[发明专利]一种变形监测综合系统及其使用方法

权利要求书

1.一种变形监测方法，所述方法基于一种变形监测综合系统，其特征在于，所述系统包括中央处理器、显示设备、通讯设备、电源，以及若干监测装置；

所述监测装置包括激光测距仪、角度传感器、二维调节装置、无线信号收发器、数据采集与控制器、连接线缆、支架、电源；

所述二维调节装置包括水平调节装置和竖直调节装置；所述支架包括配套的保护盖；所述保护盖为U形，U形端口内侧为倒角，所述倒角内低外高，端口表面向内倾斜；所述U形保护盖内壁为具有弹性的内软膜，所述内软膜与连接端的外螺纹相适配；所述U形保护盖外壁为一层具有弹性的外软膜，所述外软膜为高分子材料组成，具有高韧性，且防水防腐；

所述监测方法具体包括如下的步骤：

（1）、设备安装；

在监控室内安装中央处理器、显示设备、通讯设备、电源；在施工现场安装若干监测装置；施工初期，在对开挖面进行混凝土加固时，将支架的爪形固定端固定在混凝土内，支架杆部露出来，并用保护盖对连接端进行保护；安装后，所述支架杆部的轴线方向与断面处的法线方向一致；所述监测装置的数量根据监测需要进行设置；

（2）、设备调试；

经过一段时间的稳固，支架所在位置处的混凝土固结；此时，进行设备调试；取下连接端的保护盖，将连接底座的通过其下部的连接结构连接到支架连接端；调节水平调节装置，使得圆水准气泡居中，此时连接底座表面水平；

调节设置在激光测距仪出射方向上圆水准器的水准管气泡，使其居中，此时，激光测距仪的出射方向与水平线零度一致；此时，角度传感器记录激光测距仪的位置，并记录该位置为零度方向；随着激光测距仪接受电机驱动而在竖直面内转动，角度传感器将会记录激光测距仪的位置，即0-180°，该角度为激光测距仪与初始水平线的夹角；

（3）、变形监测；

通过中央处理器设置数据采集的初始时刻和采样时间间隔、采样角度间隔，中央处理器的指令被数据采集与控制器接收，数据采集与控制器控制电机驱动激光测距仪的旋转；

某时刻，激光测距仪旋转到某角度后，激光出射，返回距离信息，此时，角度传感器获取激光测距仪的实际角度信息，数据采集与控制器获得上述信息：时刻信息、角度信息、距离信息，并通过无线信号收发器传输到中央处理器；

多个位置的监测装置，分别获得多个时刻的监测数据，所述数据均传输给中央处理器；

（4）、数据处理与分析；

中央处理器对数据进行整理，通过拟合，获取测量断面的轮廓数据；

将多期轮廓数据进行比对分析，获取变形结果；

所述步骤（4）具体包括如下的步骤：

（4.1）所述监测装置获取了角度和距离信息，即（θ，ｒ）类似于极坐标的表示方式，根据每一期数据，拟合出断面曲线；n期测量则一共拟合出n个断面曲线；每个监测装置均获取信息；

（4.2）按照一点的角度间隔取点，将当期断面曲线与上期断面曲线做差，差值为距离r的差值，计算一系列的Δr，将Δr分别与第一阈值进行比较，得到超出第一阈值的位置，同时标记Δr最大的一个或多个位置；

按照设置，选取一组重要的点位，计算每个点位的位移变形速度，计算公式为Δr除以监测时间间隔，同时计算该组点位的平均位移变形速度；

（4.3）按照一点的角度间隔取点，将当期断面曲线与首期断面曲线做差，差值为距离r的差值，计算一系列的Δr，将Δr分别与第二阈值进行比较，得到超出第二阈值的位置，同时标记Δr最大的一个或多个位置；

按照设置，选取一组重要的点位，计算每个点位的位移变形速度，计算公式为Δr除以监测时间间隔，同时计算该组点位的平均位移变形速度；

（4.4）根据步骤（4.2）、（4.3）的计算结果，以及点位的角度θ，计算变形点位的：水平分量，竖直分量；分析每个点位最近一期的变形的水平分量、竖直分量，以及每个点位累计的变形的水平分量、竖直分量，分别将这些数值与相应的阈值进行比较分析，得出水平变形最大的若干位置，以及竖直变形最大的若干位置；

（4.5）根据上述数据处理结果，对重点部位进行监测和分析，研究变形原因，以及采取相应防护措施；

（5）将中央处理器的分析结果输出。