一种基于平衡杆原理的双向测斜仪的制作方法

本发明涉及岩土工程稳定性检测技术领域，具体地指一种基于平衡杆原理的双向测斜仪。

背景技术：

随着城市人口密度的增加，高层建筑不断涌现，地铁、高架桥工程日益增多，而此类工程经常需要在密集建筑群之间进行深基坑开挖，为了保护周围建筑物和深基坑自身结构安全，在施工中必须对深基坑和周围建筑物的变形进行检测。

现阶段对变形的检测多采用测斜仪，测斜仪工作的原理是利用中立摆锤始终保持铅直方向的性质，测得仪器中轴线与摆锤垂直线间的倾角在主位移方向的投影，倾角变化会引起电信号变化，通过测量电信号就可以知道被测结构在主位移方向的位移增加量。实际工程中，测斜管的倾斜不止沿着主方向存在位移，沿着主方向的垂向同样存在位移。现阶段的测斜仪要想测量垂向的位移，需要将探头取出旋转90度然后再次进行测量，这样的办法既费时，又容易造成仪器的损坏。

而且目前使用的测斜仪需要配备精密的机械装置，单个测斜仪价格不菲。而且仪器出现问题后检修困难，这都使得检测成本居高不下。

技术实现要素：

本发明的目的就是要提供一种基于平衡杆原理的双向测斜仪，其结构简单，使用方便，造价低廉，精度高，且能同时测得两个方向的位移。

为实现上述目的，本发明所设计的一种基于平衡杆原理的双向测斜仪，包括实测部分、电测部分和夹持部分；

所述实测部分包括直径不同的外环组和内环组，相互垂直且中心相连的内稳定平衡杆和外稳定平衡杆；

所述外环组包括相互垂直且直径相同的外固定环和外电阻环，所述内环组包括相互垂直且直径相同的内固定环和内电阻环，所述外固定环、外电阻环、内固定环和内电阻环的圆心重合，所述内稳定平衡杆和外稳定平衡杆始终保持水平；

所述内稳定平衡杆首尾均与内电阻环内圈接触，所述外稳定平衡杆首尾均与外电阻环内圈接触；

所述外固定环上对称设有安装轴，所述外环组通过安装轴固定在夹持部分上，所述内环组通过安装轴与外环组旋转连接；

所述电测部分包括导线和读测仪，所述导线分别与外环组和内环组连通，所述读测仪通过导线与外环组和内环组连通；

所述夹持部分包括探管和支撑架，所述实测部分设置在探管内，所述支撑架设置在探管外。

进一步地，所述内稳定平衡杆和外稳定平衡杆连接处的下方设有平衡球。

更进一步地，所述内稳定平衡杆和外稳定平衡杆两端均设有电刷，所述内稳定平衡杆首尾均通过电刷与内电阻环内圈接触，所述外稳定平衡杆首尾均通过电刷与外电阻环内圈接触。

进一步地，所述探管内设有用于保护实测部分的柔性材料。

更进一步地，所述支撑架一端连接在探管外壁，所述支撑架另一端设置有导轮。

作为优选项，所述探管顶部设有橡胶塞，所述导线穿过橡胶塞与实测部分连通。

作为优选项，所述探管底部设有橡胶盖。

作为优选项，所述安装轴上还设有用于锁止内稳定平衡杆的锁紧螺钉。

本发明的优点在于：

1、可得到同一点处两个垂直方向的位移：各稳定平衡导杆始终保持水平，通过电刷连接两侧的内嵌于所述电阻环内的电阻丝，各电阻环随探头沿各自的方向倾斜。初始阻值可以被测得并归零，在测斜探头下放的过程中，阻值会相对初始值产生变化，利用电阻丝阻值和长度具有线性对应关系的原理，能够推算出测斜探管倾斜的角度，进而计算出测斜处位移变化情况。

2、有效的降低了成本：一方面结构较为简单，避免了一些高成本的精密的机械电子元件，有效的降低了生产成本；另一当面，所述的圆环组可用螺丝固定于探管内，方便检修、更换，有效的降低了维修成本。

附图说明

图1为本发明的使用状态示意图。

图2为本发明实测部分的结构示意图。

图中：外环组1(其中：外固定环1.1、外电阻环1.2、安装轴1.3、锁紧螺钉1.4)、内环组2(其中：内固定环2.1、内电阻环2.2)、内稳定平衡杆3、外稳定平衡杆4、导线5、读测仪6、探管7、支撑架8、平衡球9、橡胶盖10、导轮11、橡胶塞12、柔性材料13、电刷14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1～2所示的一种基于平衡杆原理的双向测斜仪，包括实测部分、电测部分和夹持部分；所述实测部分包括直径不同的外环组1和内环组2，相互垂直且中心相连的内稳定平衡杆3和外稳定平衡杆4，所述内稳定平衡杆3和外稳定平衡杆4连接处的下方设有平衡球9，平衡球9宜选用铅球。所述外环组1包括相互垂直且直径相同的外固定环1.1和外电阻环1.2，所述内环组2包括相互垂直且直径相同的内固定环2.1和内电阻环2.2，所述外固定环1.1、外电阻环1.2、内固定环2.1和内电阻环2.2的圆心重合，所述内稳定平衡杆3和外稳定平衡杆4始终保持水平；所述内稳定平衡杆3首尾均与内电阻环2.2内圈接触，所述外稳定平衡杆4首尾均与外电阻环1.2内圈接触，所述内稳定平衡杆3和外稳定平衡杆4两端均设有电刷14，所述内稳定平衡杆3首尾均通过电刷14与内电阻环2.2内圈接触，所述外稳定平衡杆4首尾均通过电刷14与外电阻环1.2内圈接触。所述外固定环1.1上对称设有安装轴1.3，所述外环组1通过安装轴1.3固定在夹持部分上，所述内环组2通过安装轴1.3与外环组1旋转连接；所述安装轴1.3上还设有用于锁止内稳定平衡杆3的锁紧螺钉1.4。

所述电测部分包括导线5和读测仪6，所述导线5分别与外环组1和内环组2连通，所述读测仪6通过导线5与外环组1和内环组2连通。

所述夹持部分包括探管7和支撑架8，所述实测部分设置在探管7内，所述支撑架8设置在探管7外，所述支撑架8一端连接在探管7外壁，所述支撑架8另一端设置有导轮11。所述探管7顶部设有橡胶塞12，所述导线5穿过橡胶塞12与实测部分连通。所述探管7底部设有橡胶盖10。所述探管7内还设有用于保护实测部分的柔性材料13。

实际使用时：

工作时，将探管7沿着预埋设的测斜管的导槽缓慢放入，当探管7随测斜管发生倾斜，外环组1和内环组2随之向各自位移方向产生倾斜，带动其内嵌的电阻丝产生倾斜。由于内稳定平衡杆3和外稳定平衡杆4始终保持水平，其与外电阻环1.2和内电阻环2.2的接触位置发生变化。则各回路中的电阻阻值会发生变化，通过测读仪6内的电学元件知电流的变化情况，进而推求出探管7的倾斜度，即可求得探管7的水平方向的位移。

停止使用时，或是在搬运过程中，为避免各电刷14在壳体内转动，将锁紧螺钉1.4插入安装轴1.3，则可实现固定效果。测量时，将锁紧螺钉1.4轻微拔出即可。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。