沉降實時監測預警儀及系統與實現方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工程沉降實時監測技術領域，具體涉及一種用于洞室拱頂沉降實時監測預警儀及系統與實現方法。
【背景技術】
[0002]隨著近幾十年我國公路交通事業的快速發展，隧道越來越多，單洞隧道越來越長，如何在施工中不斷地修正設計參數、優化施工方法，以及在不大幅增加施工成本的前提下有效避免事故的發生，對隧道施工進行實時、準確地監控量測必不可少。目前隧道施工中普遍通過使用水準儀、鋼尺和塔尺等工具每隔一定時間測量拱頂預設測點和基準點的高差變化來計算拱頂下沉量，但是此方法有五個缺點:一，工作量大；二，精確度低；三，與其他環節的施工作業互相干擾大；四，無法提供實時數據；五，工作人員面臨的危險較大。
【發明內容】
[0003]本發明克服了現有技術的不足，提供一種測量精度高的沉降實時監測預警儀及系統與實現方法。
[0004]考慮到現有技術的上述問題，根據本發明公開的一個方面，本發明采用以下技術方案:
[0005]一種沉降實時監測預警儀，它包括構件A、構件B和構件C，所述構件C包括管道，所述構件A通過該管道與所述構件B連通，在使用的情況下，所述構件A、管道和構件B內裝入液體，所述構件A、構件B內各設置一個用于測量各自內部液體壓力的測壓計，根據其壓力差的變化計算所監測斷面上部結構的下沉量。
[0006]一種沉降實時監測預警系統，它包括至少一個終端設備和至少一個權利要求1-7任一項所述的沉降實時監測預警儀，所述構件A或構件B上設置有與所述終端設備進行無線信號傳輸的信號收發裝置。同時使用兩個壓力計是此沉降預警儀的關鍵；終端設備為普通的電腦或智能手機。
[0007]為了更好地實現本發明，進一步的技術方案是:
[0008]根據本發明的一個實施方案，所述預警儀同時使用兩個壓力計并根據其壓力差的變化計算沉降量，兩個壓力計分別設置于構件A和構件B中。
[0009]根據本發明的另一個實施方案，所述構件B上設置能開啟或者關閉的孔。
[0010]根據本發明的另一個實施方案，所述構件B上一處采用透明材料。
[0011]根據本發明的另一個實施方案，所述構件A內設置液體存儲腔室，在未使用情況下，用于存儲液體。
[0012]根據本發明的另一個實施方案，所述構件A與管道和構件B之間還通過數據線或者無線傳輸方式連接。
[0013]根據本發明的另一個實施方案，所述構件A上設置有可自動啟動并可無線關閉的警示燈，且其燈光至少應有兩種顏色以分別表示其監測對象所處的狀態。
[0014]根據本發明的另一個實施方案，所述構件A上還設置有與終端設備之間進行無線信號傳輸的收發裝置。
[0015]根據本發明的另一個實施方案，所述構件A或構件B內設置電源，該電源為構件A、構件B內的測壓計、信息收發及傳輸裝置和警報系統提供電能。
[0016]根據本發明的另一個實施方案，所述構件C上間隔設置鉤子或繩扣。
[0017]本發明還可以是:
[0018]—種沉降實時監測實現方法，其特征在于它包括:
[0019]將構件A設置于待監測工程上部；
[0020]構件B設置于待監測工程下部穩定處；
[0021]讀取位于構件A和構件B內的測壓計初期值分別為Pai和P B1;當待監測工程下沉A比時，構件A隨之下降Ah1，導致液面下降Ah1，而構件B無位移，由于長時間處于高壓力下，構件B和構件C產生一定應變，以及液體揮發，導致液面下降Δ h2，此時，位于構件A和構件B內的測壓計讀數分別為Pa2和P B2，其中Pa2= P A1-PgA h2，Pb2= P b1_ P g ( A Ill+ Δ h2)，則待監測工程下沉值:
[0022]Ah1= [ (P B1-PA1) - (Pb2-Pa2) ] / P g
[0023]其中，P為液體密度，g為重力加速度。
[0024]根據本發明的另一個實施方案，所述構件A上設有裝置可對構件A和構件B內的測壓計信息按照上述方法進行處理得出沉降值，并通過無線信號傳輸方式發送至終端設備，終端設備上設置待監測工程沉降參數參考值，所述沉降實時監測預警儀的測量值超過該參考值時，終端設備發出警報信息，并無線啟動沉降值超過設定值的預警儀的警報燈。也可將待檢測工程沉降參考值設置于處理構件A和構件B中壓力計信息的裝置中，所述的某個沉降實時預警儀的測量值超過該參考值時，預警儀警報燈自動啟動，同時向終端發出警報信息。
[0025]與現有技術相比，本發明的有益效果之一是:
[0026]本發明的一種沉降實時監測預警系統及其實現方法，具有:
[0027](I)沉降實時監測預警系統由多個沉降實時監測預警儀和多個終端設備共同工作組成；
[0028](2)每個預警儀同時使用兩個測壓計測壓，根據其壓力差的變化計算所監測斷面上部結構的下沉量，可有效減少誤差；終端設備為普通的電腦或智能手機等。
[0029](3)通過已成熟的無線信號傳輸技術及裝有此儀器應用程序的電腦或手機等終端設備來保證工作人員可實時監測任何斷面的拱頂下沉數據，當某斷面的沉降值超過設定值時，警報系統啟動，工作人員可實時接收到警報信息，沉降實時監測預警儀的警報燈開啟，沉降值超過設定值的斷面的預警儀與其他斷面的預警儀的警報燈燈光顏色不同，方便工作人員迅速確定危險斷面。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本申請文件實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術的描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是對本申請文件中一些實施例的參考，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的情況下，還可以根據這些附圖得到其它的附圖。
[0031]圖1示出了根據本發明一個實施例的沉降實時監測預警儀結構示意圖。
[0032]圖2示出了根據本發明一個實施例的沉降實時監測預警儀安裝示意圖。
[0033]其中，附圖中的附圖標記所對應的名稱為:
[0034]I 一構件A，2 一構件B，3 一構件C。
【具體實施方式】
[0035]下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0036]一種沉降實時監測預警系統，由至少一個沉降實時監測預警儀和至少一個終端設備共同工作組成，終端設備為普通的電腦或智能手機等，預警儀如圖1和圖2所示，它包括構件Al、構件B2和構件C3，所述構件C3包括管道，所述構件Al通過該管道與所述構件B2連通，在使用的情況下，所述構件Al、管道和構件B2內裝入液體(推薦水銀)，所述構件Al、構件B2內各設置一個用于測量各自內部液體壓力的測壓計。
[0037]具體地，構件B 2里設有一個測壓計，構件B 2側邊(或者上部)設有一個帶有開關的小孔(當使用此儀器時，要往構件B 2里充液體，此開關用于排除空氣，待足夠多液體進入構件B 2時關閉此開關)，在小孔的附近應有一處是由透明的材質做成，以便于觀測構件B2里面液體的多少，構件B2的底部為電池槽，電池為監測預警儀提供電能，并應有較長的續航時間，構件B 2的材質應耐腐蝕，耐沖撞，耐高壓，并具有較好的耐久性(對構件A I的材質要求同構件B2)，構件C3是一條管子，其上附有電線及數據線(當構件B 2的數據采用無線傳輸方式傳輸給構件A I時，可省去此數據線)，構件C3連通構件Al和構件B2，在靠近構件Al端設有一個開關(當儀器處于閑置存放狀態時，液體存儲于構件Al里，此開關處于關閉狀態用于防止液體外泄，也可將此開關設置于構件Al上，能保證此開關關閉時使液體不能從從構件Al流入構件C3即可)，構件C 3的材質應耐腐蝕，耐沖撞，耐高壓，耐撕扯，具有較好的耐久性，在長期的高壓下應變較小。其每隔一定長度應設置一個鉤子或者繩扣等，便于在洞室墻壁上固定，構件A I上方有一個鉤子，可掛在洞室拱頂預先設置的鉤子上，構件A I上表面設有一個帶有開關的小孔(當儀器處于閑置存放狀態時，此開關處于關閉狀態用于防止液體外泄，當要使用此儀器時，將此開關開啟，使構件A I內液體的上表面與大氣連通，保證液體可順利流入構件B2而不受大氣壓的影響)，構件Al的下部(儲存水銀腔室的底端)設置一個測壓計，另外，構件A I的合適位置設置一個裝置，可接收來自構件B 2的信息，并將來自構件B 2的信息與構件Al的信息進行合并處理，同時，其可以接收和發射無線信號，通過此裝置與裝有此儀器應用程序的手機或電腦等終端設備實現無線聯通，在構件Al的下部設有一個可自動開