[发明专利]一种基于MEMS的沉降测量系统及方法

说明书

本发明公开一种基于MEMS的沉降测量系统，包括：参考测点安装座，被测点安装座，MEMS传感器；所述参考测点安装座固定于预设点；所述被测点安装座为一个以上，所述参考测点安装座与所述被测点安装座从左至右依次排列；所述参考测点安装座与相邻的被测点安装座之间、相邻的两个被测点安装座之间均采用长度相同的连接杆刚性连接；每个连接杆上设有所述MEMS传感器，且每个连接杆处于水平状态；所述被测点安装座与被测点之间刚性连接。本发明提供的技术方案，能够方便快捷地进行系统搭建，同时减少系统安装和调试的工作量，从而降低测量成本。

技术领域

本发明涉及沉降测量技术领域，尤其涉及一种基于MEMS的沉降测量系统及方法。

背景技术

在通信基站铁塔、基坑施工、土木安全监测等领域，土体、建筑物坝体的垂直沉降变化是一个重要的监测参数。现有的沉降测量一般可通过GPS、全站仪、压差式沉降测量系统等技术来实现。

利用GPS或全站仪测量竖直方向的沉降变化的方法为：通过三角函数的计算得出垂直的位移变化，再根据实际测量对象的分布，布设相应数量的传感器，从而得到竖直方向偏移的整体趋势。现有的GPS或全站仪在对被测土体进行测量时，因成本和传感器自身尺寸的限制，布点数量有限，在常规布设时，往往只测量4～5个测点，然后，通过4～5个点的趋势图判断位移情况，存在一定的不确定性。且GPS或全站仪制造精密，成本较高，耐冲击性能较差，运输、安装时都需进行防护，一旦出现冲击损伤，传感器将无法修复，导致使用成本增高、可靠性降低。且操作需要人工进行，难以做到全天候实时测量。

而压差式沉降测量系统则利用连通管的原理，测量参考点与测量点之间的压力差(即液位高度差)来反应被测点与参考点的沉降变化。一般利用微压式压力传感器或LVDT(Linear Variable Differential Transformer，线性可变差动变压器)中的液位传感器进行液位的测量。但微压式压力传感器因其量程小(一般只有高度为500毫米水柱压力大小)，使得大气压的日常变化会对系统产生测量误差，同时，环境温度会对压力传感器内部的扩散硅产生影响。因此，利用微压式压力传感器的压差式沉降测量系统易受环境影响，从而导致系统稳定性不高。而利用位移传感器测量液位的压差式沉降测量系统，因液位计直接接触内部液体，密封性无法保证，易导致内部液体蒸发；也常因位移传感器的测量精度、环境振动等问题存在测量局限性。

综上所述，现有的压差沉降测量方法在成本控制、抗机械冲击、系统稳定性、精度等方面存在一定的局限性，且需要布设管路、水路等系统，安装调试工作量较大、成本高，难以满足当前工况的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种基于MEMS的沉降测量系统及方法，能够方便快捷地进行系统搭建，同时减少系统安装和调试的工作量，从而降低测量成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于MEMS的沉降测量系统，包括：参考测点安装座，被测点安装座，MEMS传感器；所述参考测点安装座固定于预设点；所述被测点安装座为一个以上，所述参考测点安装座与所述被测点安装座从左至右依次排列；所述参考测点安装座与相邻的被测点安装座之间、相邻的两个被测点安装座之间均采用长度相同的连接杆刚性连接；每个连接杆上设有所述MEMS传感器，且每个连接杆处于水平状态；所述被测点安装座与被测点之间刚性连接。

优选地，每个所述连接杆均位于同一条水平线上。

优选地，所述MEMS传感器安装于每个所述连接杆的中点位置。

优选地，所述被测点安装座采用膨胀螺丝固定于被测点上。

优选地，所述连接杆为金属材质。

优选地，所述连接杆的长度为1～5m。