沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀及系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于洞室拱頂沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀及系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近幾十年我國(guó)公路交通事業(yè)的快速發(fā)展，隧道越來越多，單洞隧道越來越長(zhǎng)，如何在施工中不斷地修正設(shè)計(jì)參數(shù)、優(yōu)化施工方法，以及在不大幅增加施工成本的前提下有效避免事故的發(fā)生，對(duì)隧道施工進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控量測(cè)必不可少。目前隧道施工中普遍通過使用水準(zhǔn)儀、鋼尺和塔尺等工具每隔一定時(shí)間測(cè)量拱頂預(yù)設(shè)測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)的高差變化來計(jì)算拱頂下沉量，但是此方法有五個(gè)缺點(diǎn):一，工作量大；二，精確度低；三，與其他環(huán)節(jié)的施工作業(yè)互相干擾大；四，無法提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；五，工作人員面臨的危險(xiǎn)較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測(cè)量精度高的沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀及系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)方法。
[0004]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本發(fā)明公開的一個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀，它包括構(gòu)件A、構(gòu)件B和構(gòu)件C，所述構(gòu)件C包括管道，所述構(gòu)件A通過該管道與所述構(gòu)件B連通，在使用的情況下，所述構(gòu)件A、管道和構(gòu)件B內(nèi)裝入液體，所述構(gòu)件A、構(gòu)件B內(nèi)各設(shè)置一個(gè)用于測(cè)量各自內(nèi)部液體壓力的測(cè)壓計(jì)，根據(jù)其壓力差的變化計(jì)算所監(jiān)測(cè)斷面上部結(jié)構(gòu)的下沉量。
[0006]一種沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，它包括至少一個(gè)終端設(shè)備和至少一個(gè)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀，所述構(gòu)件A或構(gòu)件B上設(shè)置有與所述終端設(shè)備進(jìn)行無線信號(hào)傳輸?shù)男盘?hào)收發(fā)裝置。同時(shí)使用兩個(gè)壓力計(jì)是此沉降預(yù)警儀的關(guān)鍵；終端設(shè)備為普通的電腦或智能手機(jī)。
[0007]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述預(yù)警儀同時(shí)使用兩個(gè)壓力計(jì)并根據(jù)其壓力差的變化計(jì)算沉降量，兩個(gè)壓力計(jì)分別設(shè)置于構(gòu)件A和構(gòu)件B中。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件B上設(shè)置能開啟或者關(guān)閉的孔。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件B上一處采用透明材料。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件A內(nèi)設(shè)置液體存儲(chǔ)腔室，在未使用情況下，用于存儲(chǔ)液體。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件A與管道和構(gòu)件B之間還通過數(shù)據(jù)線或者無線傳輸方式連接。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件A上設(shè)置有可自動(dòng)啟動(dòng)并可無線關(guān)閉的警示燈，且其燈光至少應(yīng)有兩種顏色以分別表示其監(jiān)測(cè)對(duì)象所處的狀態(tài)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件A上還設(shè)置有與終端設(shè)備之間進(jìn)行無線信號(hào)傳輸?shù)氖瞻l(fā)裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件A或構(gòu)件B內(nèi)設(shè)置電源，該電源為構(gòu)件A、構(gòu)件B內(nèi)的測(cè)壓計(jì)、信息收發(fā)及傳輸裝置和警報(bào)系統(tǒng)提供電能。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件C上間隔設(shè)置鉤子或繩扣。
[0017]本發(fā)明還可以是:
[0018]—種沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于它包括:
[0019]將構(gòu)件A設(shè)置于待監(jiān)測(cè)工程上部；
[0020]構(gòu)件B設(shè)置于待監(jiān)測(cè)工程下部穩(wěn)定處；
[0021]讀取位于構(gòu)件A和構(gòu)件B內(nèi)的測(cè)壓計(jì)初期值分別為Pai和P B1;當(dāng)待監(jiān)測(cè)工程下沉A比時(shí)，構(gòu)件A隨之下降A(chǔ)h1，導(dǎo)致液面下降A(chǔ)h1，而構(gòu)件B無位移，由于長(zhǎng)時(shí)間處于高壓力下，構(gòu)件B和構(gòu)件C產(chǎn)生一定應(yīng)變，以及液體揮發(fā)，導(dǎo)致液面下降Δ h2，此時(shí)，位于構(gòu)件A和構(gòu)件B內(nèi)的測(cè)壓計(jì)讀數(shù)分別為Pa2和P B2，其中Pa2= P A1-PgA h2，Pb2= P b1_ P g ( A Ill+ Δ h2)，則待監(jiān)測(cè)工程下沉值:
[0022]Ah1= [ (P B1-PA1) - (Pb2-Pa2) ] / P g
[0023]其中，P為液體密度，g為重力加速度。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述構(gòu)件A上設(shè)有裝置可對(duì)構(gòu)件A和構(gòu)件B內(nèi)的測(cè)壓計(jì)信息按照上述方法進(jìn)行處理得出沉降值，并通過無線信號(hào)傳輸方式發(fā)送至終端設(shè)備，終端設(shè)備上設(shè)置待監(jiān)測(cè)工程沉降參數(shù)參考值，所述沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀的測(cè)量值超過該參考值時(shí)，終端設(shè)備發(fā)出警報(bào)信息，并無線啟動(dòng)沉降值超過設(shè)定值的預(yù)警儀的警報(bào)燈。也可將待檢測(cè)工程沉降參考值設(shè)置于處理構(gòu)件A和構(gòu)件B中壓力計(jì)信息的裝置中，所述的某個(gè)沉降實(shí)時(shí)預(yù)警儀的測(cè)量值超過該參考值時(shí)，預(yù)警儀警報(bào)燈自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)向終端發(fā)出警報(bào)信息。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:
[0026]本發(fā)明的一種沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，具有:
[0027](I)沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)由多個(gè)沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀和多個(gè)終端設(shè)備共同工作組成；
[0028](2)每個(gè)預(yù)警儀同時(shí)使用兩個(gè)測(cè)壓計(jì)測(cè)壓，根據(jù)其壓力差的變化計(jì)算所監(jiān)測(cè)斷面上部結(jié)構(gòu)的下沉量，可有效減少誤差；終端設(shè)備為普通的電腦或智能手機(jī)等。
[0029](3)通過已成熟的無線信號(hào)傳輸技術(shù)及裝有此儀器應(yīng)用程序的電腦或手機(jī)等終端設(shè)備來保證工作人員可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)任何斷面的拱頂下沉數(shù)據(jù)，當(dāng)某斷面的沉降值超過設(shè)定值時(shí)，警報(bào)系統(tǒng)啟動(dòng)，工作人員可實(shí)時(shí)接收到警報(bào)信息，沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀的警報(bào)燈開啟，沉降值超過設(shè)定值的斷面的預(yù)警儀與其他斷面的預(yù)警儀的警報(bào)燈燈光顏色不同，方便工作人員迅速確定危險(xiǎn)斷面。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本申請(qǐng)文件實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是對(duì)本申請(qǐng)文件中一些實(shí)施例的參考，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。
[0031]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀安裝示意圖。
[0033]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為:
[0034]I 一構(gòu)件A，2 一構(gòu)件B，3 一構(gòu)件C。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0036]一種沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，由至少一個(gè)沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警儀和至少一個(gè)終端設(shè)備共同工作組成，終端設(shè)備為普通的電腦或智能手機(jī)等，預(yù)警儀如圖1和圖2所示，它包括構(gòu)件Al、構(gòu)件B2和構(gòu)件C3，所述構(gòu)件C3包括管道，所述構(gòu)件Al通過該管道與所述構(gòu)件B2連通，在使用的情況下，所述構(gòu)件Al、管道和構(gòu)件B2內(nèi)裝入液體(推薦水銀)，所述構(gòu)件Al、構(gòu)件B2內(nèi)各設(shè)置一個(gè)用于測(cè)量各自內(nèi)部液體壓力的測(cè)壓計(jì)。
[0037]具體地，構(gòu)件B 2里設(shè)有一個(gè)測(cè)壓計(jì)，構(gòu)件B 2側(cè)邊(或者上部)設(shè)有一個(gè)帶有開關(guān)的小孔(當(dāng)使用此儀器時(shí)，要往構(gòu)件B 2里充液體，此開關(guān)用于排除空氣，待足夠多液體進(jìn)入構(gòu)件B 2時(shí)關(guān)閉此開關(guān))，在小孔的附近應(yīng)有一處是由透明的材質(zhì)做成，以便于觀測(cè)構(gòu)件B2里面液體的多少，構(gòu)件B2的底部為電池槽，電池為監(jiān)測(cè)預(yù)警儀提供電能，并應(yīng)有較長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間，構(gòu)件B 2的材質(zhì)應(yīng)耐腐蝕，耐沖撞，耐高壓，并具有較好的耐久性(對(duì)構(gòu)件A I的材質(zhì)要求同構(gòu)件B2)，構(gòu)件C3是一條管子，其上附有電線及數(shù)據(jù)線(當(dāng)構(gòu)件B 2的數(shù)據(jù)采用無線傳輸方式傳輸給構(gòu)件A I時(shí)，可省去此數(shù)據(jù)線)，構(gòu)件C3連通構(gòu)件Al和構(gòu)件B2，在靠近構(gòu)件Al端設(shè)有一個(gè)開關(guān)(當(dāng)儀器處于閑置存放狀態(tài)時(shí)，液體存儲(chǔ)于構(gòu)件Al里，此開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)用于防止液體外泄，也可將此開關(guān)設(shè)置于構(gòu)件Al上，能保證此開關(guān)關(guān)閉時(shí)使液體不能從從構(gòu)件Al流入構(gòu)件C3即可)，構(gòu)件C 3的材質(zhì)應(yīng)耐腐蝕，耐沖撞，耐高壓，耐撕扯，具有較好的耐久性，在長(zhǎng)期的高壓下應(yīng)變較小。其每隔一定長(zhǎng)度應(yīng)設(shè)置一個(gè)鉤子或者繩扣等，便于在洞室墻壁上固定，構(gòu)件A I上方有一個(gè)鉤子，可掛在洞室拱頂預(yù)先設(shè)置的鉤子上，構(gòu)件A I上表面設(shè)有一個(gè)帶有開關(guān)的小孔(當(dāng)儀器處于閑置存放狀態(tài)時(shí)，此開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)用于防止液體外泄，當(dāng)要使用此儀器時(shí)，將此開關(guān)開啟，使構(gòu)件A I內(nèi)液體的上表面與大氣連通，保證液體可順利流入構(gòu)件B2而不受大氣壓的影響)，構(gòu)件Al的下部(儲(chǔ)存水銀腔室的底端)設(shè)置一個(gè)測(cè)壓計(jì)，另外，構(gòu)件A I的合適位置設(shè)置一個(gè)裝置，可接收來自構(gòu)件B 2的信息，并將來自構(gòu)件B 2的信息與構(gòu)件Al的信息進(jìn)行合并處理，同時(shí)，其可以接收和發(fā)射無線信號(hào)，通過此裝置與裝有此儀器應(yīng)用程序的手機(jī)或電腦等終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)通，在構(gòu)件Al的下部設(shè)有一個(gè)可自動(dòng)開