剖面沉降儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種剖面沉降儀，涉及基礎(chǔ)或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的測量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。加速度計組件固定在鋼管外殼內(nèi)，加速度計組件包括加速度計和探頭中軸，加速度計和探頭中軸位于鋼管外殼內(nèi)且加速度計固定在鋼管外殼的中部，探頭中軸與加速度計固定連接，數(shù)據(jù)采集裝置固定在鋼管外殼一端的內(nèi)部，加速度計與數(shù)據(jù)采集裝置的信號輸入端連接，金屬拉繩固定在鋼管外殼的兩端，其中一條金屬拉繩與數(shù)據(jù)采集裝置的信號輸出端連接。所述沉降儀具有測量準確度高、工作效率高、使用壽命長等特點。
【專利說明】剖面沉降儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基礎(chǔ)或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的測量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種剖面沉降儀。
【背景技術(shù)】
[0002]剖面沉降儀是一種測定剖面管豎向沉降的原位測試儀器，該儀器是從早期主要用于測試水平位移的測斜儀發(fā)展而來，目前發(fā)展為可以同時測試豎向和水平變形的綜合斜坡測斜儀。測斜儀由探頭、電纜線、數(shù)據(jù)采集儀(讀數(shù)儀)組成。探頭的傳感器型式有伺服加速度計式、電阻應(yīng)變片式、鋼弦式、差動電阻式等，目前使用較多的是伺服加速度計式。國內(nèi)有航天部33所生產(chǎn)的CX系列，國外有美國SINCO公司的數(shù)字測斜儀，瑞士的PRIVEC等。
[0003]現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在以下幾點不足。①精確度:現(xiàn)在較常使用的測斜儀，在使用過程中，可能會產(chǎn)生如下誤差:i)觀測誤差:每次觀測時，人為將電纜線對準管口基準點并拉緊，較容易出現(xiàn)人為誤差；ii)電纜線長度變化引起的誤差:測斜儀電纜線長期負重，將會出現(xiàn)長度的變化，這就相當于實際測頭位置發(fā)生了變化，附近的測量值被誤認為擬測位置的值，引起測量值失真；iii)溫度變化引起的誤差:在寒冷地區(qū)，溫度較低時，電纜線存在不能將其充分拉直的現(xiàn)象，導(dǎo)致測量值失真。②成本問題:現(xiàn)在較常使用的測斜儀，電纜線較貴；同時，人為的正、反向?qū)φ{(diào)拉測，降低了工作效率，增加了工時成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種剖面沉降儀，具有測量準確度高、工作效率高、使用壽命長等特點。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種剖面沉降儀，其特征在于:包括滑輪架、加速度計組件、金屬拉繩和數(shù)據(jù)采集裝置，加速度計組件固定在滑輪架上，所述加速度計組件包括加速度計和探頭中軸，所述加速度計和探頭中軸位于所述鋼管外殼內(nèi)且加速度計固定在鋼管外殼的中部，探頭中軸與加速度計固定連接，所述數(shù)據(jù)采集裝置固定在鋼管外殼一端的內(nèi)部，加速度計與數(shù)據(jù)采集裝置的信號輸入端連接，金屬拉繩固定在鋼管外殼的兩端，其中一條金屬拉繩與數(shù)據(jù)采集裝置的信號輸出端連接。
[0006]優(yōu)選的，所述滑輪架包括兩個滑輪組，每個滑輪組包括兩個滑輪和一根滑輪連接桿，兩個滑輪通過一根滑輪連接桿連接，滑輪連接桿與鋼管外殼軸連接，剖面沉降管內(nèi)設(shè)有上導(dǎo)槽和下導(dǎo)槽，滑輪均與導(dǎo)槽卡扣滑動連接。。
[0007]優(yōu)選的,所述加速度計使用娃晶體加速度計。
[0008]優(yōu)選的，所述金屬拉繩通過拉繩插頭固定在鋼管外殼的兩端。
[0009]優(yōu)選的，所述金屬拉繩為細鋼絲繩與電纜線的集成線。
[0010]優(yōu)選的，所述金屬拉繩上設(shè)有觸發(fā)裝置按鈕，觸發(fā)信號通過觸發(fā)裝置按鈕傳遞給數(shù)據(jù)采集裝置自動記錄每一測點的測量數(shù)據(jù)。
[0011]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:(I)滑輪設(shè)為倒“八”字型，其優(yōu)越性有兩點:①、在測量時儀器只需從剖面沉降管的一端向另一端同時拉測一次。避免了正反向?qū)φ{(diào)拉測，減低了滑輪的磨損。②、避免了因滑輪偏移造成的測量誤差。(2)硅晶體加速度計居中。現(xiàn)有探頭的傳感器型式存在著質(zhì)量和體積偏大，價格偏高等缺點，而改進后所采用的硅晶體加速度計具有質(zhì)量和體積較小，靈敏度較高等優(yōu)點。(3)加速度計組件與數(shù)據(jù)采集裝置安裝在鋼管外殼內(nèi)，觸發(fā)記錄。因為在現(xiàn)場測試中，數(shù)據(jù)采集裝置因接觸不良或受外界環(huán)境溫度、濕度等因素影響常帶來一些記錄誤差，而記錄儀芯片安裝在鋼管內(nèi)避免了上述誤差，提高了測量的準確性。
[0012](4)用于觸發(fā)記錄的信號線外引，使用金屬拉繩，將金屬拉繩與信號采集裝置電連接，集成線的功能。其優(yōu)點有二:①消除環(huán)境因素對測試精度的影響:環(huán)境中的溫度、濕度會對儀器觀測值產(chǎn)生一定的影響，特別是在深季節(jié)凍土區(qū)的冬天，當最高氣溫低于_20°C的情況下，在測試過程中，電纜線非常容易硬化，影響測試精度，而金屬拉繩的使用克服了在嚴寒氣候條件下電纜線對測量造成的誤差；同時剖面沉降儀電纜線因長期負重使其長度發(fā)生變化，這就相當于實際加速度計組件的位置發(fā)生了變化，擬測位置附近的測值被誤認為是擬測位置的值，使測量值失真，但金屬拉繩在長期負重的情況下，通常其長度不會發(fā)生明顯改變，從而避免了因電纜線長度變化而造成的測量誤差。
[0013]②將人為因素控制到最小:由于不同的人員在測量過程中拉測電纜線所使用的力度、判斷標距的位置不同，從而不能保證每次拉測時嚴格對準電纜標尺或標記。通過兩根金屬拉繩同時拉測的方法，可以確保每次拉測位置的精確性，提高了測量值的準確性。綜上所述，所述剖面沉降儀具有具有測量準確度高、工作效率高、使用壽命長等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0015]圖1是本發(fā)明使用狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、剖面沉降管2、金屬拉繩3、數(shù)據(jù)采集裝置4、滑輪5、導(dǎo)槽6、鋼管外殼7、加速度計8、探頭中軸9、滑輪連接桿10、拉繩插頭。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種剖面沉降儀，包括滑輪架、加速度計組件、鋼管外殼、金屬拉繩2和數(shù)據(jù)采集裝置3。所述滑輪架包括兩個滑輪組，每個滑輪組包括兩個滑輪4和一根滑輪連接桿9，兩個滑輪4通過一根滑輪連接桿9連接，滑輪連接桿9與鋼管外殼6軸連接；在使用時所述剖面沉降儀位于剖面沉降管I內(nèi)，所述剖面沉降管I的上、下內(nèi)壁設(shè)有導(dǎo)槽5，滑輪組上的滑輪4始終分別與剖面沉降管I上、下內(nèi)壁的導(dǎo)槽5滑動配合，且滑輪不能脫離導(dǎo)槽5，提高了測量精確度。
[0017]所述加速度計組件包括加速度計7和探頭中軸8，優(yōu)選的，所述加速度計7使用硅晶體加速度計。所述加速度計7和探頭中軸8位于所述鋼管外殼6內(nèi)且加速度計7固定在鋼管外殼6的中部，探頭中軸8與加速度計7固定連接，所述數(shù)據(jù)采集裝置3固定在鋼管外殼6 —端的內(nèi)部。加速度計7與數(shù)據(jù)采集裝置3的信號輸入端連接，所述金屬拉繩2通過拉繩插頭10固定在鋼管外殼6的兩端，其中一條金屬拉繩2與數(shù)據(jù)采集裝置3的信號輸出端連接，金屬拉繩優(yōu)選使用鋼絲繩。所述金屬拉繩上設(shè)有觸發(fā)裝置按鈕，觸發(fā)信號通過觸發(fā)裝置按鈕傳遞給數(shù)據(jù)采集裝置自動記錄每一測點的測量數(shù)據(jù)。[0018]工作原理:測斜儀所反映的是土體內(nèi)的結(jié)構(gòu)物某一位置的傾斜量。以固定在路堤中的測斜儀管道為例，來說明測斜儀的基本原理。由于管子一般較長，整個管子能隨土體協(xié)調(diào)變形。土體發(fā)生豎向變形后，整個測斜管隨之產(chǎn)生豎向變形，通過測斜儀逐段量測豎向變化，就可以得到每段測斜管的豎向位移增量:
【權(quán)利要求】
1.一種剖面沉降儀，其特征在于:包括滑輪架、加速度計組件、金屬拉繩(2)和數(shù)據(jù)采集裝置(3)，加速度計組件固定在滑輪架上，所述加速度計組件包括加速度計(7)和探頭中軸(8)，所述加速度計(7)和探頭中軸(8)位于所述鋼管外殼(6)內(nèi)且加速度計(7)固定在鋼管外殼(6)的中部，探頭中軸(8)與加速度計(7)固定連接，所述數(shù)據(jù)采集裝置(3)固定在鋼管外殼(6)—端的內(nèi)部，加速度計(7)與數(shù)據(jù)采集裝置(3)的信號輸入端連接，金屬拉繩(2)固定在鋼管外殼(6)的兩端，其中一條金屬拉繩(2)與數(shù)據(jù)采集裝置(3)的信號輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剖面沉降儀，其特征在于:所述滑輪架包括兩個滑輪組，每個滑輪組包括兩個滑輪(4)和一根滑輪連接桿(9)，兩個滑輪(4)通過一根滑輪連接桿(9)連接，滑輪連接桿(9)與鋼管外殼(6)軸連接，剖面沉降管(I)內(nèi)設(shè)有上導(dǎo)槽和下導(dǎo)槽，滑輪(4)均與導(dǎo)槽卡扣滑動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剖面沉降儀，其特征在于:所述加速度計(7)使用硅晶體加速度計。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剖面沉降儀，其特征在于:所述金屬拉繩(2)通過拉繩插頭(10)固定在鋼管外殼(6)的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剖面沉降儀，其特征在于:所述金屬拉繩(2)為細鋼絲繩與電纜線的集成線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剖面沉降儀，其特征在于:所述金屬拉繩(2)上設(shè)有觸發(fā)裝置按鈕，觸發(fā)信號 通過觸發(fā)裝置按鈕傳遞給數(shù)據(jù)采集裝置(3)自動記錄每一測點的測量數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01C9/00GK103604414SQ201310617142
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】孫鐵成, 馬超, 岳祖潤, 邰博文, 宋宏芳, 王天亮, 葉朝良 申請人:石家莊鐵道大學