剖面沉降仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种剖面沉降仪，涉及基础或基础结构的测量装置【技术领域】。加速度计组件固定在钢管外壳内，加速度计组件包括加速度计和探头中轴，加速度计和探头中轴位于钢管外壳内且加速度计固定在钢管外壳的中部，探头中轴与加速度计固定连接，数据采集装置固定在钢管外壳一端的内部，加速度计与数据采集装置的信号输入端连接，金属拉绳固定在钢管外壳的两端，其中一条金属拉绳与数据采集装置的信号输出端连接。所述沉降仪具有测量准确度高、工作效率高、使用寿命长等特点。
【专利说明】剖面沉降仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及基础或基础结构的测量装置【技术领域】，尤其涉及一种剖面沉降仪。
【背景技术】
[0002]剖面沉降仪是一种测定剖面管竖向沉降的原位测试仪器，该仪器是从早期主要用于测试水平位移的测斜仪发展而来，目前发展为可以同时测试竖向和水平变形的综合斜坡测斜仪。测斜仪由探头、电缆线、数据采集仪(读数仪)组成。探头的传感器型式有伺服加速度计式、电阻应变片式、钢弦式、差动电阻式等，目前使用较多的是伺服加速度计式。国内有航天部33所生产的CX系列，国外有美国SINCO公司的数字测斜仪，瑞士的PRIVEC等。
[0003]现有结构存在以下几点不足。①精确度:现在较常使用的测斜仪，在使用过程中，可能会产生如下误差:i)观测误差:每次观测时，人为将电缆线对准管口基准点并拉紧，较容易出现人为误差；ii)电缆线长度变化引起的误差:测斜仪电缆线长期负重，将会出现长度的变化，这就相当于实际测头位置发生了变化，附近的测量值被误认为拟测位置的值，引起测量值失真；iii)温度变化引起的误差:在寒冷地区，温度较低时，电缆线存在不能将其充分拉直的现象，导致测量值失真。②成本问题:现在较常使用的测斜仪，电缆线较贵；同时，人为的正、反向对调拉测，降低了工作效率，增加了工时成本。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种剖面沉降仪，具有测量准确度高、工作效率高、使用寿命长等特点。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种剖面沉降仪，其特征在于:包括滑轮架、加速度计组件、金属拉绳和数据采集装置，加速度计组件固定在滑轮架上，所述加速度计组件包括加速度计和探头中轴，所述加速度计和探头中轴位于所述钢管外壳内且加速度计固定在钢管外壳的中部，探头中轴与加速度计固定连接，所述数据采集装置固定在钢管外壳一端的内部，加速度计与数据采集装置的信号输入端连接，金属拉绳固定在钢管外壳的两端，其中一条金属拉绳与数据采集装置的信号输出端连接。
[0006]优选的，所述滑轮架包括两个滑轮组，每个滑轮组包括两个滑轮和一根滑轮连接杆，两个滑轮通过一根滑轮连接杆连接，滑轮连接杆与钢管外壳轴连接，剖面沉降管内设有上导槽和下导槽，滑轮均与导槽卡扣滑动连接。。
[0007]优选的,所述加速度计使用娃晶体加速度计。
[0008]优选的，所述金属拉绳通过拉绳插头固定在钢管外壳的两端。
[0009]优选的，所述金属拉绳为细钢丝绳与电缆线的集成线。
[0010]优选的，所述金属拉绳上设有触发装置按钮，触发信号通过触发装置按钮传递给数据采集装置自动记录每一测点的测量数据。
[0011]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:(I)滑轮设为倒“八”字型，其优越性有两点:①、在测量时仪器只需从剖面沉降管的一端向另一端同时拉测一次。避免了正反向对调拉测，减低了滑轮的磨损。②、避免了因滑轮偏移造成的测量误差。(2)硅晶体加速度计居中。现有探头的传感器型式存在着质量和体积偏大，价格偏高等缺点，而改进后所采用的硅晶体加速度计具有质量和体积较小，灵敏度较高等优点。(3)加速度计组件与数据采集装置安装在钢管外壳内，触发记录。因为在现场测试中，数据采集装置因接触不良或受外界环境温度、湿度等因素影响常带来一些记录误差，而记录仪芯片安装在钢管内避免了上述误差，提高了测量的准确性。
[0012](4)用于触发记录的信号线外引，使用金属拉绳，将金属拉绳与信号采集装置电连接，集成线的功能。其优点有二:①消除环境因素对测试精度的影响:环境中的温度、湿度会对仪器观测值产生一定的影响，特别是在深季节冻土区的冬天，当最高气温低于_20°C的情况下，在测试过程中，电缆线非常容易硬化，影响测试精度，而金属拉绳的使用克服了在严寒气候条件下电缆线对测量造成的误差；同时剖面沉降仪电缆线因长期负重使其长度发生变化，这就相当于实际加速度计组件的位置发生了变化，拟测位置附近的测值被误认为是拟测位置的值，使测量值失真，但金属拉绳在长期负重的情况下，通常其长度不会发生明显改变，从而避免了因电缆线长度变化而造成的测量误差。
[0013]②将人为因素控制到最小:由于不同的人员在测量过程中拉测电缆线所使用的力度、判断标距的位置不同，从而不能保证每次拉测时严格对准电缆标尺或标记。通过两根金属拉绳同时拉测的方法，可以确保每次拉测位置的精确性，提高了测量值的准确性。综上所述，所述剖面沉降仪具有具有测量准确度高、工作效率高、使用寿命长等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0015]图1是本发明使用状态的剖视结构示意图；
其中:1、剖面沉降管2、金属拉绳3、数据采集装置4、滑轮5、导槽6、钢管外壳7、加速度计8、探头中轴9、滑轮连接杆10、拉绳插头。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，一种剖面沉降仪，包括滑轮架、加速度计组件、钢管外壳、金属拉绳2和数据采集装置3。所述滑轮架包括两个滑轮组，每个滑轮组包括两个滑轮4和一根滑轮连接杆9，两个滑轮4通过一根滑轮连接杆9连接，滑轮连接杆9与钢管外壳6轴连接；在使用时所述剖面沉降仪位于剖面沉降管I内，所述剖面沉降管I的上、下内壁设有导槽5，滑轮组上的滑轮4始终分别与剖面沉降管I上、下内壁的导槽5滑动配合，且滑轮不能脱离导槽5，提高了测量精确度。
[0017]所述加速度计组件包括加速度计7和探头中轴8，优选的，所述加速度计7使用硅晶体加速度计。所述加速度计7和探头中轴8位于所述钢管外壳6内且加速度计7固定在钢管外壳6的中部，探头中轴8与加速度计7固定连接，所述数据采集装置3固定在钢管外壳6 —端的内部。加速度计7与数据采集装置3的信号输入端连接，所述金属拉绳2通过拉绳插头10固定在钢管外壳6的两端，其中一条金属拉绳2与数据采集装置3的信号输出端连接，金属拉绳优选使用钢丝绳。所述金属拉绳上设有触发装置按钮，触发信号通过触发装置按钮传递给数据采集装置自动记录每一测点的测量数据。[0018]工作原理:测斜仪所反映的是土体内的结构物某一位置的倾斜量。以固定在路堤中的测斜仪管道为例，来说明测斜仪的基本原理。由于管子一般较长，整个管子能随土体协调变形。土体发生竖向变形后，整个测斜管随之产生竖向变形，通过测斜仪逐段量测竖向变化，就可以得到每段测斜管的竖向位移增量:
【权利要求】
1.一种剖面沉降仪，其特征在于:包括滑轮架、加速度计组件、金属拉绳(2)和数据采集装置(3)，加速度计组件固定在滑轮架上，所述加速度计组件包括加速度计(7)和探头中轴(8)，所述加速度计(7)和探头中轴(8)位于所述钢管外壳(6)内且加速度计(7)固定在钢管外壳(6)的中部，探头中轴(8)与加速度计(7)固定连接，所述数据采集装置(3)固定在钢管外壳(6)—端的内部，加速度计(7)与数据采集装置(3)的信号输入端连接，金属拉绳(2)固定在钢管外壳(6)的两端，其中一条金属拉绳(2)与数据采集装置(3)的信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的剖面沉降仪，其特征在于:所述滑轮架包括两个滑轮组，每个滑轮组包括两个滑轮(4)和一根滑轮连接杆(9)，两个滑轮(4)通过一根滑轮连接杆(9)连接，滑轮连接杆(9)与钢管外壳(6)轴连接，剖面沉降管(I)内设有上导槽和下导槽，滑轮(4)均与导槽卡扣滑动连接。
3.根据权利要求1或2所述的剖面沉降仪，其特征在于:所述加速度计(7)使用硅晶体加速度计。
4.根据权利要求1或2所述的剖面沉降仪，其特征在于:所述金属拉绳(2)通过拉绳插头(10)固定在钢管外壳(6)的两端。
5.根据权利要求1或2所述的剖面沉降仪，其特征在于:所述金属拉绳(2)为细钢丝绳与电缆线的集成线。
6.根据权利要求1或2所述的剖面沉降仪，其特征在于:所述金属拉绳(2)上设有触发装置按钮，触发信号 通过触发装置按钮传递给数据采集装置(3)自动记录每一测点的测量数据。
【文档编号】G01C9/00GK103604414SQ201310617142
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】孙铁成, 马超, 岳祖润, 邰博文, 宋宏芳, 王天亮, 叶朝良 申请人:石家庄铁道大学