[發明專利]一種三維變形測量裝置及系統

有效

• 申請號: 201710475337.1
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107091621B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 胡輝;宋杰;董梅;張亮
• 申請（專利權）人: 杭州魯爾物聯科技有限公司
• 主分類號: G01B13/24
• 分類號: G01B13/24
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 張紅平

本發明實施例提供的一種三維變形測量裝置及系統，屬于監測設備技術領域。該三維變形測量裝置包括設置于地表下面且用于采集水平位移的至少兩個柱體單元以及與遠離所述地表一端的柱體單元相連且用于測量豎直位移的液壓裝置。所述液壓裝置的內部具有容納空腔，該容納空腔內設置有防滲隔離層、壓強感應器組和可滲透介質活塞。所述液壓裝置包括液壓柱頂頭、液壓柱和密封圈。其中，所述液壓柱頂頭與所述液壓柱固定相連，所述液壓柱伸入所述容納空腔且與所述可滲透介質活塞相連，所述壓強感應器組設置于所述液壓柱底端，所述防滲隔離層設置于所述密封圈下端。本發明能夠有效提高對變形數據進行測量的維度和精度。

技術領域

本發明涉及監測設備技術領域，具體而言，涉及一種三維變形測量裝置及系統。

背景技術

在巖土層深部水平位移的監測過程中，通常采用鉆孔測斜儀。在建設實時監測系統時，可選用固定式測斜儀進行長期監測。在監測系統安裝之前，需要在監測位置鉆探一定深度的測斜孔并安設測斜管，在測斜管內有兩組沿坡體滑動方向、垂直坡體滑動方向的導向槽，測斜儀在其導輪和測斜管導向槽的引導下移動到監測位置。各個固定式測斜儀通過雙軸傾斜傳感器測量在其測斜管安裝位置處的傾角改變，并通過基準點數據計算出該測斜位置的相對位移。

在設計固定式鉆孔測斜儀布設方案時，由于傳統設計的固定式鉆孔測斜儀受軸承結構的限制，其最大測斜維度為2，僅僅能夠測量水平方向上的深部位移變形，難以獲得豎直方向上的位移數據。此外，傳統的二維固定式鉆孔測斜儀需要搭配預先埋設的測斜管才能使用，在施工及安裝時十分不便；測斜管的質量和測斜管布設狀態也會直接影響到測斜儀的測量精度。

發明內容

本發明提供的一種三維變形測量裝置及系統，安裝簡單方便，并且有效提高了對變形數據進行測量的維度和精度。

第一方面，本發明實施例提供的一種三維變形測量裝置，包括設置于地表下面且用于采集水平位移的至少兩個柱體單元以及與遠離所述地表一端的柱體單元相連且用于測量豎直位移的液壓裝置；

所述液壓裝置的內部具有容納空腔，該容納空腔內設置有防滲隔離層、壓強感應器組和可滲透介質活塞；

所述液壓裝置包括液壓柱頂頭、液壓柱和密封圈，其中，所述液壓柱頂頭與所述液壓柱固定相連，所述液壓柱伸入所述容納空腔且與所述可滲透介質活塞相連，所述壓強感應器組設置于所述液壓柱底端，所述防滲隔離層設置于所述密封圈下端。

優選地，所述液壓裝置的內部設置有定向軌道卡槽，以保證所述液壓裝置在測量伸縮變形時不會發生扭轉變形。

優選地，所述壓強感應器組包括壓強傳感器和與所述壓強傳感器相連的壓強感應裝置，所述壓強感應裝置安裝于所述液壓柱外壁的相對兩側。

優選地，所述可滲透介質活塞的下端形成一儲液腔，該儲液腔中填充有介質流體，所述儲液腔的底部設置有緩沖墊層。

優選地，所述柱體單元包括十字軸承和兩個固定柱體連接件，所述兩個固定柱體連接件通過所述十字軸承進行連接。

優選地，所述柱體單元內部設置有傳感器、處理器、模數轉換器和穩壓電源；

所述傳感器包括與所述處理器電性相連的雙軸傾斜傳感器。

優選地，所述傳感器還包括與所述處理器電性相連的水位計和加速度傳感器。

第二方面，本發明實施例提供的一種三維變形測量系統，包括三維變形測量裝置以及設置于地表上面與所述三維變形測量裝置通信連接的網關，該網關用于匯總并發送所述三維變形測量裝置采集的變形測量數據，并通過該網關的遠程通信傳輸模塊將所述變形測量數據上傳至一數據中心服務器。

優選地，所述三維變形測量系統還包括設置于地表上面、用于為所述三維變形測量裝置提供電能的電源供給模塊，該電源供給模塊包括市電、太陽能供電和燃料電池中的至少一個。