[发明专利]多节点超长深部位移监测装置和监测方法

权利要求书

1.多节点超长深部位移监测装置，其特征在于，该监测装置包括：

N个多节点加速度传感器单元，用于测量地质变形数据，其中N>1；

N个中继控制单元，每个中继控制单元用于控制对应的一个多节点加速度传感器单元的通断电时间和数据采集；

无线数据采集发射装置，是对N个多节点加速度传感器单元以及中继控制单元进行管理，从而合理采集传感器数据，并且将传感器数据进行整理和远端传输；

其中，中继控制单元为485数字中继器，每个多节点加速度传感器单元由8只数字量加速度传感器组成，每8只485数字量加速度传感器组成的多节点加速度传感器单元由对应的1只485数字中继器进行控制。

2.根据权利要求1所述的深部位移监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括：

电路板固定支架，用于固定多节点加速度传感器单元和中继控制单元；

传感器测量刚性单元管，用于保护放置在其中的电路板单元，同时作为钻孔测量单元的刚性段；

柔性连接件，两端具有钢结构连接件，相邻的传感器测量刚性单元管之间通过柔性连接件连接，在地质变形过程中吸收能量，保护传感器测量刚性单元管不发生变形。

3.根据权利要求1或2所述的深部位移监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括：外部保护单元，套附于传感器测量刚性单元管以及柔性连接件外壁的保护层。

4.根据权利要求3所述的深部位移监测装置，其特征在于，所述外部保护单元共有四层，一层热塑管，用来防止深部位移监测中水压渗透入管的防水层，热塑管外套设一层钢编网，用来屏蔽外界复杂环境电干扰，再在钢编网外套设一层热塑管，用来收紧钢编网且进行二次防水渗透处理，再在整个外壁套设一层钢编网，该层钢编网是二次进行屏蔽外界复杂环境电干扰且对热塑管进行保护。

5.根据权利要求1所述的深部位移监测装置，其特征在于，每个所述加速度传感器具有水平圆板传感器单元和垂直板传感器中控单元，所述水平圆板传感器单元为传感器芯片板，为主要测量芯片单元；所述垂直板传感器中控单元为传感器单片机中控中心，进行控制采集、多采样数据均差运算和存储传输功能。

6.根据权利要求5所述的深部位移监测装置，其特征在于，所述水平圆板传感器单元上焊接有mems加速度传感器芯片，且该芯片放置水平即与钻孔方向垂直，利用加速度传感器的XY轴测量岩土体的前后左右变形，再利用加速传感器的Z轴测量岩土体的沉降变形，垂直板传感器中控单元焊接有传感器单片机主芯片、通讯芯片及电路器件，水平圆板传感器单元与垂直板传感器中控单元的链接采用4焊点焊接连接。

7.根据权利要求1或5所述的深部位移监测装置，其特征在于，所述监测装置通过485总线进行连接对深部钻孔各个点位层位进行三维静态位移测量，所述N个485数字中继器配合控制N个多节点加速度传感器单元，确保供电线路的电流能够通过各个单元的逐次开关，将电流依次传输到各个加速度传感器直至整串传感器的末端,于此同时确保485总线能够依次使用。

8.多节点超长深部位移监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将多节点加速度传感器单元以及485数字中继器固定于电路板固定支架；

2)将多节点加速度传感器单元以及485数字中继器的数据线焊接，并且将数据线穿过水平圆板传感器单元；

3)将上述单元安装于传感器测量刚性单元管内部；

4)使用环氧树脂胶灌封安装于测量刚性单元管内部的多节点加速度传感器单元以及485数字中继器；

5)将柔性连接件的两端与安装有多节点加速度传感器单元以及485数字中继器的测量刚性单元管进行两两焊接连接，焊接前将电路板固定支架、数据线穿过柔性连接件内腔；

6)制作N个以上的单元,N>1，并且将其连接，首先进行数据线连接，然后进行柔性连接件与测量刚性单元管进行连接；

7)连接完成整条测线后，套附首层热塑管，然后在套附钢编网；

8)然后收紧钢编网套附第二层热塑管以及第二层钢编网；

9)此时将数据线引出至整个测量设备的端部；

10)深部位移监测现场打钻孔并且沉入直径20mm的PVC管材；

11)将整条设备逐节数的沉入钻孔的PVC管材中；

12)将PVC管材与钻孔之间的空隙用中砂填满；

13)将整条设备的数据线与无线数据采集发射装置进行连接；

14)根据各个传感器测量出来的数据积分出整个钻孔的三维变形；

15)该设备科根据钻孔深度进行大尺度的测量，超长深度的测量。