[实用新型]一种连续位移变化监测装置和系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程的安全监测技术领域，特别涉及一种连续位移变化监测装置和系统，用于岩土工程安全监测中如土坝、土石坝、堆石坝、边坡及回填土体等的连续位移变化监测。

背景技术

在岩土工程安全监测领域，测斜仪是一种非常重要的位移监测仪器，通过测量安装在穿过不稳定土层至下部稳定地层的垂直钻孔内的测斜管轴线和铅垂线之间的夹角变化量，实现岩土工程建筑物的侧向位移监测。目前在岩土工程的监测领域内，该类仪器主要用于观测分层水平位移、深层水平位移、斜向位移和混凝土面板的挠度、不稳定边坡的滑动面的移动情况等。

目前的岩土工程安全监测领域采用的测斜仪主要是固定式测斜仪和活动式测斜仪，它们均存在技术局限性。固定式测斜仪是把若干支测斜传感器固定在测斜管的特定部位，进行连续、自动的局部位置的倾斜角变化。由于受空间限制，一根测斜管内的测斜传感器的数量受限制，各测斜传感器之间的间距也较长，以有限的测点来推演整根管线的位移情况，无法实现连续位移变化的测量，误差较大，而且会因为位置关系调整而需要进行零点修正等率定工作，施工工序及安装步骤比较繁琐。带有导向滑动轮的活动式测斜仪在测斜管内能够连续、逐段测出测斜管轴线与铅垂线之间的夹角。通过计算可获得分段的水平位移，经累加计算后获得总的位移量及沿管轴线整个孔深的位移变化情况。其主要缺点是测量过程非常麻烦，基本上无法实现自动化测量。此外，目前常用的测斜仪主要存在的局限性还包括：a.)必须由测斜管确保直线度和导向。b.)只能按直线布置传感器，无法实现曲线型面的位移监测；c.)无法实现真正意义的连续角度、位移变化测量。d.)分段或分散式结构，无法形成整体式结构。

实用新型内容

本实用新型针对目前的测斜仪存在技术局限性的问题，提供一种新型的连续位移变化监测装置，能够根据型面特性实现连续位移测量，具有型面定制、角度测量范围大、整体式结构等优点。本实用新型还涉及一种连续位移变化监测系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种连续位移变化监测装置，其特征在于，包括若干个测量节点和柔性万向节，所述各测量节点均包括刚性连接杆以及刚性连接杆内设置的电路板，所述各刚性连接杆根据被测断面的型面特点通过柔性万向节串联连接，所述电路板包括电源管理电路以及分别与电源管理电路相连的CPU电路、AD转换电路、存储电路、通信电路以及实现三维测量的两个角度传感器电路，所述各角度传感器电路与AD转换电路相连，所述CPU电路分别与AD转换电路、存储电路以及通信电路相连。

所述测量节点包括一个父节点以及一个或一个以上的子节点，所述父节点包括刚性连接杆以及刚性连接杆内设置的父节点电路板，所述父节点电路板包括电源管理电路以及分别与电源管理电路相连的CPU电路、AD转换电路、存储电路、通信电路、通道切换电路以及实现三维测量的两个角度传感器电路，所述各角度传感器电路通过通道切换电路与AD转换电路相连，所述CPU电路分别与AD转换电路、存储电路、通道切换电路以及通信电路相连；所述各子节点包括刚性连接杆以及刚性连接杆内设置的子节点电路板，所述各子节点电路板包括相互连接的通道切换电路、电源管理电路以及实现三维测量的两个角度传感器电路。

所述柔性万向节为中空波纹管，通过单根通信电缆在各刚性连接杆内通过中空波纹管依次传递且单根通信电缆与各通信电路相连。

所述角度传感器电路包括MEMS加速度传感器。

所述父节点电路板内还包括电子罗盘芯片，所述电子罗盘芯片分别与CPU电路以及电源管理电路相连。

所述刚性连接杆的长度相等，所述各测量节点包括一个父节点和N个子节点，且1≤N≤7。

一种连续位移变化监测系统，其特征在于，包括数据采集装置、上位机以及上述的连续位移变化监测装置，所述上位机、数据采集装置和连续位移变化监测装置依次连接。

所述上位机与数据采集装置通过RS232通信电缆有线连接或通过蓝牙无线连接，所述数据采集装置与测量节点的通信电路通过RS485通信电缆有线连接。

本实用新型的技术效果如下：