倾角式沉降监测装置的制作方法

1.本实用新型公开了一种倾角式沉降监测装置，涉及工程检测和健康监测应用领域。


背景技术：

2.倾角式沉降监测仪器通过在填充有液体介质的腔体内设置传导系统，不用人工测量，可以自动得到相对基准点的竖向位移和沉降，测量的精度相对比人工测量高。倾角式沉降监测仪器依据液体在水管连通器内自由流动时，液面最终会保持一致的连通器原理，实现沉降监测仪器所在位置的沉降变化测量。如果测点温度不稳定或附近由打桩机工作、列车经过或其他振动源的存在，将极大的干沉降监测传感器的液位，导致数据严重错误。特别是需要在位移超限时立即报警的项目中，误报极其严重，完全无法使用。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题是：针对现有沉降监测仪器误报严重的问题，提供一种新型的倾角式沉降监测装置。
4.本实用新型采用如下技术方案实现：
5.倾角式沉降监测装置，包括若干通过水管13串联的监测壳体1，所述监测壳体1分别布置在基准点和沉降监测点，所述监测壳体1之间通过水管13连接成连通器，内部通入液体介质；所述监测壳体1内部设有倾角感应器3、浮杆4和浮球5，所述倾角感应器3通过转轴2转动装配在监测壳体1内部，所述浮球5通过浮杆4与倾角感应器3固定连接，并漂浮在监测壳体内部的液位上。基于固定基准点原理设计，发生沉降的监测壳体内部液位发生相对变化导致浮球和浮杆摆动，通过限定浮杆的单方向摆动以及监测角度变化范围，可以提高监测设备测量精度和长期稳定性。
6.在本实用新型的倾角式沉降监测装置中，进一步的，所述转轴2的两端分别与固定在监测壳体内部的支撑套筒7支承装配，支撑套筒在监测壳体内部的固定位置给转轴和浮杆一个支撑力，固定其位置。
7.在本实用新型的倾角式沉降监测装置中，进一步的，所述转轴2上固定设有支撑支架8，所述倾角感应器3随支撑支架8一同与转轴2固定，所述支撑支架8的末端与浮杆4固定连接，支撑支架和转轴固定，使其上连接的浮杆只能在其一个方向进行摆动，提高了监测精度。
8.在本实用新型的倾角式沉降监测装置中，进一步的，所述浮杆4垂直于转轴的轴向布置。
9.在本实用新型的倾角式沉降监测装置中，进一步的，所述浮球5为椭圆形球体。
10.在本实用新型的倾角式沉降监测装置中，进一步的，所述转轴2沿监测壳体1的横向方向设置，所述浮杆4沿监测壳体1的纵向方向布置，所述浮杆4与浮球5的长轴方向沿浮杆4重合，浮球5的浮力与浮杆4对浮球5的支撑力方向就会一致，浮杆4对浮球5支撑力对浮
球5产生的浮力影响会更小，进而减小对倾角感应器的影响，提高监测装置的长期稳定，更可以快速精确监测液面高度的微小变化。
11.在本实用新型的倾角式沉降监测装置中，进一步的，所述监测壳体1的长轴两端设置对接水管的接头6。
12.在本实用新型的倾角式沉降监测装置中，进一步的，串联的监测壳体中位于端部的监测壳体布置在基准点，并通过水管与水箱连通。
13.本实用新型基于连通器和倾角原理设计，通过测量若干个相互联通的安装在基准点(不动点)和沉降监测点的监测壳体内液面的相对变化，反推出各个储液罐安装位置相对位置沉降变化量，监测壳体内部限定浮球仅在一个方向变化，提高监测装置的液体位移变化的精确测量，减少其他施工因素造成的误报，主要用于轨道交通结构、地铁支撑墙、房屋建筑等建筑工程结构的不均匀沉降监测。
14.以下通过附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
15.图1为实施例中其中一个监测壳体内部结构示意图。
16.图2为实施例中监测壳体内部转轴、倾角感应器、支撑支架和浮杆的装配主视图。
17.图3为实施例中监测壳体内部转轴、倾角感应器、支撑支架和浮杆的装配俯视图。
18.图4为实施例中的倾角式沉降监测装置的使用示意图。
19.图中标号：1-监测壳体，2-转轴，3-倾角感应器，4-浮杆，5-浮球，6-接头，7-支撑套筒，8-支撑支架，10-水箱，11-基准监测仪，12-沉降监测仪，13-水管。
具体实施方式
20.实施例
21.参见图1和图4，图示中的倾角式沉降监测装置为本实用新型的一种具体实施方案，装置包括若干通过水管13串联的监测壳体1，监测壳体1中至少一个布置在不会发生沉降的基准点，其余布置在沉降监测点位置，通过水管13向所有监测壳体1内部通入液体介质，所有监测壳体1内部通过水管13形成连通器，在监测壳体1内部分别设有监测各自相对液位的监测组件。
22.这里所指的“相对液位”是指监测壳体1与内部的液位之间的相对关系。在本实施例中，由于各个监测壳体1内部通过水管连接成连通器，各个监测壳体内部的实际液位不会发生变化，但在监测壳体1发生位置变化时，监测壳体1相对内部液位会发生相对位置变化。在基准监测点布置的为基准监测仪11，基准点选取不会发生沉降的位置，基准监测仪11的监测壳体1以及内部液位不会发生相对变化，因此基准点的选取必须稳定可靠；在沉降监测点布置的为沉降监测仪12，沉降监测点是可能会发生沉降的位置，当发生沉降时，沉降监测仪12的监测壳体一同沉降，此时壳体内部的液位由于连通器原理并不会随壳体一同沉降，因此监测壳体内部液位会与监测壳体之间发生相对位置变化，通过检测监测壳体内部相对液位即可实现沉降监测。
23.基准监测仪11和沉降监测仪12的结构相同，均包括有监测壳体1，具体如图1所示，监测壳体1内部设有转轴2、倾角感应器3、浮杆4、浮球5、接头6、支撑套筒7、支撑支架8，其
中，转轴2转动装配在监测壳体1内部，倾角感应器3与转轴2固定连接，浮球5通过浮杆4与倾角感应器3固定连接，浮球5和浮杆4通过转轴可以实现单一方向的摆动，浮球5与监测壳体1之间存在连接，同时浮球5通过浮力漂浮在监测壳体内部的液位上。当监测壳体1内部液位发生相对变化时，浮球5和浮杆4绕转轴的轴线发生摆动，倾角感应器3监测浮杆4的摆动角度，当浮杆4的摆动角度超过设定阈值时，即可发出沉降报警信号。或者还可以通过倾角感应器3感应角度的变化并输出相应的电信号，倾角感应器的数据采集系统根据电信号得出测点的液位相对位移变化量，在已知液体密度的情况下计算出监测壳体内部相对液位的变化，即获得沉降数值。
24.倾角感应器3为成熟的检测器件，本实施例在此不对倾角感应器3的具体信号处理过程进行赘述。
25.转轴2的两端分别与固定在监测壳体内部的支撑套筒7支承装配，转轴2与支撑套筒7之间相对转动装配，支撑套筒7在监测壳体内部的固定位置给转轴和浮杆一个支撑力，固定其位置。
26.结合参见图2和图3，在转轴2的中间位置上固定设有支撑支架8，倾角感应器3随支撑支架8一同与转轴2固定连接成一个整体，浮杆4与支撑支架8的末端通过螺纹固定连接，支撑支架8和浮杆4组成的杆体组件垂直于转轴2，相当于支撑支架8和浮杆4通过转轴2铰装在监测壳体1内部，支撑支架8与浮杆4只能在一个方向绕转轴轴线进行摆动，提高了监测精度。
27.再次参见图1，本实施例的浮球5优选设置为椭圆形球体，在监测壳体1内部，转轴2沿监测壳体1的横向方向且尽量靠近监测壳体1其中一端设置，为支撑支架和浮杆腾出更多安装空间，浮杆4沿监测壳体1的纵向方向布置，与转轴2垂直，浮杆4的自由摆动端部与浮球5连接，且浮杆4与浮球5的长轴方向重合，这样的布置方案下，浮球5的浮力与浮杆4对浮球5的支撑力方向就会一致，浮杆4对浮球5支撑力对浮球5产生的浮力影响会更小，对浮球产生的浮力影响会更小，进而减小对倾角感应器的影响，提高监测装置的长期稳定，更可以快速精确监测液面高度的微小变化。
28.监测壳体1的长轴两端设置对接水管的接头6，用于向监测壳体1内部通入液体介质。椭球形的监测壳体1整体表面平整光滑，在配合沉降管一起使用时，可以保证监测壳体在沉降管仪器内拖拉时顺畅，监测壳体1两端对称设置液体介质进出的接头6，方便串联的多个监测壳体1连接和放入沉降管内。
29.在实际应用中，将串联的监测壳体中位于端部的监测壳体布置为基准监测仪11，并通过水管13与水箱10连通，通过水管13向所有串联的监测壳体1内部通入介质水。将基准监测仪11与水箱10连接后，通过补水装置(如水泵)向基准点以及沉降监测点的监测壳体内注水，所有监测壳体到达液面要求后停止注水。检测水管13内是否有气泡，有气泡的把气泡排入监测壳体内，直至将所有气泡排出，同时检查水管和传感器是否有漏水点后，即可开始进行沉降监测。
30.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。