[發明專利]移動測讀式靜力水準系統及垂直位移變形監測的方法

在審

• 申請號: 201410335048.8
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104089603A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 邱山鳴
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;李發軍

技術領域

本發明涉及一種用于工程變形監測的移動測讀式靜力水準系統及垂直位移變形監測的方法，適用于垂直位移變形監測的具體情況。

背景技術

現有技術條件下，工程建筑物通常采用靜力水準系統進行垂直位移變形監測。靜力水準系統由靜力水準儀和連通管構成，靜力水準系統分人工測讀和自動測讀2種形式，人工測讀系統由于精度低，極少在工程變形監測中應用，自動測讀系統由自動測讀靜力水準儀并與采集裝置、通訊裝置并配套相應采集和管理軟件組成，其中自動測讀靜力水準儀由靜力水準測點裝置和配套的專用傳感器組織，目前使用的傳感器類型有電容式、電感式、CCD、液體壓力、光纖和步進馬達等型式，自動測讀靜力水準系統已在水利水電工程、交通工程等工程項目中普遍使用。

自動測讀靜力水準系統具有原理簡單、精度穩定、自動測讀、自動記錄和自動進行監測數據管理和分析等特點，但由于該系統每個測點必須配置靜力水準儀，且必須與采集裝置、通訊裝置和配套的采集和管理軟件才能正常工作，因此系統投入較大，同時系統對防雷接地要求較高、加之通訊控制電纜距離較長，系統出現故障的幾率也大，目前只有在重要工程的重點部位才能使用，限制了它的使用范圍。

發明內容

為了提高靜力水準系統的可靠性、通用性和安裝的便捷性，降低成本，本發明旨在提供一種移動測讀式靜力水準系統，該系統結構簡單、成本低，便于推廣。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種移動測讀式靜力水準系統，其結構特點是，包括安置在穩定點上用于盛裝液體的基準靜力水準管筒，安置在變形點上用于盛裝液體的多個測點靜力水準管筒，以及用于測量靜力水準管筒內液體液面與該靜力水準管筒頂端之間距離的測距裝置；相鄰兩個靜力水準管筒的下部之間通過相應的連通管串接連通。

以下為本發明進一步優選的技術方案：

所述測距裝置包括控制測讀儀，以及通過電纜與控制測讀儀相連的測頭；所述測頭具有測針。由此，所述的測頭可移動性，系統配置等于或大于1個。所述的控制測讀儀具有控制測頭工作，并具有供電、記錄、顯示和數據傳輸功能。

所述靜力水準管筒由金屬材料制成或加裝導電裝置的非金屬材料制成。由此，所述的靜力水準管筒采用金屬材料加工，有良好的導電性，如采用其它材料加工，則加裝相應的導電裝置。

所述的測頭采用步進馬達和絲桿測針配合工作，在靜力水準管筒中與水面接觸時停止下行，通過馬達編碼計數器和測針上螺距測量下行距離。

優選地，位于穩定點上的基點和位于變形點上的測點高程相對一致。

進一步地，本發明還提供了一種利用上述移動測讀式靜力水準系統垂直位移變形監測的方法，包括如下步驟：

1）安裝基準靜力水準管筒和多個測點靜力水準管筒，安裝時基點和測點高程相對一致，并注入液體，使各連通管均充盈且靜力水準管筒水位連通管上一定范圍，此時，基點靜力水準管筒和各測點靜力水準管筒內的液位高程一致的；

2）、首次測量時（第0次），測量基點靜力水準管筒管頂至管中水位之間距離L基₀，并依次測量測點靜力水準管筒管頂至管中水位之間距離L1₀、L2₀、L3₀、……、Ln₀；各測點管頂與基點管頂的高程差分別為：H1₀=?L1₀-?L基₀、H2₀=?L2₀-?L基₀、……、Hn₀=?Ln₀-?L基；

3）、進入變形監測周期測量即第1、2、……、i次時，每次均重復與首次相同的測量過程，由于測點高程已發生變形，各測點管頂與基點管頂的高程差分別為：H1_?i=?L1_i-?L基_i、H2_?i=?L2_i-?L基_i、……、Hn_i=Ln_i-?L基_i；系統中各測點垂直位移變形值存在下列關系式，即：

ΔH1_i=H1_i-H1₀=(L1_i-?L基_i)-(L1₀-?L基₀)