[發(fā)明專利]自動跟蹤式高精度大量程滑坡位移測量儀

有效

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• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102654388A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程永進;唐輝明;陳陽;毛巨洪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于滑坡體運動位移監(jiān)測的儀器，特別涉及一種自動跟蹤式高精度大量程滑坡位移測量儀。

背景技術(shù)

滑坡體運動的位移監(jiān)測方法和手段有多種，在實際工程中常用的測量方法有機械量測法、水準儀測量、GPS定位監(jiān)測等，近年來，一些新型位移測量技術(shù)用于滑坡位移的監(jiān)測，如：光纖位移傳感器、同軸電纜電磁波反射技術(shù)等，然而，這些位移測量裝置在量程、測量精度、儀器成本、適應(yīng)環(huán)境、安裝使用的便利性和測量的實時性等方面與實際需要還有較大差距；尤其在滑坡的孕育和發(fā)展的過程中，滑坡體的運動狀態(tài)經(jīng)常在穩(wěn)定和非穩(wěn)定狀態(tài)之間交替變化，在穩(wěn)定狀態(tài)時，滑坡體處于能量積累過程，其位移量很小，在非穩(wěn)定狀態(tài)時，滑坡體位移量較大，處于能量釋放過程；為了全面監(jiān)測和準確評估滑坡體的運動情況，掌握滑坡運動的臨界點狀態(tài)，需要能夠在穩(wěn)定和非穩(wěn)定狀態(tài)下都能正常工作的高精度、大量程滑坡位移測量傳感器；然而，對于一般儀器來說測量精度與量程是一對矛盾，高精度的傳感器在量程上會受到限制，現(xiàn)有的滑坡位移傳感器不能把兩者很好地統(tǒng)一起來。本發(fā)明能夠解決這個問題，實現(xiàn)滑坡體運動位移的高精度、大量程實時監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種自動跟蹤式高精度大量程滑坡位移測量儀，該儀器不僅能提高對滑坡的位移檢測精度、擴大滑坡體位移測量范圍，而且結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，能自動跟蹤、實時監(jiān)測滑坡的位移情況。

本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：

自動跟蹤式高精度大量程滑坡位移測量儀，它包括紅外位移傳感裝置和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng),?數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)安裝在控制箱中，其特征在于：還包括步進電機跟蹤裝置，所述的紅外位移傳感裝置包括導(dǎo)向輪、牽引鋼絲、擋光片、遮光固定盒、紅外發(fā)射管、通光孔、紅外接收管、上滑輪、基板、下滑輪、彈簧、箱體，箱體為空腔，基板置于箱體上，在基板的右端設(shè)有導(dǎo)向輪，在基板的左端設(shè)有上滑輪，在基板下端設(shè)有下滑輪，該下滑輪位于上滑輪的下方，在基板上設(shè)有牽引鋼絲穿孔，牽引鋼絲與擋光片的中部固定連接，牽引鋼絲的右端經(jīng)導(dǎo)向輪與邊坡運動部分的檢測點固定連接，牽引鋼絲的左端經(jīng)上滑輪穿過基板上的牽引鋼絲穿孔經(jīng)下滑輪與彈簧固定連接，彈簧的另一端與箱體的右側(cè)相連接，所述的擋光片置于遮光固定盒內(nèi)，在擋光片上開設(shè)有通光孔，在遮光固定盒的左、右側(cè)面分別開設(shè)有與基板平行、等高度的兩個細縫，擋光片和牽引鋼絲能夠水平地穿過兩個細縫自由運動，在遮光固定盒的頂部設(shè)有紅外發(fā)射管，在遮光固定盒的底部設(shè)有紅外接收管，紅外接收管通過擋光片上的通光孔正對紅外發(fā)射管，遮光固定盒安設(shè)在步進電機跟蹤裝置上，遮光固定盒隨步進電機的轉(zhuǎn)動作水平移動，在步進電機跟蹤裝置上設(shè)有信號傳輸與控制接口，控制箱中的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)通過信號傳輸與控制口與步進電機、紅外發(fā)射管及紅外接收管電連接。

按上述技術(shù)方案，所述的步進電機跟蹤裝置包括傳動螺桿、螺桿基座、滑動載物臺、步進電機，所述的螺桿基座為U型，滑動載物臺位于螺桿基座上，所述的遮光固定盒安設(shè)在滑動載物臺上，在滑動載物臺的中部設(shè)有螺紋孔，傳動螺桿穿過滑動載物臺的螺紋孔一端與螺桿基座的左側(cè)連接，另一端與步進電機的輸出軸連接，該傳動螺桿與牽引鋼絲平行，步進電機安設(shè)在螺桿基座的右側(cè)。

按上述技術(shù)方案，所述的紅外接收管為片狀，所述的紅外接收管為兩個，兩片紅外接收管并列放置遮光固定盒的底部，兩片紅外接收管的接縫處正對紅外發(fā)射管的中心。

按上述技術(shù)方案，在箱體的右側(cè)設(shè)有彈簧力度調(diào)整旋鈕，它與彈簧的右端連接。

按上述技術(shù)方案，在箱體的底部設(shè)有4個螺絲孔。

按上述技術(shù)方案，所述的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括微控制器、紅外線發(fā)射驅(qū)動電路、光電信號轉(zhuǎn)換電路、差分放大器、信號調(diào)理與解調(diào)電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、步進電機驅(qū)動電路。

按上述技術(shù)方案，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)與計算機通過RS232接口連接。

按上述技術(shù)方案，所述的微控制器為C8051型微控制器。