[实用新型]一种基于磁致位移传感器的多点位移测量系统

说明书

本实用新型涉及一种基于磁致位移传感器的多点位移测量系统，使用基于磁致位移原理的位移传感器，能够通过一支探测杆搭配任意所需数量磁体的方式实现钻孔内多个测点的位移变化测量，解决了现有技术单支传感器只能测量单一测点位移的问题，具有量程大、测量精度高、结构简单、易安装、免调试等优点。

技术领域

本实用新型涉及岩土安全监测技术领域，尤其涉及一种基于磁致位移传感器的多点位移测量系统。

背景技术

传统用于土体分层位移(或分层沉降)的多点位移测量装置(即多点位移计)一般均采用位移传感器(如振弦式、电感式、电位计式、差动电阻式、差动变压器式)，为了测量钻孔内多个测点的位移，需要多组位移传感器、传递杆和锚固头的组合，通过在钻孔中不同深度安装锚固头并将锚固头固定在钻孔内实现对不同深度测点的位移测量。常规多点位移计的结构如图1所示，是由3-6支位移传感器、传感器安装基座及保护、位移传递杆及其保护管、锚固头等组成。通常埋设在土石坝、边坡、隧道等结构物内，测量结构物深层多个位置的相对位移、分层沉降、滑移等变形。在钻孔中不同深度安装多个锚固头(锚固头1、锚固头2、锚固头3)，锚固头包含灌浆式、液压式、弹性张弛式等类型用不同的方法锚固在钻孔内。各锚固头分别连接传递杆(位移传递杆1、位移传递杆2、位移传递杆3)及其保护管，并与位于孔口处的位移传感器连接，位移传感器均固定在传感器安装基座上，传感器安装基座被固定在孔口处。当任意锚固点处的岩土与孔口之间产生位移变化时，锚固点处的位移变化通过传递杆传递到孔口并经位移传感器感应，最终转换为电信号输出。用于土体分层位移(或分层沉降)时，一般采用一支或一支以上的位移传感器，通过在钻孔中安装锚头，连接在钻孔中，适用埋入安装的水管式沉降仪和适用于表面安装的静力水准仪，但这些设备均不能于水下环境工作，或因尺寸较大不适合狭小空间的安装。

现有的多点位移计受工作原理的限制，存在如下缺点：1)测点数量受限，一个钻孔中最多只能布置6个测点，且测点数量越多钻孔直径要求越大；2)当有多个测点时需要多支位移传感器，钻孔中布置有多少个测点就需要多少支位移传感器；3)安装复杂。在一个钻孔需要布置对应测点数量的锚固头、传递杆及保护管；4)受使用条件及工作原理限制，用于常规多点位移计的位移传感器量程有限，量程仅有50～300mm，且传感器量程越大，相对精度越低，不能灵敏感应细微变化；5)位移传感器适应超量程能力差，当位移变化超过位移传感器量程后，需要重新调整或更换位移传感器，但大多数工程项目实际应用表明，无论是调整或是更换都难以实施或不可行。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种基于磁致位移传感器的多点位移测量系统，使用基于磁致位移原理的位移传感器，实现在单根探测杆且不增加钻孔孔径的前提下布置多个测点，位移传感器测量精度高、方便调整及更换。

为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案包括：

一种基于磁致位移传感器的多点位移测量系统，其特征在于，包括磁致位移传感器、若干磁体、保护管、孔口基座、保护罩和数据采集设备；

所述磁致位移传感器包括测量电路、内置波导丝的探测杆以及探测杆固定盘；所述测量电路连接波导丝并能够向波导丝发出激励脉冲信号；沿波导丝传播的所述激励脉冲信号在受到磁力作用下形成扭转波，所述扭转波沿波导丝传输回测量电路；所述探测杆的长度匹配测量位置钻孔深度或匹配测量深度需要；所述探测杆固定盘一面固定连接探测杆，另一面固定连接测量电路，且探测杆固定盘直径大于探测杆外径；

所述磁体为磁性材料制作的磁环结构部件；各所述磁体分别布置在钻孔中各待测点位置且所述磁环结构外径小于测量位置钻孔内径，磁环结构内径匹配保护管外径使磁体套装在保护管上同时沿保护管轴向方向产生位移；

所述保护管为顶部开口底部无开口的无磁性中空管；所述保护管外径匹配磁体磁环结构内径使磁体套装在保护管上，保护管内径大于探测杆外径且保护管内部中空长度大于等于探测杆长度使探测杆插入保护管中空部分；