[发明专利]一体化多参数工程监测装置和矩阵式监测系统

权利要求书

1.一体化多参数工程监测装置，其特征在于：包括测管以及布置在测管（5）内的孔口采集单元（1）、深部水平位移传感器（3）、沉降传感器（4）和水位传感器（7），所述测管（5）沿竖向埋入工程结构体内部，所述孔口采集单元（1）定位安装在测管顶部开口处，所述深部水平位移传感器（3）、沉降传感器（4）和水位传感器（7）通过孔口采集单元（1）串联吊装在测管内部，所述深部水平位移传感器（3）和沉降传感器（4）均在测管（5）内部布置两组以上，其中，所述深部水平位移传感器（3）沿测管（5）长度均匀分布，所述沉降传感器（4）间隔分布在深部水平位移传感器（3）之间，所述深部水平位移传感器（3）之间通过万向连接杆（6）或沉降传感器（4）串联挂接，所有传感器均内置电子罗盘和温度芯片；

所述深部水平位移传感器（3）包括固定支板（31）、扭矩弹簧（32）、摆杆导轮（33）和倾角采集器（34），所述固定支板（31）用于深部水平位移传感器的机械吊装，所述摆杆导轮（33）通过扭矩弹簧（32）摆动装配在固定支板（31）上，并与测管内壁接触，所述倾角采集器（34）固定封装在固定支板（31）上采集扭转弹簧（32）的扭转角度变化；

所述沉降传感器（4）包括磁环（41）、发射采集器（42）、止动块（43）、磁环爪片（44）和波导管（45），所述磁环（41）活动套装在测管（5）外壁，并通过磁环爪片（44）锚固在测管周边的工程结构体内，所述磁环（41）上方的测管外壁固定设置止动块（43），所述发射采集器（42）与波导管（45）连接并一同集成在作为万向连接杆的空心杆体内，所述发射采集器（42）通过波导管（45）传送检测磁环位置的电磁波信号；

所述孔口采集单元（1）集成包括无线传输模组（12）和孔口采集模块（14），所述孔口采集模块（14）通过多路下行单线总线与同一测管内的所有传感器接入，所述无线传输模组（12）将同一测管内的传感器采集的数据上传至数据中心。

2.根据权利要求1所述的一体化多参数工程监测装置，其特征在于：所述孔口采集单元（1）内部集成电源模块，或通过外接电源供电。

3.根据权利要求1所述的一体化多参数工程监测装置，其特征在于：所述孔口采集单元（1）的外壳顶部设置外径大于测管开口内径的顶盖（11），所述孔口采集单元（1）的壳体通过顶盖（11）定位在测管开口处。

4.根据权利要求3所述的一体化多参数工程监测装置，其特征在于：所述孔口采集单元（1）的外壳底部设有用于吊装传感器的挂扣（15），所述测管内串联的传感器通过钢丝绳与挂扣（15）连接。

5.根据权利要求1所述的一体化多参数工程监测装置，其特征在于：所述倾角采集器（34）采用MEMS倾角传感器。

6.根据权利要求1所述的一体化多参数工程监测装置，其特征在于：所述水位传感器（7）包括器体（71）、压力采集器（72）、压力芯体（73）和压力感应膜片（74），所述压力采集器（72）设置在器体（71）内部，所述压力感应膜片（74）紧贴压力芯体（73）从底部对器体（71）进行封装，所述压力采集器（72）通过压力芯体（73）采集压力感应膜片（74）产生的压力信号换算成对应的液位深度值。

7.矩阵式监测系统，其特征在于：包括工程结构体内部插装的若干组测管，每组测管内部设置一套权利要求1-6中任一项的一体化多参数工程监测装置，所有测管内的传感器在工程结构体内部呈矩阵式分布，不同组测管的传感器总线与数据中心之间独立通信连接。