高程。
[0009]本實用新型應用于對觀測斷面進行第i次觀測時，球形器在通道導管內被第j次拉動后與球形器所對應位置處的通道導管內壁的高程Hij為:
[0010]Hij = hj-aij-b (式 I)
[0011]式中屯為對觀測斷面進行第i次觀測時，豎管管口的高程(m) ；aiJ為對觀測斷面進行第i次觀測時，球形器在通道導管內被第j次拉動后桶體上鋼尺讀數，即桶體內液面至豎管管口的垂直距離(m)山為球形器內液面至通道導管內壁的垂直距離(m)；
[0012]當對觀測斷面進行第i次觀測時，球形器在通道導管內被第j次拉動后球形器距初始點得水平距離Xu計算如下:
[0013]
【權利要求】
1.靶心式測量儀，其特征在于:主體結構包括豎管、球形器、桶體、桶體導輪、激光發射器、拖板、反光鏡、操控繩、操控螺鈕、靶紙、標尺、輸液管、通道導管、通氣管、牽引繩、配重器、液體存儲球和套網；豎管入土端封閉且不透水，外露端制有防水帽，豎管上安裝有桶體，豎管埋深大于預估沉降量與桶體設備總長度；桶體的一端與操控繩連接，桶體的下側壁處焊接一段金屬質短管并連接輸液管；桶體的外壁掛有二層三向并互成120°夾角的彈簧式桶體導輪，桶體導輪套在桶體上并滑動支撐在豎管上用于加強桶體的穩定；激光發射器固定在桶體側壁上，高度與反光鏡匹配；輸液管一端接在桶體底部的金屬質短管上，另一端插入球形器底部；通道導管埋置于觀測斷面，通道導管內腔能夠使球形器在其中自由穿行；通氣管一端與球形器頂部連接，保證球形器腔內外大氣連通，通氣管另一端自由或固定在輸液管上；牽引繩帶刻度的一端與球形器外部的套網連接，另一端自由；當被觀測構筑物不能兩端工作時，在不能工作端安裝滑輪，在安裝豎管端拉繩工作；球形器由通氣管、配重器、液體存儲球和套網組成；配重器膠接在液體存儲球底部，起降低重心作用；通過液體存儲球的容量液面標高的測定獲得同位置通道導管的標高；套網是液體存儲球的平衡支架，要有一定剛度，確保液體存儲球在其內自由轉動；拖板浮在桶體內部液體頂面，能夠隨液體自由上下移動；反光鏡的滑桿上端在桶體內壁滑道中上下移動，下部與拖板鉸接，反光鏡的鏡片固定在滑桿上與鉛直面成45°夾角；操控繩下端與桶體頂部連接，上端纏繞在操控螺鈕的卷軸上；操控螺鈕支撐在豎管上，通過調節操控繩的長度來調節桶體的升降；滑動式靶紙通過支架安裝在豎管的口部處，靶紙與激光發射器同方向，靶紙上設有靶心與刻度，用于校對液面位置；標尺插在桶體的外壁卡槽上且其下端與桶體的液面標高重合。
【文檔編號】G01C5/04GK203758500SQ201420061431
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月11日 優先權日:2014年2月11日
【發明者】宮強, 孫玉柱 申請人:宮強, 孫玉柱