[发明专利]一种多节自由组合全自动深部位移测斜仪

说明书

本发明涉及一种多节自由组合全自动深部位移测斜仪，包括多根套管及与套管两端螺纹连接的第一接头和第二接头，还包括传输电缆、测斜传感器、方位角传感器和数据采集器；多根套管之间通过第一接头和第二接头连接，第一接头和第二接头万向转动连接；传输电缆、测斜传感器和方位角传感器设置于套管的内壁上；数据采集器设于测斜仪顶部，与传输电缆连接，用于采集每个测斜传感器和方位角传感器测得的数据。通过将测斜仪设为多根万向转动连接的套管，套管倾角变化不受制约，保障了测量的准确度，另外可改变测斜仪以及套管的长度，以适应不同的监测需求。整个装置可以实现即时、自动监测地质层的连续位移变化，为地质活动监测提供了极大便利。

技术领域

本发明涉及地质监测勘探技术领域，更具体地说，涉及一种能够自动测量地质深部水平位移连续变化的多节自由组合全自动深部位移测斜仪。

背景技术

在工程实践、科学研究和地质灾害监测中，往往需要对地面以下一定深度的岩土体进行位移监测。然而，由于该部分的岩土体处于地下，往往无法直接测量，因此，人们一般利用测斜仪器，对地下一定深度范围的位移进行监测。

目前测斜仪一般有两种，分为活动式测斜仪和固定式测斜仪。现有测斜仪都是由测斜探头、测读仪、电缆和测斜管构成的。测量时，测斜管先埋入岩土体内部，并作为测斜仪的导轨使用。固定式测斜仪是将测斜探头沿导轨放入指定深度处，待岩土体变形时，整个测斜管随土体发生变形。测斜探头测得倾斜角度，数据由电缆传输至测读仪，通过计算可以得到实测土体的水平位移增量。活动式测斜仪测量原理与固定式测斜仪原理相同，不同之处在于，活动式测斜仪需要测量人员将测斜探头放入预定深度，然后逐段提升电缆，使测斜探头可以测量一定深度范围的水平位移增量。

以上两种测斜方式都存在很大的弊端。固定式测斜仪由于结构限制，一般只能测量一个或几个特定深度的位移情况，无法全面反映地下岩土体或地下结构物指定深度范围的位移变化情况，而且监测精度受限，监测效果不理想，难以反映对象的实际变形情况。另外该测斜仪机械结构复杂，人工操作繁琐。活动式测斜仪操作过程繁琐，过分依赖人工，每次都需要专业人员亲临现场全程测量，但是由于测量人员的人为操作，往往导致测量结果误差较大。而且，每次测量都需要安装和操作测斜仪，每测一个深度位置，都需要量测读数，操作重复率高，效率极低。另外对一些野外的监测对象，由于客观条件的限制，长期现场作业不利于保证人身安全。对于偏远地区的监测对象，反复的长途运输变相增加监测成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种多节自由组合全自动深部位移测斜仪，准确度高，实现即时、自动监测地质层的连续位移变化，减少人工操作，根据不同需求改变测量装置的长度，以适应不同的地质环境和监测需求。

本发明的技术解决方案是：本发明提供一种多节自由组合全自动深部位移测斜仪，包括多根套管及与所述套管两端螺纹连接的第一接头和第二接头，其特征在于，还包括传输电缆、测斜传感器、方位角传感器和数据采集器；多根所述套管之间通过所述第一接头和第二接头连接，所述第一接头和第二接头万向转动连接；所述传输电缆、测斜传感器和方位角传感器设置于所述套管的内壁上；所述数据采集器设于测斜仪顶部，与所述传输电缆连接，用于采集每个测斜传感器和方位角传感器测得的数据。

进一步的，所述第一接头为中空圆管，一端设有螺纹，与所述套管螺纹连接，另一端设有两个对应的梯形凸台；所述凸台上设有第一螺栓孔；两个所述凸台之间设有转动件，所述转动件为侧面设有四个第三螺栓孔的中空圆柱体，每个所述第三螺栓孔之间均为90°，所述第三螺栓孔的直径大于所述第一螺栓孔的直径；所述凸台与所述转动件螺栓连接。

进一步的，所述第一接头上还设有滑动导轮、两个对应的椭圆孔和位于两个所述椭圆孔其中一个内的挡板；所述滑动导轮包括扭簧和两端设有转轮的转动轴；所述转动轴穿过两个所述椭圆孔，中部与所述扭簧的端部连接，一端与所述挡板相抵接。

进一步的，所述第一接头上还设有两个垂直对应的第四螺栓孔。