專利名稱：引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種自動(dòng)化引張線式水平位移計(jì)測(cè)量裝置，尤其涉及ー種弓I張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
土石壩的原型觀測(cè)是控制土石壩施工進(jìn)度和質(zhì)量、保證大壩安全運(yùn)行的重要手段。其中土石壩的內(nèi)部水平位移觀測(cè)對(duì)控制大壩的填筑進(jìn)度、評(píng)估大壩的填筑質(zhì)量比較重要。土石壩內(nèi)部水平位移一般采用的觀測(cè)儀器設(shè)備有引張線式水平位移計(jì)、土體位移計(jì)等。其中，引張線式水平位移計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，測(cè)量直觀明了，長(zhǎng)期測(cè)值較可靠，被國(guó)內(nèi)外的土石壩廣泛采用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為土石壩內(nèi)部觀測(cè)的儀器，引張線式水平位移計(jì)已實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)觀測(cè)到電測(cè)化和自動(dòng)化觀測(cè)的轉(zhuǎn)變，引入了測(cè)控機(jī)構(gòu)對(duì)引張線水平位移計(jì)進(jìn)行測(cè)控。隨著引張線式水平位移計(jì)在大型土石壩工程中的推廣應(yīng)用，對(duì)測(cè)控機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化要求越來(lái)越高，對(duì)測(cè)控機(jī)構(gòu)的靈活布置以及與其他觀測(cè)設(shè)備的兼容性要求更強(qiáng)，對(duì)測(cè)控機(jī)構(gòu)的建設(shè)成本和維護(hù)成本更加重視。目前市場(chǎng)上已有的自動(dòng)化引張線式水平位移計(jì)的測(cè)控機(jī)構(gòu)主要有砝碼獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模式測(cè)控機(jī)構(gòu)和砝碼集中驅(qū)動(dòng)模式測(cè)控機(jī)構(gòu)兩種，它們的電測(cè)部分及驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)都極為復(fù)雜，設(shè)備成本與維護(hù)成本較高，并且組網(wǎng)配置不靈活。砝碼獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模式測(cè)控機(jī)構(gòu)整體設(shè)計(jì)成ー個(gè)獨(dú)立專用的測(cè)控機(jī)構(gòu)，采用各條引張線的砝碼加載、卸載獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模式，即一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)適配一條引張線，其電測(cè)部分采用集中式設(shè)計(jì)模式。這種砝碼獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模式測(cè)控機(jī)構(gòu)沒(méi)有采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，僅將主要測(cè)控部分電路、交直流電源、儀器的接線端ロ、各種人工操作按鈕、指示燈、顯示面板等等全部集成到一個(gè)柜子里，整體成本較高。這就造成了測(cè)控機(jī)構(gòu)一旦某一部分出現(xiàn)故障，需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)測(cè)控機(jī)構(gòu)進(jìn)行維修，否則需要將整個(gè)測(cè)控機(jī)構(gòu)返回廠家修理，造成了維護(hù)的不方便，維護(hù)成本高。另ー方面，隨著對(duì)大壩安全的重視程度的増加，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目越來(lái)越多，監(jiān)測(cè)儀器種類越來(lái)越多，就出現(xiàn)了在同一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)多種監(jiān)測(cè)儀器的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)需求。如果還是采用對(duì)某ー類儀器的監(jiān)測(cè)使用獨(dú)立的監(jiān)測(cè)裝置，勢(shì)必在同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)需要安裝多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，這樣會(huì)造成安裝設(shè)備的空間要求大。砝碼集中驅(qū)動(dòng)模式測(cè)控機(jī)構(gòu)可同時(shí)進(jìn)行多條引張線的砝碼加載、卸載，即一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)可適配數(shù)條引張線，整體采用了模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，但是驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)的是較大功率的220V交流電機(jī)，能耗高(大于500W)，因而不能在無(wú)市電時(shí)進(jìn)行測(cè)量工作；并且為實(shí)現(xiàn)正常測(cè)控，除了需要電測(cè)部分、驅(qū)動(dòng)部分外，還需要外部的繼電器裝置，這種測(cè)控機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維護(hù)難度大，并且成本高，并且一旦一臺(tái)加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)生故障會(huì)影響多個(gè)儀器的測(cè)量。

實(shí)用新型內(nèi)容發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供ー種引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，使用低壓、高減速比的直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)砝碼的加載、卸載，采用模塊化和分布式測(cè)量設(shè)計(jì)思想，將測(cè)量裝置的測(cè)控部分簡(jiǎn)化為ー個(gè)測(cè)控模塊，配以通用直流電源即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程測(cè)控，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)單化，使本測(cè)量裝置與大壩安全監(jiān)測(cè)中其他有關(guān)測(cè)量項(xiàng)目的測(cè)量裝置的可以混合配制在同一個(gè)DAU (數(shù)據(jù)采集単元)內(nèi)，設(shè)備配置靈活、安裝方便，并降低了設(shè)備成本及維護(hù)成本。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，包括預(yù)負(fù)載機(jī)構(gòu)、加荷機(jī)構(gòu)、位移傳感器和測(cè)控機(jī)構(gòu)，所述加荷機(jī)構(gòu)包括為引張線的破碼加載或卸載提供驅(qū)動(dòng)的加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)、加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器；所述測(cè)控機(jī)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，包括電源模塊和測(cè)控模塊；所述每個(gè)加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)一條引張線。本方案相對(duì)于現(xiàn)有的采用砝碼獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模式測(cè)控機(jī)構(gòu)的測(cè)量裝置，對(duì)測(cè)控機(jī)構(gòu)采用了模塊化設(shè)計(jì)，可以將砝碼加載和卸載控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)保護(hù)、狀態(tài)監(jiān)視、位移測(cè)量、定時(shí)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程通訊、電源電壓監(jiān)視及電源保護(hù)、蓄電池充電管理等功能均集成到一個(gè)測(cè)控模塊中；同時(shí)，每個(gè)測(cè)控模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)條引張線的控制與測(cè)量，可以根據(jù)需求靈活配制測(cè)控模塊的數(shù)量。對(duì)于分布于不同位置的引張線，可以將測(cè)控模塊配置到大壩安全監(jiān)測(cè)中其他有關(guān)測(cè)量項(xiàng)目的DAU中，實(shí)現(xiàn)混合配置，實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量。對(duì)測(cè)控機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)通信接ロ(比如RS485通信接ロ)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置的遠(yuǎn)程測(cè)控；通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信接ロ，使用安裝有大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集軟件的PDA即可實(shí)現(xiàn)人工操作、數(shù)據(jù)、狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)顯示、數(shù)據(jù)臨時(shí)采集等功能，大大簡(jiǎn)化了測(cè)量裝置的硬件復(fù)雜程度。測(cè)控機(jī)構(gòu)可以采用低壓直流電源接ロ，還可以靈活配置外部交流/直流電源或太陽(yáng)能等供電模塊。采取這些措施，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量裝置的簡(jiǎn)單化、模塊化和分布式測(cè)量，設(shè)備配置靈活、安裝方便，大大減少了所需空間，并降低了設(shè)備成本及維護(hù)成本。本案相對(duì)于現(xiàn)有的砝碼集中驅(qū)動(dòng)模式測(cè)控機(jī)構(gòu)的測(cè)量裝置，由于每個(gè)加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)一條引張線，對(duì)加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率要求低，可以采用基于低壓、高減速比的直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)砝碼的加載、卸載方法，由于每個(gè)電機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)一條引張線，驅(qū)動(dòng)功率小(小于12W)，僅需要小功率的直流電源即可驅(qū)動(dòng)，如果某臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障只影響一條引張線的測(cè)量。同時(shí)，僅需要ー個(gè)測(cè)控機(jī)構(gòu)就可按次序?qū)崿F(xiàn)數(shù)條引張線式水平位移計(jì)的測(cè)量與砝碼的加載、卸載驅(qū)動(dòng)，這不僅大大降低了能耗，而且硬件大大簡(jiǎn)化，降低了成本，當(dāng)部分模塊故障時(shí)僅需要更換上同類的其他正常模塊并設(shè)置簡(jiǎn)單的參數(shù)即可恢復(fù)系統(tǒng)測(cè)量，便于維護(hù)，使用多個(gè)測(cè)控機(jī)構(gòu)即可輕易實(shí)現(xiàn)更多引張線式水平位移計(jì)的測(cè)控。優(yōu)選的,所述加荷機(jī)構(gòu)還包括加荷驅(qū)動(dòng)輪、加荷鋼絲、加荷破碼、加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器，加荷驅(qū)動(dòng)輪安裝在加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，加荷鋼絲纏繞在加荷驅(qū)動(dòng)輪上，且一端與加荷驅(qū)動(dòng)輪固定，另一端與加荷砝碼固定；所述加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器的輸出端接入測(cè)控機(jī)構(gòu)，加荷狀態(tài)傳感器對(duì)加荷砝碼是否完全加載在預(yù)荷載砝碼上進(jìn)行檢測(cè)，卸荷狀態(tài)傳感器對(duì)加荷砝碼是否完全卸載出預(yù)荷載砝碼進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)選的，所述加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用低壓、高減速比的直流減速電機(jī)；這是由于本案對(duì)加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率要求低，而低壓、高減速比的直流減速電機(jī)的功耗低(電壓12VDC，功耗小于12W，減速比大于3000:1);當(dāng)然加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)也可以采用普通直流電機(jī)與減速機(jī)構(gòu)配套的結(jié)構(gòu)代替，一般的低壓小功率節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置皆可。[0013]優(yōu)選的，所述電源模塊的電源接入口包括市電電源接入ロ、太陽(yáng)能電源接入口、風(fēng)能電源接入口和蓄電池電源接入口 ；這是由于本案對(duì)電機(jī)的功耗要求低，其他需電源支持的設(shè)備也都屬于弱電要求，因而本案除了采用市電電源接入方式外，也可以通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能、蓄電池等方式提供電能；同時(shí)采用多種供電方式，能夠在市電電源突然斷電時(shí)，其他方式的供電能夠保證測(cè)量數(shù)據(jù)的連續(xù)性。優(yōu)選的，所述測(cè)控模塊包括砝碼加載和卸載的監(jiān)測(cè)子模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)子模塊、位移測(cè)量子模塊、定時(shí)子模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊、RS485遠(yuǎn)程通訊接ロ、電源監(jiān)測(cè)與保護(hù)子模塊。優(yōu)選的，所述引張線為一條、兩條、三條、四條或以上；若引張線的數(shù)量過(guò)多，可以配置多臺(tái)測(cè)控機(jī)構(gòu)。優(yōu)選的，所述測(cè)控機(jī)構(gòu)包括標(biāo)準(zhǔn)通訊接ロ ；這樣測(cè)控機(jī)構(gòu)就能夠與大壩安全監(jiān)測(cè)中其他有關(guān)測(cè)量項(xiàng)目的測(cè)量模塊混合配置在同一個(gè)DAU中，實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量；并且其不僅能夠與遠(yuǎn)程PC機(jī)通訊進(jìn)行測(cè)控工作，而且可以與便攜式儀表接ロ，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝調(diào)試或維護(hù)時(shí)進(jìn)行測(cè)控工作。優(yōu)選的，該測(cè)量裝置還包括安裝托架、游標(biāo)卡尺，所述預(yù)負(fù)載機(jī)構(gòu)還包括銦鋼絲、銦鋼絲轉(zhuǎn)向輪、銦鋼絲卷輪、負(fù)載卷輪、吊輪，所述加荷機(jī)構(gòu)還包括加荷驅(qū)動(dòng)輪、加荷鋼絲、加荷砝碼、加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器；測(cè)量大壩位移的銦鋼絲由壩體引入經(jīng)銦鋼絲換向輪將銦鋼絲轉(zhuǎn)為垂直向上，然后卷在銦鋼絲卷輪上，銦鋼絲卷輪與負(fù)荷卷輪同軸；負(fù)荷卷輪上的負(fù)荷鋼絲水平引出，經(jīng)過(guò)吊輪后轉(zhuǎn)為垂直向下，并在下端懸掛預(yù)荷載砝碼，作為預(yù)負(fù)載；加荷驅(qū)動(dòng)輪上的加荷鋼絲下端懸掛ー個(gè)加荷破碼、位于加荷破碼的上方，加荷驅(qū)動(dòng)輪安裝在加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上；位移傳感器安裝在銦鋼絲卷輪側(cè)面，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)與銦鋼絲卷輪相連；用以校核的游標(biāo)卡尺與安裝托架位置固定；加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)、位移傳感器、加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器電路連接在測(cè)控模塊上。有益效果本實(shí)用新型提供的引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，采用低壓、高減速比的直流減速電機(jī)進(jìn)行加荷砝碼的驅(qū)動(dòng)，不僅省去了驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，降低了成本，還大大減小了裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積，而且實(shí)現(xiàn)了設(shè)備低能耗，確保在無(wú)市電情況下，方便地利用太陽(yáng)能電源、風(fēng)能電源或蓄電池進(jìn)行連續(xù)測(cè)量工作，保持了測(cè)量數(shù)據(jù)的連續(xù)性；同時(shí)測(cè)控機(jī)構(gòu)劃分為測(cè)控模塊和電源模塊，且可配置便攜式儀表用于現(xiàn)場(chǎng)顯示操作，不僅使各模塊的更加簡(jiǎn)潔，便于調(diào)試及維護(hù)，并且顯示操作模塊和電源模塊是共享模塊，降低了系統(tǒng)成本，更重要的是將關(guān)鍵的測(cè)控、通訊等功能集成到一個(gè)模塊中，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)配置靈活更加方便，能夠與其他測(cè)量類型項(xiàng)目的測(cè)量設(shè)備混合配置到同一個(gè)測(cè)量単元(DAU)中，降低了系統(tǒng)整體空間、成本需求,實(shí)現(xiàn)了與整個(gè)大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的徹底融合。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為測(cè)控機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為測(cè)控機(jī)構(gòu)的具體電路模塊框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)ー步的說(shuō)明。如圖1所示為ー種引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，具體包括銦鋼絲1-1、銦鋼絲換向輪1-16、游標(biāo)卡尺1-2、銦鋼絲卷輪1-3、負(fù)荷卷輪1-6、位移傳感器1-5、負(fù)荷鋼絲1-4、預(yù)荷載砝碼1-8、吊輪1-7、加荷驅(qū)動(dòng)輪1-14、加荷鋼絲1-11、加荷砝碼1-9、加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-13、加荷狀態(tài)傳感器1-12、卸荷狀態(tài)傳感器1-10、測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15以及安裝托架1-17、導(dǎo)線1-18等部件組成。測(cè)量大壩位移的銦鋼絲1-1由壩體引入經(jīng)銦鋼絲換向輪1-16將銦鋼絲1-1轉(zhuǎn)為垂直向上，然后卷在銦鋼絲卷輪1-3上，銦鋼絲卷輪1-3與負(fù)荷卷輪1-6同軸；負(fù)荷卷輪1-6上的負(fù)荷鋼絲1-4水平引出，經(jīng)過(guò)吊輪1-7后在下端懸掛預(yù)荷載砝碼1-8，作為預(yù)負(fù)載；カロ荷鋼絲1-11纏繞在加荷驅(qū)動(dòng)輪1-14上，且一端與加荷驅(qū)動(dòng)輪1-14固定，另一端懸掛加荷石去碼1_9，負(fù)荷鋼絲1-4和加荷鋼絲1_11近似同軸；加荷破碼1_9由加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-13控制，預(yù)荷載砝碼1-8隨銦鋼絲1-1的張馳程度上下運(yùn)動(dòng)；位移傳感器1-5安裝在銦鋼絲卷輪1-3側(cè)面，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)與銦鋼絲卷輪1-3相連；游標(biāo)卡1-2與安裝托架1-17位置固定，用于校核測(cè)量裝置的讀書可靠性。在測(cè)量大壩水平位移時(shí)，測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15自動(dòng)開(kāi)啟測(cè)量系統(tǒng)的電源，加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-13啟動(dòng)，加荷砝碼1-9通過(guò)與預(yù)荷載砝碼1-8同軸的加荷鋼絲1-11向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加荷砝碼1-9與預(yù)負(fù)荷砝碼1-8接觸后，通過(guò)加荷狀態(tài)傳感器1-12確認(rèn)完全加載到預(yù)荷載砝碼
1-8上時(shí)，系統(tǒng)停止加荷動(dòng)作，系統(tǒng)進(jìn)入平衡狀態(tài)(平衡時(shí)間的長(zhǎng)短根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試確定)；當(dāng)平衡時(shí)間結(jié)束時(shí)，測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15自動(dòng)采集數(shù)據(jù)(大壩位移量);數(shù)據(jù)采集完成后，開(kāi)啟卸荷動(dòng)作，系統(tǒng)通過(guò)加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-13反向轉(zhuǎn)動(dòng)加荷驅(qū)動(dòng)輪1-14,將加荷破碼1-9向上提升，當(dāng)控制系統(tǒng)通過(guò)卸荷狀態(tài)傳感器1-10確認(rèn)加荷砝碼1-9與預(yù)荷載砝碼1-8完全分離后，系統(tǒng)停止卸荷動(dòng)作，測(cè)量過(guò)程結(jié)束。本測(cè)量裝置的加荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由加荷驅(qū)動(dòng)輪1-14和加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-13構(gòu)成。其中，加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-13采用直流減速電機(jī)，由微型直流電機(jī)2-1、減速齒輪組2-2和驅(qū)動(dòng)軸
2-3構(gòu)成(如圖2所示)。直流減速電機(jī)電壓低(小于等于12VDC)，功耗低(小于12W)，減速比大(大于3000:1)，其進(jìn)行加荷砝碼驅(qū)動(dòng)，不僅省去了驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，降低了成本，還大大減小了裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積，而且實(shí)現(xiàn)了設(shè)備低能耗，確保在無(wú)市電情況下，方便地利用蓄電電池或太陽(yáng)能進(jìn)行連續(xù)測(cè)量工作，保持了測(cè)量數(shù)據(jù)的連續(xù)性。驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-13受測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15的控制進(jìn)行正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)加荷驅(qū)動(dòng)輪1-14正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)加荷破碼1-9的加載或卸載。本測(cè)量裝置的測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15如圖3所示，主要由測(cè)控模塊3-1、電源模塊3-2、接線端子排3-3以及保護(hù)箱3-4組成。測(cè)控模塊3-1通過(guò)接線端子排3-3與外部位移傳感器1-5、加荷狀態(tài)傳感器1-12、卸荷狀態(tài)傳感器1-10、加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-13連接，電源模塊3-2通過(guò)接線端子排3-3與外部供電電源連接，這樣的設(shè)計(jì)在拆卸時(shí)非常方便；電源模塊3-2直接與測(cè)控模塊3-1連接，供電可靠。電源模塊3-2為測(cè)控模塊3-1提供12VDC電源，本電源模塊3-2為通用電源模塊，可以采用普通AC/DC電源，也可以是太陽(yáng)能、風(fēng)能電源或蓄電池，實(shí)現(xiàn)了電源的廣泛適應(yīng)性配置。測(cè)控模塊3-1可以進(jìn)行四個(gè)引張線式水平位移計(jì)的測(cè)控，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水平位移計(jì)多寡情況，每個(gè)測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15可以配置I 3個(gè)測(cè)控模塊3-1，最大可以實(shí)現(xiàn)12個(gè)水平位移計(jì)的測(cè)控；如果需要實(shí)現(xiàn)更多水平位移計(jì)的測(cè)控，僅需要安裝多個(gè)測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15即可；另外，在本測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15內(nèi)還可以配置其他類型傳感器的測(cè)量模塊。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)靈活配置模塊數(shù)量，還可以實(shí)現(xiàn)混合配置，降低工程成本。本測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15的現(xiàn)場(chǎng)操作顯示部分可由外部便攜式現(xiàn)場(chǎng)操作儀實(shí)現(xiàn)，在需要吋，將便攜式現(xiàn)場(chǎng)操作儀連接到本測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15的通信端口上就可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試或測(cè)控工作，既簡(jiǎn)化了測(cè)控單元，提高了維護(hù)效率，又降低了成本。測(cè)控機(jī)構(gòu)1-15的具體電路模塊結(jié)構(gòu)如圖4所示。電路由防雷保護(hù)接ロ 4-1、電源保護(hù)與管理電路4-2、電源電路4-3、定時(shí)電路4-4、微控制器4-5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理電路4_6、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路4-7、加卸載狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路4-8、電位器測(cè)量電路4-9和通訊電路4-10等組成。防雷保護(hù)接ロ 4-1包括電源接ロ、通信接口和各測(cè)控通道的電機(jī)驅(qū)動(dòng)接ロ、狀態(tài)反饋接ロ、位移傳感器接ロ，對(duì)接入測(cè)控模塊3-1的所有導(dǎo)線進(jìn)行浪涌保護(hù)，防止雷電對(duì)模塊內(nèi)部器件的損壞，降低故障率；電源保護(hù)與管理電路4-2實(shí)現(xiàn)輸入電源的防反接保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)，進(jìn)行對(duì)外部備用電池充電管理，進(jìn)行電源電壓監(jiān)視，當(dāng)電源啟動(dòng)時(shí)，必須在電壓超過(guò)一定值后才開(kāi)始向模塊內(nèi)部供電，當(dāng)在模塊正常工作吋，電源出現(xiàn)不正常且電壓低于一定值時(shí)立即做好相關(guān)數(shù)據(jù)保存工作并斷開(kāi)電源，達(dá)到保護(hù)電源目的；電源電路4-3為整個(gè)模塊內(nèi)部器件提供電源；定時(shí)電路4-4為模塊提供精確的時(shí)間定吋，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)測(cè)量；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理電路4-6實(shí)現(xiàn)大容量測(cè)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，可以保存上萬(wàn)次測(cè)量數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集鏈路故障時(shí)，能保存長(zhǎng)時(shí)間段的定時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，確保不間斷測(cè)量；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路4-7接受微控制器的控制信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向并提供驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)加荷砝碼的加載、卸載；加卸載狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路4-8將測(cè)控裝置上的加荷狀態(tài)傳感器1-12、卸荷狀態(tài)傳感器1-10的信號(hào)進(jìn)行濾波調(diào)理后送給微處理器，由微處理器判斷加荷砝碼的位置狀態(tài)；電位器測(cè)量電路4-9將位移傳感器的反饋電壓信號(hào)進(jìn)行濾波調(diào)理后送給高精度24位A/D，由A/D將電壓信號(hào)數(shù)字化后送給微處理器，并由微處理器進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量；通訊電路4-10進(jìn)行微處理器通信端ロ的串行信號(hào)與RS485總線信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模塊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端的通信聯(lián)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控操作；另一方面，通過(guò)此通訊電路的相應(yīng)接ロ，可以連接手持式現(xiàn)場(chǎng)操作儀表，進(jìn)行測(cè)控裝置的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試或測(cè)控。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，包括預(yù)負(fù)載機(jī)構(gòu)、加荷機(jī)構(gòu)、位移傳感器和測(cè)控機(jī)構(gòu)；所述加荷機(jī)構(gòu)包括為弓I張線的破碼加載或卸載提供驅(qū)動(dòng)的加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)、加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器；其特征在于所述測(cè)控機(jī)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，包括電源模塊和測(cè)控模塊；所述每個(gè)加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)一條弓I張線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，其特征在于所述加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器的輸出端接入測(cè)控模塊，加荷狀態(tài)傳感器對(duì)加荷砝碼是否完全加載在預(yù)荷載砝碼上進(jìn)行檢測(cè)，卸荷狀態(tài)傳感器對(duì)加荷砝碼是否完全卸載出預(yù)荷載砝碼進(jìn)行檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，其特征在于所述加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用低壓、高減速比的直流減速電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)控機(jī)構(gòu)的測(cè)控模塊包括砝碼加載和卸載的監(jiān)測(cè)子模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)子模塊、位移測(cè)量子模塊、定時(shí)子模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊、RS485遠(yuǎn)程通訊接口、電源監(jiān)測(cè)與保護(hù)子模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)控機(jī)構(gòu)能夠測(cè)控的引張線為四條。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)控機(jī)構(gòu)包括標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，其特征在于所述電源模塊的電源接入口包括市電電源接入口、太陽(yáng)能電源接入口、風(fēng)能電源接入口和蓄電池電源接入口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，其特征在于該測(cè)量裝置還包括安裝托架、游標(biāo)卡尺，所述預(yù)負(fù)載機(jī)構(gòu)包括負(fù)載鋼絲、預(yù)荷載砝碼、銦鋼絲、銦鋼絲轉(zhuǎn)向輪、銦鋼絲卷輪、負(fù)載卷輪、吊輪；測(cè)量大壩位移的銦鋼絲由壩體引入經(jīng)銦鋼絲換向輪將銦鋼絲轉(zhuǎn)為垂直向上，然后卷在銦鋼絲卷輪上，銦鋼絲卷輪與負(fù)荷卷輪同軸；負(fù)荷卷輪上的負(fù)荷鋼絲水平引出，經(jīng)過(guò)吊輪后轉(zhuǎn)為垂直向下，并在下端懸掛預(yù)荷載砝碼，作為預(yù)負(fù)載；所述加荷機(jī)構(gòu)還包括加荷驅(qū)動(dòng)輪、加荷鋼絲、加荷破碼，加荷驅(qū)動(dòng)輪安裝在加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，加荷鋼絲纏繞在加荷驅(qū)動(dòng)輪上，下端懸掛一個(gè)加荷砝碼，位于預(yù)荷載砝碼的上方；位移傳感器安裝在銦鋼絲卷輪側(cè)面，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)與銦鋼絲卷輪相連；用以校核的游標(biāo)卡尺與安裝托架位置固定；加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)、位移傳感器、加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器電路連接在測(cè)控模塊上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種引張線式水平位移計(jì)分布式測(cè)量裝置，包括預(yù)負(fù)載機(jī)構(gòu)、加荷機(jī)構(gòu)、位移傳感器和測(cè)控機(jī)構(gòu)；加荷機(jī)構(gòu)包括為引張線的砝碼加載或卸載提供驅(qū)動(dòng)的加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)、加荷狀態(tài)傳感器和卸荷狀態(tài)傳感器；測(cè)控機(jī)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，包括電源模塊和測(cè)控模塊；每個(gè)加荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)一條引張線。本實(shí)用新型提供的測(cè)量裝置，使用低壓、高減速比的直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)砝碼的加載、卸載，采用模塊化和分布式測(cè)量設(shè)計(jì)思想，將測(cè)量裝置的測(cè)控部分簡(jiǎn)化為一個(gè)測(cè)控模塊，配以通用直流電源即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程測(cè)控，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)單化，設(shè)備配置靈活、安裝方便，并降低了設(shè)備成本及維護(hù)成本。
文檔編號(hào)G01B5/02GK202869406SQ201220371539
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者羅孝兵, 鄭水華, 藍(lán)彥, 李桂平, 華濤, 劉艷平 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 南京南瑞集團(tuán)公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司