[發(fā)明專利]基于杠桿原理的滑移面位移監(jiān)測裝置及其測量方法

有效

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• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111829440B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 朱正偉;易興;朱耘萱;肖旺
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 胡博文

本發(fā)明提供的一種基于杠桿原理的滑移面位移監(jiān)測裝置，包括剛性杠桿，包括剛性杠桿，所述剛性杠桿設置有支點；還包括具有彈性輸入組件和彈性輸出組件，所述彈性輸入組件和彈性輸出組件均設置有光學位移測量器件，所述彈性輸入組件分別連接于剛性杠桿的輸入測量臂和滑移區(qū)域，所述彈性輸出組件連接于剛性杠桿的輸出測量臂；能夠對滑移面的位移進行準確測量，而且測量范圍大，并且，在測量過程中能夠得到滑移面的位移量和位移方向，從而能夠準確反應滑移面的位移狀況，而且能夠測定出滑移面的形狀，利于做出準確的應對措施，結構簡單，無需復雜的線路布置和組網，使用成本低。

技術領域

本發(fā)明涉及一種位移監(jiān)測裝置及測量方法，尤其涉及一種基于杠桿原理的滑移面位移監(jiān)測裝置及其測量方法。

背景技術

滑坡位移監(jiān)測系統(tǒng)在實際應用中已十分成熟，但傳統(tǒng)的測量方法主要存在監(jiān)測效率低、測量成本較高、自動化程度低且測量精度較低等缺點。隨著三維激光掃描技術、GPS一機多天線系統(tǒng)、INSAR(合成孔徑雷達干涉測量)以及多傳感器的集成等高新技術在滑坡監(jiān)測與預測、預報領域的應用，將進一步提高滑坡災害變形監(jiān)測預報的精度，但是，該技術結構復雜，應用成本高。

因此，為了解決上述技術問題，亟需提出一種新的技術手段。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于杠桿原理的滑移面位移監(jiān)測裝置及其測量方法，能夠對滑移面的位移進行準確測量，而且測量范圍大，并且，在測量過程中能夠得到滑移面的位移量和位移方向，從而能夠準確反應滑移面的位移狀況，利于做出準確的應對措施，結構簡單，無需復雜的線路布置和組網，使用成本低。

本發(fā)明提供的一種基于杠桿原理的滑移面位移監(jiān)測裝置，包括剛性杠桿，所述剛性杠桿設置有支點；

還包括具有彈性輸入組件和彈性輸出組件，所述彈性輸入組件和彈性輸出組件均設置有光學位移測量器件，所述彈性輸入組件分別連接于剛性杠桿的輸入測量臂和滑移區(qū)域，所述彈性輸出組件連接于剛性杠桿的輸出測量臂。

進一步，所述彈性輸入組件包括輸入彈簧，所述輸入彈簧的一端固定連接于滑移面的待測點，輸入彈簧的另一端與剛性杠桿的輸入測量臂連接。

進一步，所述彈性輸出組件包括輸出彈簧，所述輸出彈簧的一端固定，輸出彈簧的另一端與剛性杠桿的輸出測量臂連接。

進一步，所述光學位移測量器件為光纖；

設置于輸入彈簧的光纖沿著輸入彈簧的繞向繞制于輸入彈簧；

設置于輸出彈簧的光纖沿著輸出彈簧的繞向繞制于輸出彈簧。

相應地，本發(fā)明還提供了一種基于所述基于杠桿原理的滑移面位移監(jiān)測裝置的測量方法，包括以下步驟：

S1.獲取滑移面的待測目標的位移量；

S2.根據待測目標的位移量構建滑移面位移計算模型，并計算滑移面在橫向的位移量ΔL_x和縱向的位移量ΔL_y：

其中，L₄表示輸入彈簧未受力的初始長度，ΔL₄表示待測目標的總位移，θ為待測目標與剛性杠桿的輸入測量臂的力的方向的夾角；α為輸入測量臂和輸出力臂轉過的角度值；L₂表示輸入測量臂的長度。

進一步，步驟S2中，待測目標的總位移ΔL₄通過如下方法確定：

其中，D₂為輸入彈簧的中徑，d₂為輸入彈簧線徑，ρ₂為輸入光纖的曲率半徑，n₂為輸入彈簧的等節(jié)距圈數。