一种基于磁栅传感器的倾角计及其测量方法与流程

本发明属于建筑安全监测技术领域，尤其涉及一种基于磁栅传感器的倾角计及其测量方法。

背景技术：

现有的深层水平位移的测量方法一般分为活动式和固定式，而两者的测量原理均为测量单点倾角变化，通过假定或测量某点的水平位移量，累加得到整体的水平位移，所以各类测量设备差别在于倾斜角度测量方法的不同，现有的一般采用倾角传感器、加速度计测量，但现有的倾角传感器精度及稳定性容易受到温度、震动等因素的影响，而加速度计测量装置大多为进口设备，使用成本较高。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的难题，本发明提供了一种基于磁栅传感器的倾角计及其测量方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种基于磁栅传感器的倾角计，包括屏蔽壳体、设置于壳体上的磁栅传感器，所述磁栅传感器包括磁栅检测端及磁铁感应端，所述磁铁感应端上设置有驱动组件，所述驱动组件垂直向下设置，所述驱动组件运动带动所述磁铁感应端转动。

优选地，所述磁铁感应端上垂直设置有一连接轴，所述驱动组件穿设于所述连接轴上。

优选地，所述壳体上设置有支架，所述连接轴穿设于所述支架上，且所述连接轴的一端连接于所述磁铁感应端，所述驱动组件带动所述连接轴及磁铁感应端转动。

优选地，所述磁栅传感器设置有两个，两个所述磁栅传感器的轴线呈90°夹角设置。

优选地，所述磁铁感应端为圆形磁铁。

优选地，所述驱动组件为摆锤，所述摆锤的一端套置于连接轴上，另一端垂直向下设置。

优选地，所述外壳上还设置有处理模块及通讯模块。

优选地，所述处理及通讯模块设置于所述驱动组件下方。

优选地，以上所述的一种基于磁栅传感器的倾角计的测量方法，包括如下步骤：

s1、将倾角计固定安装于被测墙体；

s2、当墙体发生倾斜后，摆锤在重力的作用下摆动；

s3、摆锤带动连接轴和磁铁感应端旋转；

s4、磁栅感应端通过磁铁感应端转动角度进行测量磁场角度，并将数据传送给处理模块进行处理，处理模块将进行处理后的信息通过通讯模块上传。

本发明的有益效果体现在：本发明的倾角计采用两轴测量，结合绝对角度测量，实现了无零漂和累积误差，且功耗低。本发明中部件均采用非金属式，且通过使用干式非金属轴承（塑料或陶瓷），无磁干扰，阻力小。通过磁屏蔽外壳，实现了防水防磁，长时间使用稳定性好。

附图说明

图1：本发明的倾角计结构示意图。

其中，1壳体，2磁栅检测端，3磁铁感应端，4支架，5摆锤，6连接轴，7连接板，8处理及通讯模块。

具体实施方式

以下结合实施例具体阐述本发明的技术方案，本发明揭示了一种基于磁栅传感器的倾角计，结合图1所示，包括屏蔽壳体1、设置于壳体1上的磁栅传感器，所述磁栅传感器通过连接板7连接于所述壳体1上。为同时监测墙体两个方向的倾斜角度，本发明中所述磁栅传感器设置有两个，两个所述磁栅传感器的轴线呈90°夹角设置。

所述磁栅传感器包括磁栅检测端2及磁铁感应端3，所述磁铁感应端3为圆形磁铁。所述磁铁感应端3上通过连接轴6设置有驱动组件，所述驱动组件垂直向下设置，所述驱动组件运动带动所述磁铁感应端3转动。所述外壳上还设置有处理及通讯模块8。所述处理及通讯模块8设置于所述驱动组件下方。

本实施例中，所述驱动组件为摆锤5。具体的，所述壳体1上设置有支架4，所述连接轴6穿设于所述支架4上，且所述连接轴6的一端锤子连接于所述磁铁感应端3，所述摆锤5的一端连接于所述连接轴6上，另一端垂直向下设置。

本发明中采用磁栅传感器实现绝对角度测量，相较于容栅、光栅传感器，不需要一直供电持续测量（栅脉冲计数），只需要在需要测量的时候给传感器供电就可读取绝对角度，无零漂和累积误差，可以降低设备功耗，适用于电池供电长期测量的应用场景。

同时，也由于磁栅倾角计使用磁场来测量角度，为了保证测量精度，需要隔绝外界磁场，且自身零件除磁铁外均不能带有磁性，因此外壳选用磁屏蔽材料，内部零件则使用非磁性材料。本实施例附图中壳体仅仅显示一面，实际应用中，所述壳体为常规意义上的六面体。

为了降低摆锤转动的粘滞阻力以提高灵敏度并防止生锈，本发明中的连接轴及连接轴与支架之间的轴承采用干式（轴承内无润滑油）非金属材料（塑料或陶瓷）轴承，能达到极低温漂和长时间稳定性的要求。

本发明还揭示了以上所述的一种基于磁栅传感器的倾角计的测量方法，包括如下步骤：

s1、将倾角计固定安装于被测墙体；

s2、当墙体发生倾斜后，摆锤在重力的作用下摆动；

s3、摆锤带动连接轴和磁铁感应端旋转；

s4、磁栅感应端通过磁铁感应端转动角度进行测量磁场角度，并将数据传送给处理模块进行处理，处理模块将进行处理后的信息通过通讯模块上传。

当然本发明尚有多种具体的实施方式，在此就不一一列举。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

技术特征：

1.一种基于磁栅传感器的倾角计，其特征在于：包括屏蔽壳体、设置于壳体上的磁栅传感器，所述磁栅传感器包括磁栅检测端及磁铁感应端，所述磁铁感应端上设置有驱动组件，所述驱动组件垂直向下设置，所述驱动组件运动带动所述磁铁感应端转动。

2.如权利要求1所述的一种基于磁栅传感器的倾角计，其特征在于：所述磁铁感应端上垂直设置有一连接轴，所述驱动组件穿设于所述连接轴上。

3.如权利要求1所述的一种基于磁栅传感器的倾角计，其特征在于：所述壳体上设置有支架，所述连接轴穿设于所述支架上，且所述连接轴的一端连接于所述磁铁感应端，所述驱动组件带动所述连接轴及磁铁感应端转动。

4.如权利要求1所述的一种基于磁栅传感器的倾角计，其特征在于：所述磁栅传感器设置有两个，两个所述磁栅传感器的轴线呈90°夹角设置。

5.如权利要求1所述的一种基于磁栅传感器的倾角计，其特征在于：所述磁铁感应端为圆形磁铁。

6.如权利要求1所述的一种基于磁栅传感器的倾角计，其特征在于：所述驱动组件为摆锤，所述摆锤的一端套置于连接轴上，另一端垂直向下设置。

7.如权利要求1所述的一种基于磁栅传感器的倾角计，其特征在于：所述外壳上还设置有处理模块及通讯模块。

8.如权利要求7所述的一种基于磁栅传感器的倾角计，其特征在于：所述处理及通讯模块设置于所述驱动组件下方。

9.如权利要求1-8中任意一所述的一种基于磁栅传感器的倾角计的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

s1、将倾角计固定安装于被测墙体；

s2、当墙体发生倾斜后，摆锤在重力的作用下摆动；

s3、摆锤带动连接轴和磁铁感应端旋转；

s4、磁栅感应端通过磁铁感应端转动角度进行测量磁场角度，并将数据传送给处理模块进行处理，处理模块将进行处理后的信息通过通讯模块上传。

技术总结
本发明提供了一种基于磁栅传感器的倾角计及其测量方法，所述倾角计包括屏蔽壳体、设置于壳体上的磁栅传感器，所述磁栅传感器包括磁栅检测端及磁铁感应端，所述磁铁感应端上设置有驱动组件，所述驱动组件垂直向下设置，所述驱动组件运动带动所述磁铁感应端转动。本发明的有益效果体现在：本发明的倾角计采用两轴测量，结合绝对角度测量，实现了无零漂和累积误差，且功耗低。本发明中部件均采用非金属式，且通过使用干式非金属轴承（塑料或陶瓷），无磁干扰，阻力小。通过磁屏蔽外壳，实现了防水防磁，长时间使用稳定性好。

技术研发人员：张亦明;郁健
受保护的技术使用者：元准智能科技(苏州)有限公司;苏州市建筑科学研究院集团股份有限公司
技术研发日：2020.07.23
技术公布日：2020.10.20